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STSE是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、社會(Society)、環(huán)境(Environment)的英文縮寫。STSE情景材料試題是以科學(xué)發(fā)展、技術(shù)進步、社會生活、環(huán)境保護等方面內(nèi)容為背景而設(shè)置的一類物理試題。這類試題廣泛涉及日常生活、社會熱點、科技前沿、能源環(huán)保等方面的內(nèi)容，具有濃厚的時代氣息，考查學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新能力，體現(xiàn)“從物理走向生活，從生活走向物理”的教學(xué)理念，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用。在解答這類試題過程中，要求考生能夠?qū)υ囶}所展示的具體情景進行分析、理解和判斷，弄清楚物理情景，抽象出物理模型，運用相應(yīng)的物理知識進行解答。

一、STSE情景材料試題基本特點

1.時代性：這類試題知識背景新穎，選材緊扣科技前沿，貼近生活，具有明顯的時代性。學(xué)生在接觸到這類試題時，往往會產(chǎn)生一種既陌生又似曾相識的感覺。

2.模型性：這類試題能夠很好地考查學(xué)生的模型建構(gòu)能力，學(xué)生解答試題時，要把題目所反映的具體情景轉(zhuǎn)化為抽象的理想化模型進行分析，然后利用學(xué)過的物理知識進行求解。

3.遷移性：試題內(nèi)容涉及到的材料可能會超越教材內(nèi)容，但考查的知識點不會超出《考試大綱》；學(xué)生解答試題時，要明確題中的問題與哪些物理知識相聯(lián)系，應(yīng)該采用什么物理模型，運用什么物理規(guī)律進行解答。

4.隱蔽性：試題有較強的隱蔽性，會使部分學(xué)生讀完試題后，感覺不知所云。這要求學(xué)生認真閱讀試題，對試題內(nèi)容去粗取精、去偽存真，拋棄干擾信息，利用有效信息，利用相關(guān)知識建模、列式、求解。

二、STSE情景材料試題題目結(jié)構(gòu)

這類試題選材靈活，立意新穎，閱讀量比較大，學(xué)生在審題時容易出現(xiàn)既陌生又似曾相識的感覺，題中的有效信息以及信息之間的關(guān)系難于一眼看穿，這要求學(xué)生認真審題，仔細分析，繞開“陷阱”，走出誤區(qū)，挖掘并篩選其中的有效信息。試題一般都由三部分組成：背景材料、題設(shè)條件、所求問題。

三、STSE情景材料試題處理思路

1.讀懂材料，獲取信息。這類試題的一個顯著特點是題干字數(shù)較多，敘述較長，如果試題配以圖、表，則題目信息量更大。要求學(xué)生能夠通過閱讀、理解和分析從題干中篩選信息，提取有效信息。

2.明確要求，應(yīng)用信息。要求學(xué)生先粗略瀏覽一遍題目，明確試題中講述了什么物理內(nèi)容、涉及了哪些物理知識、需要解決什么物理問題。

3.構(gòu)建模型，運用規(guī)律。對試題中的有效信息進行比較、分析，轉(zhuǎn)化成較為熟悉的信息，把試題所反映的問題情景轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的物理模型，并將物理模型與所學(xué)過的物理知識、物理規(guī)律聯(lián)系起來。

4.分析推理，列式求解。利用試題中提供的有效信息，結(jié)合物理知識、物理規(guī)律進行分析綜合、遷移變化，最后列方程求解。

四、STSE情景材料試題分類解析

1.與科學(xué)發(fā)展聯(lián)系類試題

這類試題往往以近代我國及世界上重大科技成果為素材進行命制試題，如核能的開發(fā)與利用、電子信息技術(shù)、空間技術(shù)、智能機械工程、生物工程、超導(dǎo)的研究等高新科學(xué)技術(shù)，會給學(xué)生一種“高、新”的感覺，這要求學(xué)生在平時除了注意知識的延伸拓展，還要注意心理素質(zhì)的培養(yǎng)，確保在處理這類問題時做到“不緊張、細分析、篩信息、建模型、促解決?！?/p>

