高考物理中生活實(shí)踐類情境試題對教學(xué)的啟示
——以2022 年廣東省高考物理試卷為例

蔣 敏，鄧 磊，張小華

1.西南大學(xué)附屬中學(xué)校，重慶 400700

2.西南大學(xué)科學(xué)教育研究中心，重慶 400715

在物理試卷中，生活實(shí)踐類情境試題可以有效考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，反映出學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的水平。鑒于此，以2022年廣東省高考物理試卷為例，對其中的生活實(shí)踐類情境試題進(jìn)行了初步的探析，以期為下一步的物理教學(xué)提供參考。

1 《中國高考評價體系》與課程標(biāo)準(zhǔn)對生活實(shí)踐問題的要求與建議

物理試題情境是實(shí)現(xiàn)“四層”考查內(nèi)容和“四翼”考查要求的載體，對培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用。選取貼近學(xué)生、貼近生活、貼近時代的真實(shí)問題情境進(jìn)行考查，既能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又能夠較好地考查學(xué)生從復(fù)雜的情境中抓住主要因素，抽象出物理模型并解決問題的能力和素養(yǎng)［1］。普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)也對試題的情境提出了建議：試題的情境要具有一定的問題性、真實(shí)性、探究性或開放性，通過學(xué)生在應(yīng)對復(fù)雜現(xiàn)實(shí)情境，參與相應(yīng)探究學(xué)習(xí)活動中的外在表現(xiàn)來考查物理學(xué)科核心素養(yǎng)［2］。所以，為科學(xué)地考查、評價學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，在試題的命制中應(yīng)創(chuàng)設(shè)真實(shí)生活實(shí)踐類情境作為試題的載體。

2 對2022 年廣東省高考物理試卷中生活實(shí)踐類情境試題的分析

2.1 生活實(shí)踐類情境試題的總體情況

按照《基于高考評價體系的物理科考試內(nèi)容改革實(shí)施路徑》大致可以將生活實(shí)踐問題分為三類情境：一是自然界中的物理現(xiàn)象，比如水面的倒影、海市蜃樓、星辰運(yùn)行等；二是與人們生產(chǎn)生活實(shí)際聯(lián)系的問題，比如工廠里的機(jī)械、家里的電器、各類體育運(yùn)動等；三是與科技前沿有關(guān)的問題，比如我國的載人航天、世界最大單口徑的射電望遠(yuǎn)鏡、深海探測設(shè)備等。先判斷2022 年廣東省高考物理試卷中的題目是否屬于生活實(shí)踐類情境試題，再分析題目屬于三類情境中的哪一類（表1）。

表1 2022 年廣東省高考物理試卷中生活實(shí)踐類情境試題的總體情況

為了分析試卷中生活實(shí)踐類情境的總體情況，將生活實(shí)踐類情境的題目數(shù)除以全卷總的題目數(shù)，得到其題目比重。由于每個題的分值不同，題目個數(shù)不能完全反映其占比情況，再將生活實(shí)踐類情境的題目分?jǐn)?shù)求和，并用此分?jǐn)?shù)除以全卷總分112 分（包含3－3 與3－4 選考題，所以總分超過100 分），得到其分值比重（圖1）。

圖1 生活實(shí)踐類情境試題的比重

生活實(shí)踐類情境題目數(shù)占題目總數(shù)的72%，分值占總分的68%，比例都非常大，體現(xiàn)出高考命題對生活實(shí)踐類情境的重視。

2.2 生活實(shí)踐類情境試題的分類分析

為進(jìn)一步分析試卷中生活實(shí)踐類情境的具體內(nèi)容，我們將試卷中的三類情境試題所對應(yīng)的題目數(shù)和分值分別相加，得出試卷中三類問題的情況（表2）。

表2 2022 年廣東省高考物理試卷生活實(shí)踐類情境試題的分類情況

試卷沒有出現(xiàn)以自然界中物理現(xiàn)象為情境的題目；以科技前沿為情境的題目也相對較少，只有3 題，共19 分；最多的是以生產(chǎn)生活實(shí)際為情境的題目，有10 題，共57 分。

2.3 生活實(shí)踐類情境試題的一些實(shí)例

下面選取部分有代表性的生活實(shí)踐類情境試題進(jìn)行分析。

例題1（2022 年廣東卷第2 題）“祝融號”火星車需要“休眠”以度過火星寒冷的冬季。假設(shè)火星和地球的冬季是各自公轉(zhuǎn)周期的四分之一，且火星的冬季時長約為地球的1.88 倍?；鹦呛偷厍蚶@太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動。下列關(guān)于火星、地球公轉(zhuǎn)的說法正確的是（ ）

