高考物理试题中“应用性”的体现及教学策略探讨

摘 要：对高考评价体系中的“应用性”的内涵进行解读，列举高考试题中应用性的体现特点，根据学生的做题情况对做题错因进行了分析归纳并给出了落实应用性要求的教学建议.

关键词：高考评价体系;应用性;错因分析;教学策略;动量定理

中图分类号：G633.7     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）19-0060-03

基金项目：广东省教育科研“十三五”规划课题“落实中国高考评价体系引导教学核心功能的学科实践研究”（项目编号：2020YQJK221）;

广东省中山市市级课题“核心素养背景下的高考物理试题分析与试题编制的实践研究”（项目编号：C2018133）;广东省中山市市级课题“物理教学中落实高考评价体系引导教学核心功能的实践研究”（项目编号：Z2020002）.

作者简介：胡振欢（1985-），男，广东清远人，本科，中学高级教师，研究方向：试题命制与分析.

1 高考评价体系中的“应用性”解读

应用性是高考评价体系“一核四层四翼”中的“四翼”，也就是四个考查要求之一，应用性要求以贴近时代、贴近社会、贴近生活的生活实践或学习探索问题情境为载体，将陈述性知识与程序性知识的有机整合和运用作为考查目标，设计生产生活中的实际问题，体现对即将进入高等学校的学习者迁移课堂所学内容、理论联系实际水平的测量与评价.应用性注重学以致用，不仅是对命题的要求，也是考查考生运用所学解决实际问题的能力[1].

1.1 学以致用是素质教育的目标

我国实行素质教育的目的是为了培养社会主义建设者和接班人，培养出来的人应德智体美劳全面发展，善于观察现实生活的各种现象，并且理论联系实际，洞悉事物运行和发展遵循的规律，能运用自己的知识、能力和素养解决实际问题.如面对雨天路滑的问题，知道物理原因，并采取各种措施如转弯减少速度、穿更为粗糙的鞋子走路等防止事故的发生.

1.2 生活实践情境是考查应用性的重要载体

《普通高中物理课程标准（2017年版）》中提到：“试题要注重围绕生产生活或科技等设计问题情境，加强对学生运用基础知识解决简单实际问题能力的考查.试题的任务情境要与生产生活、科技发展等紧密联系，要关注物理学前沿与成果应用;要探索设计与现实相关的问题情境，加强对学生应用物理学知识综合解决实际问题能力的考查[2].”其描述和高考评价体系的应用性要求是一致的.如2020年的全国高考Ⅱ卷选择题部分，8道选择题中有6道试题情境属于生活实践情境，占比创历史新高，见表1.

1.3 解决应用性问题有助于培养学生的核心素养

物理学科的学以致用是要求应用物理知识解决具体问题应结合具体的实际情境，实质上是对学生有没有形成良好的物理学科核心素养的考查.要把实际情境转化为物理问题，需要有较好的物理观念，把情境描述的经历转化为物理过程，把情境文字描述转化为物理语言，建立合适的物理模型，进行分析、推理、探究等行为，形成结论并做出反思.所以，解决应用性问题有助于学生核心素养的培养和提升.

2 高考题中应用性的呈现例析

动量定理是高中物理的主干知识之一，在2017年成为必考部分后，愈加受重视，现实生活中许多现象与动量定理知识有联系，本文以动量定理在近几年高考中的生活实践情境题目为例，展示应用性在高考题目中的考查特点.

例题1 高空坠物极易对行人造成伤害.若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为

A.10N  B.102N  C.103N  D.104N

答案解析：設每层楼高3m，则总高75m，可取80m方便运算，根据动能定理mgh=12mv2和动量定理F-mg=mvΔt，由于重力较小，忽略重力冲量，解得F≈103N，答案选C.

通过本题的运算，学生能充分认识到高空坠物的危害， 从而规范学生的道德行为，提升学生的社会责任感，维护公共利益，这也是考查应用性体现出来的巨大价值.

