加强情境化教学 落实学科核心素养

陈新传

摘 要：本文以2019年高考全国理综Ⅰ卷物理情境化试题为例，分析了高考物理试题考查的物理学科核心素养，提出高三一轮复习可以从教材资源、体育比赛或游乐活动以及STSE问题方面加强情境化教学，最后分析了笔者情境化课堂教学的一点启示.

关键词：高考试题;创设情境;情境化教学;核心素养

随着新一轮课程改革的不断深入，新高考背景下的物理试题对于核心素养的考查所占的比重越来越大.考查物理观念主要考查学生掌握的基础知识，而考查科学思维主要是情境化试题，创设的物理情境与生活生产、科学技术等紧密联系，使物理知识更贴近生活，立足生活实际创设物理情境，通过情境分析提炼物理模型，运用物理知识解决一些实际问题，强调理解推理应用和分析能力的培养.因此，高中物理课堂教学要加强情境化教学，落实学科核心素养，提升学生解题素养.

本文以2019年高考全国理综Ⅰ卷物理情境化试题为例，对考查的物理学科核心素养以及情境化课堂教学进行分析.

1 高考试题分析

例1 （2019全国Ⅰ卷·第16题）最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展.若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为48×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为（ ）

A.16×102kg B.16×103kg

C.16×105kg D.16×106kg

解析 以火箭喷射出的气体为研究对象，设1s内喷射的气体质量为m，根据动量定理可得：

Ft=mv-0

其中v=3km/s=3000m/s

得m=Ftv=48×106×13000kg=16×103kg，故B正确.

评析 本题以我国正在研制的“长征九号”大推力火箭发动机为情境，考查学生应用动量定理计算发动机在单位时间内喷射的气体质量， 引导学生关注我国的航天航空——重型运载火箭的成就与发展，增强民族自豪感，树立民族自信心，坚定中国梦.

考查必备知识：动量定理.

关键能力：本题考查动量定理的应用，意在考查学生对动量定理的理解能力、分析推理能力，运用所学物理知识解决实际问题的能力.

核心素养：根据题设情境建构物理模型形成物理观念，利用科学思维方法进行科学推理，运用动量定理解决物理问题，关注科学技术进步，培养科学态度与责任.

例2 （2019全国Ⅰ卷·第18题）如图1所示，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H.上升第一个H4所用的时间为t1，第四个H4所用的时间为t2.不计空气阻力，则t2t1满足（ ）

A.1

C.3

解析 利用逆向思维分析，篮球运动员垂直起跳扣篮做竖直上抛运动，可看作逆向的自由落体运动，利用匀变速直线运动重要推论：初速度为零的匀加速直线运动中，连续相等的位移内时间之比等于1∶（2-1）∶（3-2）∶（2-3）∶……∶（n-n-1），可得：t2t1=12-3=2+3，则3

评析 本题以篮球运动员原地垂直起跳扣篮做竖直上抛运动为情境，考查学生对竖直上抛运动或匀变速直线运动规律的理解和运用，考查学生灵活应用所学物理知识分析和解决实际问题的能力，培养学生热爱体育运动，引导学生增强体育健康意识，促进学生德智体美劳全面发展.

考查必备知识：竖直上抛运动或自由落体运动.

关键能力：熟练正向逆向思维分析能力，要求考生把竖直上抛运动看成反向的自由落体运动.

核心素养：建构物理观念——竖直上抛运动，弄清物理情境，利用科学思维方法对物理问题进行推理分析，提出解决实际问题的方法——逆向思维.

2 情境化教学的实施策略

从近年的高考物理试题情境化来看，试题情境化与物理问题相结合考查学生知识和能力，培养学科核心素养必然成为高考物理试题命题的趋势.这种情境化高考物理试题，既能积极引导教师的课堂教学情境化，提高课堂效率，也能激发学生学习物理的热情，帮助学生在情境中建构物理观念，构建物理模型，理解物理规律，培养科学思维能力.因此，高三物理一轮复习有必要加强情境化课堂教学，适应新高考，提升解题素养.

