2020年全国Ⅰ卷物理试题分析及教学启示

刘长灿

(广东番禺中学,广东 番禺 511483)

2019年底教育部考试中心颁布《中国高考评价体系》，其中明确“一核四层四翼”考查目标，以情境为载体考查学科必备知识与关键能力.2020年全国Ⅰ卷物理试题给人耳目一新的感觉，创设新颖情境、夯实必备知识、突出关键能力、发展学科素养，赏识今年高考试题对往后的教学具有很好的指引和导向作用.

1 2020年高考物理Ⅰ卷试题分析

“一核”指核心功能，强调立德树人、服务选材、引导教学；“四层”指考查内容，体现核心价值、学科素养、关键能力和必备知识；“四翼”指考查要求，突出基础性、综合性、应用性、创新性.情境分为生活实践问题情境和学习探索问题情境.本文从上述维度对试题进行赏识，以期发现规律，指导今后教学.

1.1 试题分析

试题分析见表1.

表1 2020年高考全国物理Ⅰ卷试题分析

1.2 典例分析

例1.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体.若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为0，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是

(A) 增加了司机单位面积的受力大小.

(B) 减少了碰撞前后司机动量的变化量.

(C) 将司机的动能全部转换成汽车的动能.

(D) 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积.

解析：本题取材于生活实践情境.安全气囊是汽车重要的安全部件，学生在日常安全教育中经常了解其作用.但是要从物理学的视角对安全气囊作用进行分析，需要学生获取有效信息，对“瞬间充满气体”“汽车速度很短时间内减少为0”这些信息的准确理解，合理分析得知剧烈碰撞的汽车很快停止运动而车内司机因为惯性而保持向前运动.为减少碰撞对司机的伤害，所以设计了安全气囊.至此，准确把握了联系生活实践应用情境.然后调用物理学科必备知识从受力角度、冲量及动量定理角度、能量变化角度对情形进行深入分析，发现司机接触到气囊后，气囊立即漏气，可增加司机与气囊接触时间，根据动量定理可知从碰撞到停下来司机的动量变化量是相同的，但增加了作用时间可以有效减少作用力，起到保护司机的作用.漏气的气囊可以增加司机与汽车接触受力面积，相同作用力下增大受力面积减少压强，减少司机接触部位的伤害.碰撞过程中司机的动能绝大多数转化成碰撞的内能.

学科素养是面对生活实践或学习探索问题情境时，能够在正确的思想价值观念指导下，合理运用科学的思维方法，有效整合学科相关知识，运用学科相关能力，高质量地认识问题、分析问题、解决问题的综合品质.本题能准确考查学生的物理学科素养.应用性考查学生善于观察各种现象，能够主动灵活地应用所学知识分析并解决生活实践中的问题，将课堂所学内容迁移、联系实际应用，本题虽然生活情境常见，但对学生的观察能力、灵活运用知识、联系生活实际等能力考查十分到位.通过危险情境的呈现，无形中教育学生安全驾驶.本题无论核心功能、四层、四翼考查还是情境呈现角度都是一道具有很好教育、引导和评价功能的题目.

图1

例2.在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图1所示.质量为m，电荷量为q(q>0)的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直.已知刚进入电场时速度为0的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ=60°.运动中粒子仅受电场力作用.

(1) 求电场强度的大小；

(2) 为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？

(3) 为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0，该粒子进入电场时的速度应为多大？

图2 案例2解答图

本问题主要考查学生运用科学思维整合力与运动关系、动能定理(或者匀变速运动、牛顿定律)等相关知识,运用理解、推理等关键能力认识、分析和解决问题能力．具有较强的综合性．

本题要求学生有稳固的力与运动、功能等物理观念,从功能角度准确分析“动能增量最大”信息,综合运用功能关系、类平抛知识等物理知识,结合数学理解能力才能解决问题,体现较强的核心价值,需要学生有较强的学科素养和关键能力才能快速准确解决问题．本题体现综合性,在设问手法上具有较强创新性．

本题对学科核心价值、学科素养和关键能力等考查非常到位,学生需要正确运用科学思想方法,合理选择解决问题规律,准确解读关键信息,正确逻辑推理,严谨思维过程才能得到准确解答．综合性、创新性表现得一览无遗．

2 教学启示

2.1 以素材服务教学全程

教学、考试和评价选取素材要体现基础性、综合性、应用性和创新性．教学素材选取越基础性越典型越通用,越接近学生已有知识和认知规律,越容易被学生接受并建立稳固的知识体系．教学素材选取要有一定综合性,生产生活遇到的实际问题一般不能用单一的知识或者能力就能解决,通过综合性素材促进学生对不同层面的知识、能力、素养整合以达到融会贯通综合运用程度．教学素材选取要有一定的应用性,以贴近时代、贴近社会、贴近生活的教学素材促学生运用所学知识发生迁移用以解决生产生活实际问题,达到理论联系实际的目的．素材选取要有一定创新性,在新颖、陌生的素材容易激发学生发散思维、逆向思维、批判性思维等思维品质,敏锐地发现新问题、捕捉新规律．

2.2 以情境设计教学流程

教学设计要以情境为载体设计教学流程．《普通高中物理课程标准(2017版)》明确指出“高中物理课程通过创设学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习情境,培养和发展学生的自主学习能力”．在教学建议中指出“创设情境进行教学,对培养学生的物理学科核心素养具有关键作用．”强调“物理概念的建立需要创设情境”“物理规律的探究需要创设问题情境”“应用物理知识解决具体问题应结合具体的实际情境”,课堂上要“在教学设计和教学实施过程中重视情境的创设,让学生获得在实际情境中解决物理问题的大量经验”．可见以情境为载体设计教学既是课程标准的要求又是高考评价体系的要求.情境式教学应当是高中物理课堂培养学生关键能力，发展学科素养的重要抓手．情境式教学有串联式教学设计和并联式教学设计．串联式教学情境设计一连串的教学情境巧妙组织教学内容,并联式教学情境创设不相关的教学情境从不同角度说明同一问题,有时甚至可以交替使用以到达教学效果．情境可以呈现与日常生活以及生产实践密切相关的生活实践类情境,也可以创设源于真实的研究过程或实际的探索过程的学习探索类问题情境．

2.3 以体验推进教学过程

课堂教学以学生的主体体验贯串整个教学过程．国务院《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》,“深化课堂教学改革”中明确指出 “积极探索基于情境、问题导向的体验式课堂教学”．《普通高中物理课程标准(2017版)》在“课程内容要求”中频繁出现“体会(41次)、探究(38次)、观察(29次)、经历(3次)”等体验性目标动词．学生只有经历亲身体验过程,才能获得大量直接经验,参与知识的主动构建过程．灌输式教学最大的弊端在于用知识的灌输过程代替学生的体验经历,用教师的认知结果代替学生的认知过程,导致学生听得懂而不会结题,会解题而不会解决问题．通过经历体验过程调动学生主体参与课堂,充分发挥探究、合作、交流等关键能力,让学生在适切的教学情境中体验、感悟科学道理、学科方法,获得必备知识、形成关键能力、发展学科素养、形成核心价值．