孫福如

(江蘇省如東縣豐利中學(xué)，江蘇 如東 226408)

高考試題對(duì)物理核心素養(yǎng)考查的方法與啟示

孫福如

(江蘇省如東縣豐利中學(xué)，江蘇 如東 226408)

核心素養(yǎng)是新課標(biāo)的來(lái)源,也是確保課程改革萬(wàn)變不離其宗的“DNA”,考試評(píng)價(jià)的方式和內(nèi)容正在悄然地改變,圍繞發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)的教育評(píng)價(jià)體系正在逐步形成,未來(lái)的物理考試評(píng)價(jià)必將從“能力立意”轉(zhuǎn)變?yōu)椤八仞B(yǎng)立意”．所以,我們一線物理教師有必要認(rèn)真研究高考試卷,從試卷透視的信息和特點(diǎn),指導(dǎo)今后的課堂教學(xué),使我們的課堂教學(xué)更科學(xué)、更有效果．

高中物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身學(xué)習(xí)和社會(huì)發(fā)展需要的基礎(chǔ)知識(shí)、關(guān)鍵能力、科學(xué)態(tài)度等方面的表現(xiàn),是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)集中體現(xiàn)的帶有物理特征的品質(zhì),是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵成分,物理核心素養(yǎng)主要有“物理觀念與應(yīng)用”、“科學(xué)思維與創(chuàng)新”、“科學(xué)探究與思維”、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等4個(gè)方面的要素構(gòu)成．核心素養(yǎng)很重要,這一點(diǎn)估計(jì)沒人會(huì)反對(duì),但問題是,很多教師不知道如何去操作落實(shí)．下面就2016年江蘇高考物理第14小題加以分析物理高考是如何滲透物理核心素養(yǎng)的；在今后的物理教學(xué)中,如何培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng),供大家參考．

1 試題分析

題目.如圖1所示,傾角為α的斜面A被固定在水平面上,細(xì)線的一端固定于墻面,另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物體B相連,B靜止在斜面上．滑輪左側(cè)的細(xì)線水平,右側(cè)的細(xì)線與斜面平行．A、B的質(zhì)量均為m．撤去固定A的裝置后,A、B均做直線運(yùn)動(dòng),不計(jì)一切摩擦,重力加速度為g．求:

圖1

(1)A固定不動(dòng)時(shí),A對(duì)B的支持力的大小N;

(2)A滑動(dòng)的位移為x時(shí),B的位移大小s;

(3)A滑動(dòng)的位移為x時(shí)的速度大小vA．

試題的命制思路分析：此題是基于物理情境命制的試題,試題的素材來(lái)源于教材中的受力分析,以光滑斜面和斜面上可動(dòng)物體的組合為背景．第(1)小問在受力分析的基礎(chǔ)上,應(yīng)用力的分解知識(shí)處理,解決此問題對(duì)一般考生是不困難的．由于斜面向左的運(yùn)動(dòng),使物體B相對(duì)斜面下滑了,且斜面向左運(yùn)動(dòng)的位移大小和物體相對(duì)斜面運(yùn)動(dòng)的距離相等,于是抽象出第(2)問,要求考生分析出B在水平和豎直方向均有位移,且清楚A、B位移的幾何關(guān)系,再運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法處理．由于在A、B運(yùn)動(dòng)的過程中,只有B受的重力做功,所以又提出了第(3)問,從能量守恒的觀念出發(fā),同時(shí)借助于瞬時(shí)速度的概念和A、B兩者間的速度關(guān)系,求A滑動(dòng)的位移為x時(shí)的速度大小vA．

考查目標(biāo)分析：本題在較復(fù)雜的物理情境下主要考查平衡條件、位移的概念、瞬時(shí)速度的概念、機(jī)械能守恒定律等知識(shí),考查考生靈活運(yùn)用矢量工具借助幾何關(guān)系去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,綜合考查考生的理解能力、推理能力和綜合分析能力,以及根據(jù)物理學(xué)規(guī)律正確建立物理模型的方法、受力分析方法、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的運(yùn)用方法和能量守恒的思想．

2 試題設(shè)問及解答過程中涉及的物理核心素養(yǎng)分析

(1) 物理觀念與應(yīng)用.

物理觀念就是從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、能量等的基本認(rèn)識(shí),是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華．“物理觀念”包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)觀念、相互作用觀念、能量觀念及其應(yīng)用等要素．考生在建立了物理知識(shí)體系的基礎(chǔ)上,充分理解概念和規(guī)律的內(nèi)涵和外延．

圖2

第(1)小問的設(shè)計(jì)面向全體考生,要解決這個(gè)問題,考生要具備畢業(yè)水平的邏輯推理素養(yǎng):在理解題意的基礎(chǔ)上,知道需要在垂直斜面方向上用平衡條件解決問題;還要具備畢業(yè)水平的矢量運(yùn)算的知識(shí)素養(yǎng):準(zhǔn)確對(duì)物體B所受的重力進(jìn)行分解,然后利用力的矢量運(yùn)算法則進(jìn)行運(yùn)算,從而使問題得以解決．

解答過程： (1)A固定不動(dòng)時(shí),B的受力情況如圖2所示,垂直斜面方向,根據(jù)平衡條件得N-mgcosα=0,所以N=mgcosα.