21 深入挖掘教材资源，提升教学品味

物理课堂教学的实施离不开情境创设，创设物理课堂情境有助于提高教学效率.物理试题总是将物理问题设置在物理情境之中，教师在教学中要深入研究教材，挖掘教材中的高考資源，灵活运用教材，巧妙创设教学情境，提升课堂教学品味.教材是课堂教学最优质的教学资源，教师是教材的实施者，学生是教材的使用者.教材作为物理学科知识与方法的重要载体，其中的插图、“问题与练习”及其他辅助栏目“思考与讨论”、“说一说”、“科学漫步”等资源都是高考试题的来源，蕴藏着潜在的教学价值.教学过程中，教师通过研究教材，重视对教材资源的理解，最大限度地挖掘教材资源，比如教材的文化内涵、学科方法、科学资料，并结合创设物理情境开发运用教学资源，利用情境驱动学习，实现“用好教材”的目标，提升教学效果.

例3 （2018年全国Ⅱ卷·第14题）如图2，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（ ）

A.小于拉力所做的功

B.等于拉力所做的功

C.等于克服摩擦力所做的功

D.大于克服摩擦力所做的功

答案A.本题源自人教版《物理·必修2》第58页插图.本题考查物理观念——动能定理，科学思维——分析理解能力.

例4 （2016年全国 Ⅰ 卷·第15题）现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子，其中加速电压恒定.质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场.若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增到原来的12倍.此离子和质子的质量比约为（ ）

A.11 B.12 C.121 D.144

答案D.本题源自于人教版《物理·选修3-1》第102页“问题与练习”第3题.本题考查物理观念——动能定理、洛伦兹力、匀速圆周运动，科学思维——运用物理知识分析、解决粒子在电场中加速和匀强磁场中做匀速圆周运动问题的能力，充分体现了学生的科学素养.

22 体验体育比赛或游乐活动，回味运动乐趣

“好动”是学生的天性，教师借助各种方式让学生“动”起来，即让学生的脑“动”起来，手“动”起来，嘴“动”起来，从中体验教学情境，由感到思，借助自身体验，多角度地认识物理概念、了解物理规律，诠释物理现象，从而帮助学生理解.学生在课余时间都参与过体育比赛或游乐活动，这些比赛或活动跟力与运动的知识有关，通常成为高考物理动力学试题的情境，这些情境可以是球类运动、蹦极运动、弹跳杆运动等，是学生熟悉的甚至是参与过的，符合物理学科特点，贴近生活，体现“从生活走向物理、从物理走向生活”的新课程理念.

例5 （2017年全国 Ⅰ 卷·第15题）发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽略空气的影响）.速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网，其原因是（ ）

A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多

B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大

C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少

D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大

答案C.很多中学生都喜欢打乒乓球，打乒乓球有益于强身健体，陶冶情操.本题考查物理观念——平抛运动，科学思维——利用平抛运动规律分析物理现象，将生活中的曲线运动转化为物理模型，深度理解相关规律，培养科学分析和推理能力.试题情境联系生活实际，可以激发学生参加体育运动的热情.

例6 （2014年全国Ⅱ卷·第24题）2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约15km高度处，打开降落傘并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录.重力加速度的大小g取10m/s2

（1）若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至15km高度处所需的时间及其在此处速度的大小;

（2）实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f=kv2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关.已知该运动员在某段时间内高速下落的v-t图象如图3所示.若该运动员和所带装备的总质量m=100kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数.（结果保留1位有效数字）

答案略.奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳是2013年劳伦斯世界体育奖最佳极限运动员奖.本题以其高空跳伞为背景，给出有空气阻力时运动员下落的v-t图像，考查学生明白运动员下落打开降落伞前后的运动，构建合理的物理模型，借助v-t图像、自由落体运动规律与牛顿第二定律对比分析，考查学生灵活应用所学物理知识解决物理问题的能力.试题情境来自学生喜爱的体育运动，情境真实，贴近生活，有利于激发学生对物理问题和现象的兴趣.

