核心素养下高中物理问题情境创设途径

钟剑

新课标将培养学生核心素养纳入高中物理教学的重要目标，因此，高中物理教学中，教师应转变认识，既要做好高中物理知识教学，又要做好高中物理学科核心素养内容研究，注重创设相关问题情境将核心素养培养渗透至相关教学环节中。本文结合以往教学实践，就如何在高中课堂创设问题情境谈谈自己的看法，给核心素养培养工作的开展提供有效参考。

高中物理学科核心素养涉及物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任四方面内容。在高中物理课堂创设问题情境时，教师应在认真研究教学以及核心素养内容的基础上，积极寻找有效的问题创设途径，有针对性地提高学生的核心素养，促使学生牢固掌握所学，提升物理学习成绩的同时，使学生具备适应社会发展要求的必备能力。

一、立足生活经验，创设生活问题情境

高中物理诸多知识源于人们的生活，因此，为更好地培养学生核心素养，降低学生学习的陌生感，教师应注重创设生活问题情境，使学生认识到物理知识重要性的同时，树立物质观、运动观、能量观、相互作用观，并灵活应用这些观念，分析、解决问题。

一方面，做好课堂教学内容研究，明确重点知识与教学目标，注重积累与生活相关的问题情境，指引高中物理课堂更好开展。

另一方面，找到物理知识与生活的契合点，结合学生所学，及时创设对应的生活情境，以激发学生的思考热情与兴趣，提高课堂教学质量与效率。

例如，在讲解“超重与失重”知识时，很多学生能够准确记忆超重与失重概念，但在应用中出现较多问题，为此，教学中教师可创设以下生活问题情境：如图1所示，某同学站在力传感器上，做下蹲和起立动作时记录的力随时间变化的图像，其中纵坐标为力（单位：N），横坐标为时间（单位：s），由图线可知，该同学的体重约为650N，除此之外，还可以得到以下信息（   ）。

A.该同学做了两次下蹲与起立的动作

B.该同学做了四次下蹲与起立的动作

C.下蹲过程中人一直处于失重状态

D.下蹲和起立期间都有一段时间处于超重状态

分析：该题目将超重和失重知识点和学生下蹲、起立结合起来考查，创设的情境学生并不陌生，很好地培养学生的运动观、相互作用观。

难点在于对超重、失重现象的深入理解，并能够看懂图像，找到图像和超重、失重之间的关系，即可通过加速度方向进行判断。学生下蹲时，加速度先向下后向上，即先失重后超重而后处于正常状态，压力先小于重力后大于重力，而后维持在650N。起立时，加速度先向上后向下，先超重后失重，最后处于正常状态，压力先大于重力后小于重力，平稳时重力在650N。认真分析两个图像可知，重力先小于自身重力后大于自身重力、重力先大于自身重力后小于自身重力分别出现了两次，表明该学生进行了两次下端和起立动作。

结合给出的选项可知A、D两项描述正確。核心素养下，通过创设生活问题情境，不仅能够巩固学生所学，提高学生的应用能力，还能很好地增强学生运用物理知识解决生活问题的意识，真正促进学生学以致用。该问题紧密联系教材中的“超重与失重”知识点，以图像为媒介，清晰展现出参数的变化关系，对学生的读图能力以及分析、解题能力是很好的锻炼，最终获得满意的教学效果。

二、结合教学实践，创设新颖问题情境

科学思维是高中物理核心素养的重要构成部分，包括模型构建、科学推理、科学论证、质疑创新等内容。为培养学生的科学思维，教师应结合以往教学实践，注重创设新颖的问题情境，提高学生迁移知识能力的同时，促进科学思维的进一步提升。

一方面，教师平时应做好新颖问题的积累，明确新颖问题考查的知识点以及能力，结合教学内容，及时向学生展示。

另一方面，做好问题分析引导，帮助学生克服难点，尤其当学生正确解答出问题时，教师应给予肯定与表扬，增强学习的自信心。例如，在讲解运动学知识时，教师创设以下新颖问题情境：如图2所示，为身高体重测量仪。其顶部向下发射波速为v的超声波反射后返回被接收。

测量仪记录发射、接收时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪器记录的时间间隔为t0，输出电压为U0。某学生站在测重台，测量仪器记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学的身高和质量分别为（   ）。

