以体育运动为情境的高中物理试题命制策略探讨

韩 毅

(南京师范大学附属中学宿迁分校，江苏 宿迁 223800)

高中物理学习评价是以学生发展为本、基于物理学科核心素养的评价，其目的主要在于促进学生学习和改进教师教学。在试题命制中倡导创设真实且有价值的问题情境，体育运动中蕴含着丰富的情境素材。教师在阶段性测试中设置以体育运动为情境的试题，不仅可以考查学生的知识掌握情况，也有助于培养学生应用物理知识解决实际问题的能力，提升物理建模能力。长期以来，运用小球、斜面和弹簧等高中力学中常见的元素作为问题情境，容易给学生造成疲劳感，从而逐渐丧失学习兴趣，对物理学科形成冰冷无趣的印象。若在试题命制中创设体育运动情境，以篮球、滑雪赛道和蹦床等代替上述物体，可吸引学生的注意力，激发学生的解题动机，使学生体验学以致用的成就感，从而提高学生的物理学习兴趣。

梳理分析高考题、高考模拟题中有关体育运动的内容，发现命制以体育运动为情境的高中物理试题遵循以下策略：合理选择运动项目、主动设置理想条件、重视试题情境的真实性和结合热点赛事。

1 合理选择运动项目

课程标准建议试题的情境应尽量多样化，这就要求教师在命制以体育运动为情境的试题时，能够选择多样的运动项目、创设多样的运动情境。由于气候、经济、性别和家庭环境等因素可能导致不同学生对同一运动项目的认知存在差异。因此，在命制以体育运动为情境的试题时，一味地追求新奇的运动项目似乎并不可取。应结合地域特点和运动项目在当地的流行程度，“投学生所好”，选取合适的体育运动作为试题的情境(如学生在体育课中共同学习过的项目)。若试题选用学生不熟悉的运动项目，应以文字或插图做补充说明，如相关规则、技术动作规范和场地特点等，凸显物理问题，帮助学生建立物理模型，保证试题的公平性。

例1：体操是力与美的运动，吊环比赛中运动员的两臂从竖直位置开始缓慢展开到接近水平，形成“十字支撑”这一优美造型(图1)。开始时吊绳竖直，关于这一过程的下列说法中正确的是( )。

图1

A. 吊绳的拉力逐渐减小

B. 吊绳的拉力逐渐增大

C. 两绳的合力逐渐增大

D. 两绳的合力逐渐减小

分析：该题以吊环运动员做“十字支撑”动作为情境，试题对运动员完成“十字支撑”的过程做了简单介绍，并配图说明，帮助学生建立物理模型，分析两吊绳的受力情况。

2 主动设置理想条件

做自由落体运动的物体只受重力，这一要求在现实生活中很难满足。以蹦床运动为情境的试题考查学生对竖直方向上的匀变速直线运动的认识，而空气阻力的存在使得运动员从最高处下落后并不做自由落体运动。在以类似运动项目为情境命制试题时，教师要主动设置理想条件，使试题考查的知识内容满足课程标准的要求。

图2

分析：该题为2019年全国Ⅰ卷理综卷第18题，以运动员扣篮为情境，在已知条件中加入“不计空气阻力”这一理想条件，保证运动员在离开地面后只受到重力的作用，从而做匀变速直线运动。

3 重视试题情境的真实性

对以体育运动为情境的高中物理试题而言，其情境的真实性可细分为情境来源的真实性和情境中已知数据的科学性两个方面。

3.1 重视情境来源的真实性

试题中的情境应真实存在于现实生活中，不能凭空捏造，这就要求命题者在以某项运动作为情境命制试题之前，能够主动了解有关该项运动的信息，如发展历程、规则、技术要求、重要比赛等。在通过文字、图片对某个运动项目或专业术语做补充说明时，应符合实际，体现命题工作的严谨性。

例3：2018年平昌冬季运动会雪橇运动，其简化模型如图3所示，倾角为θ=37°的直线雪道AB与曲线雪道BCDE在B点平滑连接，其中A、E两点在同一水平面上，雪道最高点C所对应的圆弧半径R=10m，B、C两点距离水平面AE的高度分别为h1=18m与h2=20m，雪橇与雪道各处的动摩擦因数均为μ=0.1，运动员可坐在电动雪橇上由A点从静止开始向上运动，若电动雪橇以恒定功率1.2kW工作10s后自动关闭，则雪橇和运动员(总质量m=50kg)到达C点的速度为2m/s，到达E点的速度为10m/s。已知雪橇在运动过程中不脱离雪道，求：

图3

(1) 雪橇在C点时对雪道的压力；

(2) 雪橇在BC段克服摩擦力所做的功。

分析：该题以2018年平昌冬奥会的雪橇项目为情境，笔者搜索资料时发现平昌冬奥会的确有雪橇这一比赛项目，但是题中的运动并不是雪橇。在实际的雪橇比赛中，运动员先通过拉拽起点处的助力栏启动，随后仰卧在雪橇上沿赛道高速下滑。由此可见该题的命题工作者在命制试题之前，并没有切实了解雪橇运动的相关信息。

3.2 保证数据的科学性

课程标准建议试题要尽量选用真实的情境，但是从学生的角度来说，真实的数据一般意味着计算过程会较为繁琐。在命制以体育运动为情境的高中物理试题时，可以综合考虑知识点、能力要求和情境设计等因素，酌情使用近似值作为数据，但是要注意数据的科学性，保证已知数据和计算结果符合物理规律和现实情况(如当前的世界纪录)。

例4：短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界记录，他的成绩分别是9.69s和19.30s。假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动。200m比赛时，反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100m比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑100m时的96%，求：

(1) 加速所用时间和达到的最大速率；

(2) 起跑后做匀加速运动的加速度。

分析：该题为2010年全国卷理综卷第24题，试题以博尔特参加北京奥运会100m跑和200m跑决赛为具体情境。题中的真实数据有博尔特的比赛成绩，近似数据有他的起跑反应时间、200m跑的平均速率。真实的已知数据增强了情境的真实性，但是对学生来说计算过程较为繁琐，求出加速时间t和最大速率v具体值的难度较大。另外，根据已知数据计算出博尔特的加速时间为1.29s，即在距离起跑点仅7.25m处便达到了最大速率，与现实情况相差较大。

4 结合热点赛事

结合时事热点和热门赛事是以体育运动为情境的高中物理试题保持新颖性的策略之一。我国主办或我国运动员参加的比赛更适合作为情境的来源，有利于增强学生的民族自信心和自豪感，如2016年10月浙江选考的第3题就是以中国女排在2016年奥运会的某场比赛为情境。值得注意的是，在创设试题情境时，应杜绝有不良行为的运动员或组织的出现，不良行为包括服用禁药、缺乏体育精神或发表不当言论等，以避免对学生的价值观与审美观造成负面影响。

将体育运动用于高中物理试题命制，注重理论联系实际，有利于促进学生学习、甄别学生学业水平。希望能有更多的一线教师和命题者挖掘体育情境资源，提升试题命制质量。