(2) 科學(xué)思維與創(chuàng)新.

科學(xué)思維在物理學(xué)中突出體現(xiàn)是一種理想化思維,其內(nèi)涵是從物理視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式,對(duì)物理學(xué)中的基礎(chǔ)理論、理想模型和經(jīng)驗(yàn)事實(shí)之間關(guān)系的理解;是分析綜合、抽象概括、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化;是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判,進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)．要求考生思維的全面性和完備性,具有較高的分析綜合能力．

解答第(2)問時(shí),要認(rèn)清其中的幾何關(guān)系,能測(cè)試考生高考的物理建模的素養(yǎng)和抽象概括、推理論證的素養(yǎng):在求解過程中,能弄清B沿A的斜面向下滑動(dòng)的距離和A滑動(dòng)位移的大小相等,能借助幾何圖形并結(jié)合矢量運(yùn)算法則,這就考查了學(xué)生用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題的能力素養(yǎng)．

圖3

(3) 科學(xué)探究與思維.

中學(xué)生的科學(xué)探究是指學(xué)生構(gòu)建知識(shí)、形成科學(xué)概念、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法的各種活動(dòng)．對(duì)任務(wù)復(fù)雜新穎的情境,能探尋解決問題所運(yùn)用的物理規(guī)律、過程和思想方法及數(shù)學(xué)工具,能挖掘其中的隱含條件,能正確、合理使用證據(jù)表達(dá)自己的觀點(diǎn)或?qū)σ延械挠^點(diǎn)提出質(zhì)疑．弄清問題解決需要選擇幾個(gè)研究對(duì)象?需要運(yùn)用幾個(gè)重要的物理規(guī)律?問題由幾個(gè)物理過程組成?問題解決需要幾個(gè)特殊的數(shù)學(xué)工具等．

第(3)問測(cè)試考生的拓展水平的物理建模素養(yǎng):這里B雖然受到細(xì)線的拉力作用,但此力不做功,故A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒;測(cè)試考生拓展水平的綜合分析素養(yǎng):根據(jù)瞬時(shí)速度的定義,尋求A、B兩者瞬時(shí)速度的關(guān)系;同時(shí)也測(cè)試了考生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任素養(yǎng):由于問題的復(fù)雜性,在探究規(guī)律過程中需要有恒心和毅力．

從以上分析可以看出,在解答本題時(shí)起決定作用的是科學(xué)探究、分析推理、物理建模、科學(xué)態(tài)度等幾大核心素養(yǎng)．在將新問題轉(zhuǎn)化為舊問題、復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問題的過程中,物理核心素養(yǎng)起著重要的作用,而知識(shí)和技能只有在具體求解時(shí)才能發(fā)揮作用．核心素養(yǎng)的幾方面既有獨(dú)立性,又相互交融,形成一個(gè)有機(jī)整體．用物理的眼光觀察世界,即人接收信息;用物理的思維分析世界,即人處理信息;用物理的語(yǔ)言表達(dá)世界,即人輸出信息．

啟示：利用學(xué)生熟悉的簡(jiǎn)單裝置,編制出的新穎試題,將概念的深刻理解、方法的熟練掌握及運(yùn)用分析、綜合能力和數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題的能力等要求和學(xué)生的物理核心素養(yǎng)的考查有機(jī)地揉合在一起,很好地體現(xiàn)了新課程倡導(dǎo)的探究性,嘗試用所學(xué)的物理知識(shí)來(lái)分析、解決具體問題,為學(xué)生展現(xiàn)發(fā)散性思維、個(gè)性素養(yǎng)提供了廣闊的空間,這也是近年來(lái)江蘇物理卷的一大亮點(diǎn),對(duì)中學(xué)物理教學(xué)具有很好的引導(dǎo)作用．

學(xué)生素養(yǎng)按發(fā)展的自然順序,有3個(gè)層次: (1) 物理的核心知識(shí)，即指核心概念、核心規(guī)律、重要物理實(shí)驗(yàn)、重要的思想方法.(2) 物理核心能力，即理解能力、推理能力、分析綜合能力、利用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?3) 物理科學(xué)品質(zhì)，即指學(xué)生對(duì)科學(xué)興趣、態(tài)度、情感、價(jià)值觀,具備的科學(xué)精神、合作意識(shí)．在這3個(gè)層次中,核心能力、科學(xué)品質(zhì)才是物理教學(xué)最本質(zhì)的追求,因?yàn)樗鼈兪菍W(xué)生進(jìn)入社會(huì)以后適應(yīng)環(huán)境、不斷發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力,但是他們的形成必須以核心知識(shí)形成為載體,以核心知識(shí)的掌握為基礎(chǔ)．

3 培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的方法和策略

高中物理教學(xué)中,如何培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),筆者認(rèn)為必須做到以下幾點(diǎn).