A.火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大

B.火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球的大

C.火星公轉(zhuǎn)的半徑比地球的小

D.火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球的小

分析以“祝融號”火星車為情境的試題，不僅有效考查了學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，而且可以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。本題是聯(lián)系科技前沿的問題，主要考查“物理觀念”中的運(yùn)動與相互作用觀念和“科學(xué)思維”中的模型建構(gòu)、科學(xué)推理。學(xué)生要建構(gòu)出行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的模型，利用萬有引力定律、牛頓第二定律、勻速圓周運(yùn)動規(guī)律解決問題。

例題2（2022 年廣東卷第3 題）圖2 是滑雪道示意圖。可視為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動員從斜坡上的M點(diǎn)由靜止自由滑下，經(jīng)過水平NP 段后飛入空中，在Q 點(diǎn)落地。不計(jì)運(yùn)動員經(jīng)過N 點(diǎn)的機(jī)械能損失，不計(jì)摩擦力和空氣阻力。下列能表示該過程運(yùn)動員速度大小v 或加速度大小a 隨時間t 變化的圖像是（ ）

圖2 滑雪道示意圖

分析以滑雪運(yùn)動真實(shí)情境為載體，是典型的聯(lián)系生活實(shí)際的物理問題。主要考查“物理觀念”中的運(yùn)動與相互作用觀念和“科學(xué)思維”中的模型建構(gòu)、科學(xué)推理。學(xué)生要從題干與示意圖中獲取信息，建構(gòu)出勻變速直線運(yùn)動、平拋運(yùn)動等模型，利用牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動、運(yùn)動的合成與分解等規(guī)律解決實(shí)際問題。

3 教學(xué)啟示

2022 年廣東高考物理試卷對生活實(shí)踐類情境試題很重視，無論是從題目數(shù)量上還是分值上都達(dá)到了70%左右。在生活實(shí)踐問題的三種類型中，與生產(chǎn)生活聯(lián)系的情境題目占絕大部分。在具體的試題情境中：有前沿科技探測火星；有與體育活動有關(guān)的滑雪；有與日?；顒泳o密聯(lián)系的玩具槍、無人駕駛車、空調(diào)；有與科研有關(guān)的磁控管。學(xué)生需要建構(gòu)物理模型，運(yùn)用科學(xué)推理解決實(shí)際問題。

在實(shí)際的教學(xué)中，為增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)試能力，部分教師往往讓學(xué)生在記住一些基本解題套路的基礎(chǔ)上大量刷題。這樣會導(dǎo)致學(xué)生在遇到生活實(shí)踐類情境試題時無所適從，既無法在真實(shí)的情境中提煉出物理問題，也無法抓住主要因素形成物理模型，更無法在具體的物理過程中選擇恰當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律解決問題?；谏鲜鲈?，我們的教學(xué)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

3.1 物理概念、物理規(guī)律的教學(xué)需要聯(lián)系生活實(shí)踐問題

物理概念的建立、物理規(guī)律的形成應(yīng)該充分聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境。學(xué)生在接觸物理概念前，就已經(jīng)通過自身的活動，對許多事物有了感性的認(rèn)識，在教學(xué)中應(yīng)通過對學(xué)生熟悉的實(shí)際問題進(jìn)行觀察、比較、分析，突出主要因素，從中抽象出共同屬性，進(jìn)而得出相應(yīng)的物理概念。比如,在質(zhì)點(diǎn)概念的教學(xué)中，可以創(chuàng)設(shè)被擊出乒乓球的運(yùn)動、賽道上賽車車輪的旋轉(zhuǎn)、跳遠(yuǎn)運(yùn)動員的騰空等實(shí)際情境，分析出物體能否視為質(zhì)點(diǎn)與物體的大小和形狀及所研究的問題有關(guān)，只有當(dāng)物體的大小和形狀對所研究的問題可以忽略時,物體才可以簡化為質(zhì)點(diǎn)。比如，2022 年湖南卷第14 題，籃球在空中的運(yùn)動情況非常復(fù)雜，但由于籃球每部分的運(yùn)動情況相同，其大小和形狀對研究的問題影響很小，所以可以將該情境中的籃球抽象為質(zhì)點(diǎn)。