23 关注STSE问题，渗透STSE教育思想

STSE是科学（Science）、技术（Technology）、社会（Society）、环境（Environment）的简称.高考物理试题情境化设计与STSE问题联系密切，以现实生产生活与现代科学技术应用和社会发展问题正成为高考物理试题命题的新趋势.因此，教师将符合学生认知水平的STSE问题引入课堂教学，例如：磁悬浮列车、嫦娥四号探测器月背登陆、港珠澳大桥正式通车、酒后驾车等等，渗透STSE教育思想，提升学生认知能力，开拓学生视野，激发学生兴趣，提升学生科学素养.

例7 （2018年全国Ⅰ卷·第20题）2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波.根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈.将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（ ）

A质量之积 B.质量之和

C.速率之和D.各自的自转角速度

答案BC.本题从最新的科技热点和前沿考查了万有引力定律的应用，考查学生构建双星系统模型的能力，利用双星系统的力学和运动学特征分析问题的能力，应用数学知识解决物理问题的能力.

例8 （2017年全国Ⅰ卷·第18题）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了有效隔离外界震动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，如图4所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右震动的衰减最有效的方案是（ ）

答案A.本题考查电磁感应、电磁阻尼及其相关的知识点.考查学生构建物理模型、科学推理的能力，了解电磁感应在现在科技中的应用和影响.

3 教学启示

31 教学要研究深挖教材，夯实基础知识和方法

新高考的命题越来越倾向于对最基本知识、基本方法和基本能力的考查.由高考试题的分析我们不难发现，不管是考查双基、三维目标，还是考查核心素养、关键能力，都离不开必备的基础知识，也不会脱离教材，往往源于教材而又高于教材.高考复习教师要跳进题海，学生要跳出题海，教师要研究深挖，学生要回归熟悉教材，夯实基础知识和基本方法，才能做到真正的融会贯通.教师要回归高考真题，深入挖掘试题内在的规律性，将基础知识、重点知识落实到实处.例如，在复习到“电场的叠加”时，教师可以以教材插图为例，探索电场叠加的规律及原理，同时可以将电场的叠加拓展为磁场的叠加.又例如，在复习到“多用电表的使用”时，教师应引导学生阅读教材，认真分析“说一说”多用电表示意图，深刻认识多用电表的原理和电表改装.

32 教学要关注社会科学技术，增强实践意识

试题往往借助人们所熟悉的生活素材为背景材料，创设真实的问题情境，引导学生关注时事，关注社会科学技术进步，加强日常生活实践，促进学生物理学科素养的发展.教师要关注课堂教学情境创设，把与学生联系密切的实践情境引入课堂，把当前国家科技发展的主要成就——鹊桥中继星、国家重点工程——港珠澳大桥、国家文化事业成就——流浪地球，让学生认识科学技术进步在现代化建设中的作用，激励学生主動参与日常实践活动，增强实践意识，增强学生动手动脑能力，自觉把高中物理知识和实际情境相结合，提升学生发展所必需的素养.例如，在教学“万有引力与航天”时要向学生介绍我国建立北斗导航系统原因、作用及意义，加强学生的爱国主义教育，树立民族自尊心和自信心.

33 教学要注重能力培养，提升解题素养

教学中要注重能力培养，特别是运用数学知识、物理知识分析解决实际问题的能力的培养，促进学生终生发展.这就要求教师在教学中重视物理过程和情境的分析，例如模型分析、受力分析、过程分析、图象分析，引导学生理解物理情境，合理构建物理模型，培养学生图形与文字和文字与图形转化的能力，培养学生“读一读”“写一写”“画一画”“算一算”的解题习惯，提升学生的科学思维能力、解决问题能力，提升解题素养.

4 结束语

新高考对高中物理教学提出了更高的要求，学生要适应新高考的变化，教师也要转变观念，调整教学模式，才能在高三物理一轮复习中更加有效地提高课堂复习效率.教师通过创设课堂教学情境，实施多样化情境教学，认真研读《普通高中物理课程标准（2017版）》，研究教材研究高考，渗透科学思维方法，培养学生的学科核心素养，提升学生的解题素养.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部普通高中物理课程标准（2017版）[M]北京：人民教育出版社，2018

[2]教育部考试中心2019年普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明（理科）[M]北京：高等教育出版社，2018

（收稿日期：2019-11-27）