例题2 某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中.为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出;玩具底部为平板（面积略大于S）;水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力，已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，求：

（1）喷泉单位时间内喷出的水的质量;

（2）玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度.

答案解析：（1）在一段很短的Δt时间内，可以认为喷泉喷出的水柱保持速度v0不变.

该时间内，喷出水柱高度 Δl=v0·Δt①

喷出水柱质量 Δm=ρ·ΔV②

其中ΔV为水柱体积，满足 ΔV=Δl·S③

由①②③可得喷泉单位时间内喷出的水的质量为ΔmΔt=ρ·v0·S

（2）设玩具底面相对于喷口的高度为h，由玩具受力平衡得

F冲=Mg④

其中，F冲为玩具底部水体对其的作用力.

由牛顿第三定律F压=F冲⑤

其中，F压为玩具底部下面水体的作用力，v′为水体到达玩具底部时的速度，由运动学公式

v′2-v20=-2gh⑥

在很短Δt时间内，设冲击玩具水柱的质量为Δm，有

Δm=ρ·v0·S·Δt⑦

由题意可知，在竖直方向上，对该部分水柱有

F压+Δmg·Δt=Δm·v′⑧

由于Δt很小，Δmg也很小，可以忽略，⑧式變为

F压·Δt=Δm·v′⑨

由④⑤⑥⑦⑨可得 h=v202g-M2g2ρ2v20S2

试题来源于2016年全国Ⅰ卷理综试卷第35题的第（2）小题，题目情境取材自平时常见的喷泉，题目要求学生能采用微元分析的方法对不太常见的流体进行分析，建立物理模型，用动量定理解决题目，考查模型建构和推理论证的关键能力.这样的题目情境可以引导学生多关注观察生活，并采用物理知识解释生活现象或者解决生活问题.

例题3 最近，我国研制的“长征九号”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4.8×106N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为

A.1.6×102kg    B.1.6×103kg

C.1.6×105kg    D.1.6×106kg

答案解析：根据动量定理得Ft=Δmv，则Δm=Ftv=4.8×106×13×103kg=1.6×103kg，B正确.

试题来源于2019年全国Ⅰ卷理综试卷第16题，以助推“长征九号”的新型火箭发动机为背景，考查动量定理知识，考查学生的综合分析能力、模型建构能力和推理论证能力.也通过背景材料的介绍，激发学生爱国主义情怀，体现出物理学科应用性试题紧密联系科技的特点，号召学生关注科学前沿和成果.

3 学生面对生活情境化试题的错因分析

例题4 若一个50g的物体从80m的高度落下，与地面的撞击时间约为2ms，则该物体撞击地面产生的冲击力约为

A.10N  B.102N  C.103N  D.104N

接着笔者把例1和例4给两个物理学习程度差不多的班级进行测试，并要求学生记下完成题目的时间，测试结果见表2.

完成例1需用时更长，得分更低，可以看出生活实践情境对学生而言难度更高，除了例1和例4做了对比训练，笔者布置例2和例3作为课后作业，分析学生做这四个例题的情况，认为学生面对应用性试题主要存在以下三个困难.

3.1 缺乏生活常识

应用性的试题来源于现实生活，相比于原始问题是有所加工的，介乎于原始问题和纯物理问题之间，这种题目的特点是注重真实情境的创设，甚至有些题目连已知量或者待求量都缺失，让学生自行分析和获取信息和判断有价值的信息，这样就造成题目看似结构不齐，相对其它试题难度更大，像例1中需要估计楼层有多高，并不是所有学生都知道楼层约3m高.又比如2011年江苏物理高考题中，有一道选择题要求估算一个杂技演员将鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功，既没有给鸡蛋的质量，又没有给抛出速度或者上升距离等，具有一定的开放性，要求学生具备估计以上物理量数值的生活常识.

3.2 模型建构意识薄弱

学生不懂得建立相应的物理模型，如例2中的喷泉是熟悉的场景，但是模型相对陌生的，不少同学连研究对象都不明确，研究的过程更加一塌糊涂，不懂得要研究这种流体模型应取小段时间研究小段过程，相当于建立柱状模型;例3中不知道喷射气体与发动机前进存在的关系，构建不出反冲模型.