同樣，物理規(guī)律的教學(xué)也需要聯(lián)系實(shí)際，也可以先創(chuàng)設(shè)反映物理過程的真實(shí)情境，再引導(dǎo)學(xué)生在情境的分析中提出物理問題，抽象出物理過程，再形成物理規(guī)律。比如，2023 年遼寧卷第13題，就需要從短道速滑運(yùn)動員的實(shí)際運(yùn)動中提煉出勻變速直線運(yùn)動與勻速圓周運(yùn)動，再運(yùn)用相應(yīng)的運(yùn)動學(xué)規(guī)律解決問題。

3.2 物理規(guī)律的應(yīng)用需聯(lián)系生活實(shí)踐問題

物理規(guī)律的應(yīng)用是指應(yīng)用物理規(guī)律解決具體的物理問題。在物理教學(xué)中，應(yīng)讓學(xué)生獲得在實(shí)際情境中解決物理問題的大量經(jīng)驗(yàn)，形成把情境與知識相關(guān)聯(lián)的意識和能力［2］。

在習(xí)題課的例題選取上，我們應(yīng)該盡量選擇生活實(shí)踐類情境試題引導(dǎo)學(xué)生思考。在相應(yīng)例題的分析中，將分析具體實(shí)際情境的過程轉(zhuǎn)化為建構(gòu)模型、科學(xué)推理的過程，而不僅僅是記憶方法套公式。在學(xué)生的作業(yè)布置上，同樣要適量選用各種聯(lián)系生活實(shí)踐問題的題目。這樣，通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生的獨(dú)立思考，讓學(xué)生獲得大量理論聯(lián)系實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)。比如，在天體運(yùn)動的教學(xué)中，可以命制2021 年神舟十三號載人飛船的發(fā)射與變軌以及繞地球做圓周運(yùn)動的題目；在氣體實(shí)驗(yàn)定律的教學(xué)中，可以命制與負(fù)壓隔離艙有關(guān)的題目；在核反應(yīng)的教學(xué)中，可以命制與我國大型科學(xué)裝置“人造太陽”有關(guān)的題目等。

3.3 組織與生活實(shí)踐問題有關(guān)的活動

通過語言、圖片、視頻等給學(xué)生展示生活實(shí)踐類情境，往往不如學(xué)生親身經(jīng)歷的效果好。我們可以適當(dāng)組織學(xué)生參加課外實(shí)踐活動，在實(shí)踐活動中發(fā)現(xiàn)物理問題，運(yùn)用物理規(guī)律去解釋、解決問題。比如，在水火箭比賽中研究反沖問題，研究水火箭噴水時氣體的壓強(qiáng)、溫度、體積的變化，研究初速度與射程、射高、運(yùn)動時間的關(guān)系；帶領(lǐng)學(xué)生在操場上搖繩發(fā)電，研究電磁感應(yīng)；通過參觀建筑工地可以分析大量的靜力學(xué)問題等。

3.4 建立生活實(shí)踐問題資源庫

在物理教學(xué)中，生活實(shí)踐類情境內(nèi)容多樣。比如，在2022 年各地高考的物理試卷中就有與體育運(yùn)動有關(guān)的跳臺滑雪、網(wǎng)球練習(xí)和拍籃球；與醫(yī)療有關(guān)的碘125 衰變；與軍事有關(guān)的艦載機(jī)電磁彈射；與工程有關(guān)的橋式起重機(jī)；與日常生活有關(guān)的曬衣架和旋轉(zhuǎn)灑水龍頭；與交通運(yùn)輸有關(guān)的高速列車；與中國古代智慧有關(guān)的石磨；與空間探索有關(guān)的“冷發(fā)射”技術(shù)、“羲和號”太陽探測衛(wèi)星和神舟十三號飛船；與科研有關(guān)的光點(diǎn)式檢流計(jì)和離子速度分析器；與自然現(xiàn)象有關(guān)的火星沖日和蜘蛛懸掛等。

物理教師應(yīng)該群策群力，分門別類地收集、整理生活實(shí)踐問題的教學(xué)資源，以視頻、圖片、文字、表格等形式保存下來。比如，可以有專門的老師整理物理學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，關(guān)注相關(guān)的新聞、書籍、互聯(lián)網(wǎng)資源等，再進(jìn)行歸類整理（分為激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用、放射性藥物在治療與診斷中的應(yīng)用、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)等），提煉出教學(xué)可用的資源，并進(jìn)行相關(guān)習(xí)題的命制。當(dāng)有一定積累以后，再以網(wǎng)盤等形式建立相應(yīng)的資源庫。教師在教學(xué)過程中可以選用資源庫中生活實(shí)踐問題的教學(xué)資源進(jìn)行日常教學(xué)，并隨時對資源進(jìn)行補(bǔ)充完善。