A.v（t0-t），[M0U0]U        B.[12]v（t0-t），[M0U0]U

C.v（t0-t）， [M0U0]（U-U0）  D.[12]v（t0-t）， [M0U0]（U-U0）

分析：该问题情境较为新颖，但难度并不大，可很好地考查学生的科学推理能力。解题时需要认真读题，搞清楚测量仪器工作原理，以及各参数表示的含义，进行科学推理，才能正确运用所学进行解答。

解题时，教师可引导学生注意超声波走的路程是来回的路程。显然当没有站人时高设为H，则H= [12]vt0，当站人时，人高设为h，则，（H-h）=[12]vt，解得h=[12]v（t0-t）。因为传感器输出电压与作用在其上的压力成正比，设比例系数为k，则未站人时，U0=kM0g，当站人时，设人的质量为m，则U=k（M0+m）g，解得m= [M0U0]（U-U0），因此，正确答案为D。

新颖问题情境在近年来高考中出现频率较高，重点考查学生的科学思维以及灵活运用所学的能力，因此，教学实践中应多加留心，构建新颖问题数据库，结合具体教学内容，及时给出新颖问题情境，对学生进行训练。针对本题不少学生望而生畏，究其原因在于学生的应变能力较差，不会给出已知条件进行推理，因此，教学中应多创设新颖问题情境，对学生进行训练，以提高学生的自信心。

三、深究实验内容，创设实验问题情境

实验是高中物理的重要知识点，是各类测试的必考内容。为提高学生的实验能力，为学生核心素养的提升做好铺垫，教师应深究实验内容，积极创设实验问题情境，引导学生认真分析实验，把握实验注意事项，深入理解物理知识规律与结论，做到灵活应用。

一方面，为学生深入讲解教材中的实验，合理安排实验课时，为学生提供实验机会，使学生在实验中知识得以巩固。

另一方面，立足教材实验，教师积极创设实验问题情境，鼓励学生思考、解答，促进学生实验能力的提升。例如，在讲解电学实验知识时，教师可创设以下实验问题情境：已知某报警系统，当热敏电阻温度达到或超过60℃是，系统报警。提供的器材有：热敏电阻、报警器（内阻很小，电流超过限Ic就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9Ω），输出电压为U的直流电源，内阻不计，滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω），滑动变阻器R2（最大阻值为2000Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。室温下调节系统，已知U约为18V，Ic约为10mA，电流超过20mA会损坏。热敏电阻随着温度升高电阻减小，60°时，阻值约为650Ω。

（1）完成图3中的电路图连接。

（2）滑动变阻器应选：____（填R1或R2）。

（3）按照以下步骤调节该报警系统：首先，电源接通前，应将电阻箱阻值调节为___Ω;滑动变阻器滑片应置于___（填a或b）端附近，不能置于另一端的。

原因为：_____。其次，将开关向___（填c 或d）端闭合， 缓慢移动滑动变阻器滑片，直至____。最后，滑动变阻器位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常工作。

分析：该题目与电学知识联系密切，但情境又较为新颖，具有代表性，不仅很好地巩固学生所学，而且可提升学生灵活应用所学的能力。解题时，教师应引导学生认真阅读题干，搞清楚题干情境，再细心分析，积极联系所学的实验内容，认真做答。

根据题干要求，电路图连接如图4所示。由R=[UIc]=[1810×10-3]Ω=1800Ω，因此，滑动变阻器应选R2。电阻箱应调节我热敏电阻在60℃的阻值，即为650Ω，滑片置于b端，原因在于使开关接通后回路中的电流最小，保护报警器，避免其因过载而损坏。将开关向c端闭合，调节滑动变阻器滑片至报警器报警。

实验是高考的必考内容，重点考查学生对实验的理解与探究能力，因此，教学实践中，应认识到实验的重要性，不仅要求学生牢固掌握常规实验内容，而且应结合实验内容，创设有趣实验情境，对学生进行训练。该题创设的实验情境内容源于教材而又高于教材。通过讲解，可很好地激发学生的实验热情，进一步深化学生对实验知识的理解，很好地锻炼学生的实验能力。

四、培养科学态度，创设探究问题情境

核心素养下，高中物理教学中应结合具体教学内容，注重学生科学态度与责任的培养，使学生理解科学本质，正确处理科学、技术、社会、环境之间的关系，树立对科学与技术的正确态度。为在实践中高效完成科学态度培养目标，应注重创设探究问题情境。一方面，创设探究问题情境时，既要与物理知识紧密联系在一起，又要结合学生认识，注重控制探究问题的难度，避免挫伤学生探究的积极性。另一方面，做好探究过程引导。