3.3 信息读取能力欠缺

不少同学面对应用性题目，读取题目信息不完整或者不准确，如在例1中有同学对“坠下”有误解，认为是抛下，应该有初速度;例2中很多同学对“悬停”“在水平方向朝四周均匀散开”的物理含义没有读懂，还有同学把v0误认为是撞击玩具时的速度;例3中有些同学单位没转化就直接运算等.

4 应对应用性试题的教学策略探讨

4.1 把生活引入课堂，创设情境和拟合数据注重真实性

学生缺少生活常识，是因为学生把课堂和生活知识割裂了，在生活中缺少思考和观察，因此，作为教师，在物理课堂中应注重“从生活中来，到生活中去”的课程理念，结合生活实例融入相关物理知识对学生进行考核，这样既可以拓宽学科视野，也能增强健康情感的培育，这样既能有效地考查学生知识、能力和素养，也能使学生通过解答过程体验到知识的应用价值，同时还能引导学生关心生活、关注社会，提升政治素质和道德品质.

4.2 进行针对性的读取信息训练

要完成考查应用性要求的题目，要求学生经过高中三年的学习，可以阅读和理解物理学科的各种文本和基本符号，能够根据图表或者题干知识客观全面地获取相关信息，从生活实践情境中提取相关信息，利用物理规律和知识进行解题;能透过题目描述的基本现象看到隐含的物理意义和物理规律;能够在学习物理知识之后，形成物理知识的结构性理解，形成物理知识网络.如解决本题时能把受力分析、万有引力定律、功能关系、动能定理、牛顿运动定律等知识根据题设要求从自己的知识体系中抽取出来解决问题.所以在做题训练中，应尽量创设一些复杂的情境如数形结合、多物体或者多过程分析等，带领学生进行读题训练，从题目的文字含义、基本物理符号这些基础出发，引导学生进行题目信息的读取和知识整合，培养信息获取能力.

4.3 增强模型建构的意识，进行情境变式训练

面对考查应用性要求的题目，能否准确抽取信息，建构物理模型是至关重要的，作为教师，在教学中应设计好每个教学环节，少用纯物理情境，或者说在使用纯物理情境后，可以对其变式改造为生活实践情境，以锻炼学生的思维能力.如进行匀变速直线运动教学时，类似例5会常见于学生的训练习题里.

例题5 一个做匀加速直线运动的质点，在连续相等的两个时间间隔内，通过的位移分别是24m和32m，每一个时间间隔为4s.求质点的加速度和初速度.

可以将其进行生活实践情境化，如变式成例6.

例题6 某蹦床运动员竖直向上跳起后，在向上运动的过程中依次通过O、P、Q三点.已知O、P、Q三点距蹦床的高度分别为5m、7m、8m，并且该蹦床运动员从O至P所用的时间和从P至Q所用的时间相等，重力加速度取g=10m/s2，空气阻力不计，则该蹦床运动员上升到最高点时距蹦床的高度为多少？

经过这样的变式改造，新的生活实践情境注意理论联系实际，培养学生进行模型建构、逻辑推理，更具锻炼价值;教师应顺势引导学生注重情境的对比分析，找出相同和不同之处，增强思辨能力;让学生从多角度、多方式观察和思考同一个问题，增强知识迁移能力;相信做好了以上的教学环节，学生能更好地应对考查应用性要求的试题.

参考文献：

[1]教育部考试中心.中国高考评价体系[M].北京：人民教育出版社，2019.

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

[3]教育部考试中心.中国高考评价体系说明[M].北京：人民教育出版社，2019.

[4]程力，李勇.基于高考评价体系的物理科考试内容改革实施路径[J].中国考试，2019（12）：38-44.

[5]沈玉梅.物理试题情境化对试题难度的影响[J].中学物理教学参考，2013，42（Z1）：41-43.

（收稿日期：2021-07-24）