【例1】(2014年四川卷)石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強度及超強導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使21世紀的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。用石墨烯制作超級纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢想有望在本世紀實現(xiàn)?？茖W(xué)家們設(shè)想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉沿著這條纜繩運行，實現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。

(1)若“太空電梯”將貨物從赤道基站運到距地面高度為h1的同步軌道站，求軌道站內(nèi)質(zhì)量為m1的貨物相對地心運動的動能。設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為ω，地球半徑為R。

(2)當(dāng)電梯倉停在距地面高度h2=4R的站點時，求倉內(nèi)質(zhì)量m2=50 kg的人對水平地板的壓力大小。取地面附近重力加速度g=10 m/s2，地球自轉(zhuǎn)角速度ω=7.3×10-5rad/s，地球半徑R=6.4×103km。

【點評】本題以石墨烯的發(fā)現(xiàn)為背景，以“太空電梯”為話題，要求考生認真解讀題中所給信息，抓住問題的關(guān)鍵，正確建立物理模型，靈活運用牛頓運動定律、萬有引力定律、動能等知識解決相關(guān)問題。試題具有明顯的時代性與遷移性，把對物理基礎(chǔ)知識和基本技能的考查放在具體情景之下。引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中應(yīng)關(guān)注現(xiàn)代科技發(fā)展，注重理論聯(lián)系實際，加強材料的閱讀與理解、信息的分析與處理等方面能力的提高。

2.與技術(shù)進步聯(lián)系類試題

物理學(xué)與生產(chǎn)技術(shù)存在著密切聯(lián)系，物理學(xué)基礎(chǔ)理論的重大突破，推動著生產(chǎn)技術(shù)的進步和發(fā)展，促進新技術(shù)科學(xué)的興起。與技術(shù)進步聯(lián)系類試題，物理情境相對復(fù)雜，但考查的相關(guān)知識較為根本，萬變不離其宗，試題充分彰顯“起點高、落點低”的特點。學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中，應(yīng)重視物理學(xué)與生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)系，用現(xiàn)代觀念看待物理知識的實際應(yīng)用，加深對現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的認識，培養(yǎng)運用所學(xué)知識分析解決現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)問題的能力，增強社會責(zé)任感，增強了解物理學(xué)習(xí)的社會意義。

【例2】(2016年天津卷)電磁緩沖器是應(yīng)用于車輛上以提高運行安全性的輔助制動裝置，其工作原理是利用電磁阻尼作用減緩車輛的速度。電磁阻尼作用可以借助如下模型討論：如圖所示，將形狀相同的兩根平行且足夠長的鋁條固定在光滑斜面上，斜面與水平方向夾角為θ。一質(zhì)量為m的條形磁鐵滑入兩鋁條間，恰好勻速穿過，穿過時磁鐵兩端面與兩鋁條的間距始終保持恒定，其引起電磁感應(yīng)的效果與磁鐵不動，鋁條相對磁鐵運動相同。磁鐵端面是邊長為d的正方形，由于磁鐵距離鋁條很近，磁鐵端面正對兩鋁條區(qū)域的磁場均可視為勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，鋁條的高度大于d，電阻率為ρ，為研究問題方便，鋁條中只考慮與磁鐵正對部分的電阻和磁場，其他部分電阻和磁場可忽略不計，假設(shè)磁鐵進入鋁條間以后，減少的機械能完全轉(zhuǎn)化為鋁條的內(nèi)能，重力加速度為g。

(1)求鋁條中與磁鐵正對部分的電流I；

(2)若兩鋁條的寬度均為b，推導(dǎo)磁鐵勻速穿過鋁條間時速度v的表達式；

(3)在其他條件不變的情況下，僅將兩鋁條更換為寬度b′>b的鋁條，磁鐵仍以速度v進入鋁條間，試簡要分析說明磁鐵在鋁條間運動時的加速度和速度如何變化。

【點評】本題以車輛上的電磁緩沖器裝置為素材，考查通電導(dǎo)體棒切割磁感線、電路、受力特征等綜合問題。考查了考生推理分析能力、歸納能力與運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力，考查情景新穎，體現(xiàn)了從物理走向生活的教學(xué)理念。