(1) 讓學(xué)生構(gòu)建物理知識(shí)體系,理解概念、規(guī)律的內(nèi)涵與外延.

學(xué)習(xí)者只有具有一定的學(xué)科知識(shí)和技能,才能理解特定任務(wù)情境,明確問題、形成假設(shè)、解決問題．《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》也指出，物理教學(xué)中,應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)基本概念、規(guī)律和基本思想的理解和掌握,對(duì)一些核心的概念、規(guī)律和思想要貫穿高中物理教學(xué)始終,幫助學(xué)生逐步理解,并注意了解它們的來(lái)龍去脈．在教學(xué)中,讓學(xué)生體驗(yàn)概念的形成過程,充分理解這些概念的內(nèi)涵與外延;讓學(xué)生探尋物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程,深刻理解物理規(guī)律,領(lǐng)悟規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中所用巧妙的方法,感受科學(xué)家探究規(guī)律過程中表現(xiàn)出來(lái)的恒心與毅力;讓學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程,讓學(xué)生概括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇器材、動(dòng)手操作、記錄數(shù)據(jù)、得出結(jié)論,這樣逐步形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、?shí)事求是的科學(xué)態(tài)度;讓學(xué)生親歷物理問題的解決過程,能從實(shí)際問題出發(fā),確定研究對(duì)象、分析物理過程、建立物理模型、選擇物理規(guī)律、建立方程并求解討論,養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣．

(2) 滲透思想方法,加強(qiáng)科學(xué)方法教育.

物理學(xué)科中有豐富多彩的思想方法,只有掌握它們,才能對(duì)客觀事物本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互聯(lián)系認(rèn)識(shí)清楚,進(jìn)而提出創(chuàng)造性的見解．如理想模型、理想實(shí)驗(yàn)、外推法、比值定義法、等效替代法、分解法、合成法、類比法、逐差法、極限法、放大法、累積法、假設(shè)法、平均思想法、整體隔離法、賦值法、臨界問題分析法、對(duì)稱法、尋找守恒法等等,應(yīng)將這些方法滲透在平時(shí)的教學(xué)中,內(nèi)化為學(xué)生自己的方法,成為學(xué)生生命的組成部分．

(3) 通過具體實(shí)例,提升學(xué)生的理解能力.

物理知識(shí)理解水平可分為3個(gè)層次:第一,操作性理解,即學(xué)生能夠記住物理的基本概念和規(guī)律及表達(dá)式,能夠運(yùn)用記憶的知識(shí)解決一些識(shí)記性、代公式與操作性步驟比較強(qiáng)的簡(jiǎn)單問題;第二,關(guān)系性理解,即學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的本質(zhì)有較清楚的認(rèn)識(shí),能夠把握物理知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系、規(guī)律和方法,能夠把較為復(fù)雜問題分解為若干個(gè)比較簡(jiǎn)單的小問題,運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)解決一些簡(jiǎn)單綜合性問題;第三,遷移性理解,即學(xué)生深刻理解物理知識(shí),能夠?qū)⑽锢硭枷?、方法以及所學(xué)物理知識(shí)遷移到別的情景,能夠靈活運(yùn)用物理知識(shí)解決生產(chǎn)、生活和社會(huì)中的實(shí)際問題．筆者認(rèn)為,設(shè)計(jì)符合學(xué)生思維最近發(fā)展區(qū)的情境,盡可能讓學(xué)生積極參與物理學(xué)習(xí)過程,主動(dòng)探究,體驗(yàn)成功,是提升學(xué)生理解能力的最好方法．

(4) 多方位培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)物理的興趣.

愛因斯坦說:“興趣是最好的老師”．學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)有了興趣,就有了動(dòng)力,就能全神貫注地積極思維,學(xué)習(xí)就不是他們的負(fù)擔(dān),而成為他們的責(zé)任．教學(xué)中可以從以下幾方面入手:多尋找學(xué)科中與學(xué)生生活聯(lián)系密切的實(shí)例;提供實(shí)驗(yàn)器材,讓學(xué)生多做課外小實(shí)驗(yàn);教學(xué)課堂要興趣盎然;教師將自己對(duì)物理的興趣正能量傳遞給學(xué)生;讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中獲得成功體驗(yàn)等等．

物理教學(xué)最本質(zhì)、最核心的追求是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng),對(duì)物理核心素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)及對(duì)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略,是一個(gè)不斷深入的過程,我們必須不斷地探索、思考、實(shí)踐．

2017-02-13)