众所周知，探究问题一般难度较大，教学中应注重给予学生指引，使学生少走弯路，以科学的态度分析、思考、解决问题，提高探究效率，使其尝到探究的成就感，树立物理探究的自信心。

例如，在讲解“传送带”知识时，可创设以下探究问题情境：如图5，一质量为m的物体从离传送带高为H处沿光滑圆弧轨道下滑。圆弧轨道下端与一静止的传动带水平相接，传动带长为L。物体经过传动带掉落在地面的Q点。已知物体和传动带动摩擦因数为[μ]。若传送带转动，物体仍以上述方式运动，探讨其落点在Q的左边还是右边？

分析：该题目创设的问题情境并不复杂，但具体过程较为抽象，可很好地提高学生的探究能力。显然通过审题可知该题目未明确告知传动带的运动方向，因此，需要对传送带的运动方向，即逆时针和顺时针进行分类讨论。

讨论时应结合所学，实事求是，以科学的态度分析每一种情境，谨慎推导，找到讨论的界限，以得出相关结论，而非主观臆断。

探究时先分析传动带静止时物体滑出的速度vt。物体下滑至传动带上时，由机械能守恒可得：mgH=[12]mv02。物体滑出传送带时，由动能定理得：[-μ]mgL=[12]mvt2-[12]mv02。联立以上公式解得vt=[2gH-2μgL]。

（1）当传动带逆时针转动时，物体运动至传动带右端时，因整个过程均相对于传动带运动，因此，该情境和传动带静止时相同，此时物体应落在Q点。

（2）当传动带顺时针传动时，因物体上滑至传动带上的速度和传动带速度的大小未知，因此，仍需进行分类讨论。讨论时，传动带的速度以[2gH]、[2gH-2μgL]、[2gH+2μgL]为临界。

①当传动带速度v传≥[2gH+2μgL]时，物体滑上传动带会一直做匀加速运动，离开传动带时的速度必将大于[2gH-2μgL]，由平抛运动知识可得，其落在Q的右边。

②当传动带速度v传<[2gH-2μgL]时，物体在传动带上会一直做匀减速运动，和静止时的情况相同，物体仍会落在Q点。

③当传动带速度v传=[2gH]时，物体和传动一起做匀速直线运动，滑落时因[2gH]>[2gH-2μgL]，则物体会落在Q点的右侧。

④当传动带速度满足[2gH-2μgL]

⑤当传动带速度满足[2gH]

因此，当传送带的速度v传≤[2gH-2μgL]时，物体会落在Q点。当v传>[2gH-2μgL]时，物体落在Q点右侧。

科学态度是核心素养的重要内容，对学生以后的学习具有积极促进意义，即在推导问题时应有理有据，遵守物理规律与定理，避免受生活经验干扰而得出错误结论。本题创设的探究情境学生较为熟悉，但要想进行全面分析并非易事。通过该探究情境的讲解，使学生认识到。

其一，分析探究问题情境时应认真读题，吃透题意，搞清楚物体的具体运动情况，合理划分研究对象。

其二，探究時如不确定应进行分类讨论。当然，结合题意找到分类讨论的界限是关键，平时应多加训练，提高分类的合理性。

五、结语

在高中物理教学中培养学生的核心素养是一个长期工作，任课教师应提高认识，注重将其渗透到高中物理教学各环节中。同时，为获得预期培养效果，教师应积极研究有效的教学策略，尤其可结合教学内容创设相关的问题情境，激发学生的思考积极性，使其更加深入理解以及灵活运用所学，实现物理学习成绩与核心素养的提升。本文通过研究得出以下结论：

（1）任课教师应积极参与相关学习活动，做好高中物理核心素养内容的学习与研究，深入理解、充分把握核心素养内涵，正确处理核心素养培养和物理知识教学之间的关系，以寻找有效培养途径，并积极实践与优化，更好地实现培养目标。

（2）问题情境可很好地激发学生思考与学习的积极性，教师应结合以往教学经验以及高中物理教学内容，在核心素养指引下创设针对性问题情境，鼓励学生灵活运用所学认真解决问题，不断促进学生分析、解题能力以及核心素养的进一步提升。

（责任编辑  范娱艳）