3.與社會發(fā)展聯(lián)系類試題

這類試題往往與社會發(fā)展、生活實際聯(lián)系在一起進行命制試題，給學(xué)生一種“親近”的感覺，考查學(xué)生把原始物理問題轉(zhuǎn)化成合適物理模型的能力及解決實際問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活，注重科學(xué)探究。學(xué)生在平時物理學(xué)習(xí)中，應(yīng)廣泛地聯(lián)系社會生活實際，擴充自己的知識面，開拓自己的眼界，從而真正感受到物理學(xué)就在身邊，感受到物理學(xué)是一門活生生的學(xué)問。

【例3】(2016年四川卷)避險車道是避免惡性交通事故的重要設(shè)施，由制動坡床和防撞設(shè)施等組成，如圖豎直平面內(nèi)，制動坡床視為水平面夾角為θ的斜面。一輛長12 m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿悠麓玻?dāng)車速為23 m/s時，車尾位于制動坡床的底端，貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動，當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動了4 m時，車頭距制動坡床頂端38 m，再過一段時間，貨車停止。已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍，貨物與車廂間的動摩擦因數(shù)為0.4；貨車在制動坡床上運動受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44。貨物與貨車分別視為小滑塊和平板，取cosθ=1，sinθ=1，g=9.8 m/s2。求：

(1)貨物在車廂內(nèi)滑動時加速度的大小和方向；

(2)制動坡床的長度。

【答案】(1)5 m/s2，方向沿斜面向下 (2)98 m

【點評】該題結(jié)合實際生活情景—高速公路上的避險車道，考查了牛頓第二定律、勻變速直線運動規(guī)律和摩擦力等基本知識。要求考生做到理論聯(lián)系實際，仔細解讀題目所敘述的物理現(xiàn)象，從相關(guān)圖中獲取有用的解題信息，建立合理的物理模型。體現(xiàn)了把學(xué)到的“理”運用到“物”中的過程，同時教育學(xué)生要自覺遵守交通規(guī)則，體現(xiàn)了試題的人文關(guān)懷。學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中，要以物理知識與方法為依托，從物理學(xué)的角度研究生產(chǎn)生活中的新產(chǎn)品、新設(shè)施，做到理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實踐能力。

4.與環(huán)境保護聯(lián)系類試題

以能力立意為主，理論聯(lián)系實際，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心身邊的現(xiàn)象和事件，關(guān)注我們生活環(huán)境的變化，是全國高考命題的一個重要指導(dǎo)思想。讓學(xué)生理解物理知識在解決環(huán)境問題、能源危機中的責(zé)任和作用，其意義已超出學(xué)生應(yīng)用物理知識解答試題本身。這類試題讓學(xué)生樹立科技服務(wù)社會的意識，利用科技興利除弊，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、核心素養(yǎng)。

【例4】(2016年北京卷)霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(jié)果。霧霾中，各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則，但可視為密度相同、直徑不同的球體，并用PM 10、PM 2.5分別表示直徑小于或等于10 μm、2.5 μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫)。

某科研機構(gòu)對北京地區(qū)的檢測結(jié)果表明，在靜穩(wěn)的霧霾天氣中，近地面高度百米的范圍內(nèi)，PM 10的濃度隨高度的增加略有減小，大于PM 10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小，且兩種濃度分布基本不隨時間變化。據(jù)此材料，以下敘述正確的是

( )

A.PM 10表示直徑小于或等于1.0×10-6m的懸浮顆粒物

B.PM 10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其受到的重力

C.PM 10和大懸浮顆粒物都在做布朗運動

D.PM 2.5濃度隨高度的增加逐漸增大

【答案】C

【點評】以霧霾天氣為背景，內(nèi)容貼近生活，試題考查了數(shù)量級換算，以及力學(xué)、熱學(xué)方面的知識，同時兼顧獲取信息、建立模型、分析綜合等方面能力的考查。命題方式新穎，設(shè)問靈活，試題材料來源于生活，貼近生活，具有鮮明的時代感，體現(xiàn)了物理學(xué)與社會、環(huán)境的聯(lián)系，樹立起保護地球，愛護環(huán)境的理念。

五、總結(jié)