林 麗

（四川省青神中學(xué)校，四川 眉山 620460）

不管是近年來高考還是各地的診斷性考試，物理試題都呈現(xiàn)了這樣的一些特點(diǎn)：試題展現(xiàn)的較為新穎，情景題較多，對(duì)學(xué)生審題要求更高，試題更注重真實(shí)性，對(duì)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力提高，這就對(duì)我們的學(xué)生在學(xué)習(xí)物理中有了更高的要求，也使我們教師面臨了新的挑戰(zhàn)。為了提高學(xué)生在解決物理情景問題的能力[1]。筆者做了以下的研究。

一、學(xué)生為什么在面對(duì)情景問題時(shí)會(huì)存在問題

1.情景問題導(dǎo)致物理模型不能建立

1.1 情景不熟悉

在物理考試中不是每個(gè)情景都是我們熟悉的，有些是學(xué)生完全沒見過的，例如2021年高考甲卷的第15題“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲?？鄣膬晒杉?xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會(huì)交替出現(xiàn)。這一題由于是傳統(tǒng)的游戲，對(duì)70后和80后學(xué)生來講情景很熟悉，但對(duì)現(xiàn)在的學(xué)生來講從未見過，導(dǎo)致學(xué)生不能把這類題與所學(xué)的物理模型建立起來

1.2 情景較新或涉及科技前沿

在物理試題中會(huì)出現(xiàn)一些情景較新或科技前沿，例如：2021年6月10日，搭載3名宇航員的神州十三號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，三位宇航將在太空生活6個(gè)月。若某位連同裝備共100 kg的宇航員出倉執(zhí)行任務(wù)，在離飛船30m的位置與飛船處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，為返回飛船，宇航服中的高壓氣源一次性噴出一定質(zhì)量的速度40 m/s的氣體，5分鐘后宇航員返回飛船，則噴出氣體的質(zhì)量為多少？該題涉及了最新的神州13號(hào)，學(xué)生對(duì)發(fā)射衛(wèi)星的過程是比較熟悉的，但該題考的不是發(fā)射衛(wèi)星的變軌問題，而是依據(jù)神州13為情景考動(dòng)量定理。這類試題的特點(diǎn)涉及科技前沿，對(duì)于很多學(xué)生來說只是知道在實(shí)際生活中有這些東西，但是從物理考題來看不知它能與什么樣的知識(shí)相結(jié)合。

1.3 情景描述較為復(fù)雜

有些情景本身不難，但在描述情景問題時(shí)，出題人為了描述清楚題目本身考的意圖，描述試題時(shí)描述得非常細(xì)致，導(dǎo)致情景較復(fù)雜[2]。例如，以2022年北京冬奧會(huì)上高山滑雪為情景運(yùn)動(dòng)軌跡有直線段和弧線段。分別描述了各直線段的距離，直線段上滑道作用于滑板的作用力，其中描述在斜面內(nèi)分為與運(yùn)動(dòng)方向始終相反的分量和垂直于運(yùn)動(dòng)方向的分量，其中與運(yùn)動(dòng)方向相反的分量大小是運(yùn)動(dòng)員與滑板總重力的k倍；在弧線段運(yùn)動(dòng)員均減速，經(jīng)過弧線段后的動(dòng)能是進(jìn)入弧線段時(shí)動(dòng)能的一半。若運(yùn)動(dòng)員在直線段運(yùn)動(dòng)過程中保持姿態(tài)不變，從P1點(diǎn)由靜止開始下滑。該題描述情景的信息文字太長，為了使該題嚴(yán)謹(jǐn)，這些文字又是必不可少的，學(xué)生一看到大量的文字就頭暈?zāi)X漲，再加上對(duì)情景的敘述復(fù)雜，不易理解，致使學(xué)生做題時(shí)抓不住重點(diǎn)，不易從描述中提取有用信息。

1.4 情景較熟，但學(xué)生讀漏關(guān)鍵字

物理題中有很多是非常熟悉的情景的，但學(xué)生在這類題中反而容易出錯(cuò)，因?yàn)閷W(xué)生覺得這類情景很熟，知識(shí)也簡單，但往往容易漏掉關(guān)鍵的區(qū)別，導(dǎo)致容易失分。例如，小明同學(xué)在家做家務(wù)時(shí)用拖把拖地，沿推桿方向?qū)ν习咽┘永，此時(shí)拉力與水平方向的夾角為θ，且拖把剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。該題情景是生活中常見的勞動(dòng)情景，學(xué)生在家也基本使用過，可是學(xué)生在審題時(shí)只讀了沿推桿方向，而漏了施加的是拉力從而把這題看成了推力導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤。

2.課堂教學(xué)仍然陳舊

教學(xué)方法單一，手段陳舊，教學(xué)方法還處于一支粉筆、一張嘴、一塊黑板，從而使學(xué)生不能體會(huì)情景問題，只是存在于老師的講解和學(xué)生自我的想象，對(duì)情景就理解不清。有些老師更甚至讓學(xué)生死記一些物理模型，

當(dāng)考到一樣問題時(shí)就會(huì)做，情景稍微變化，就完全不知試題在考的什么物理模型。

3.學(xué)生應(yīng)對(duì)考試只是機(jī)械刷題，忽略了考試的本質(zhì)

現(xiàn)在的學(xué)生為了考試，就喜歡機(jī)械刷題，他們可能會(huì)覺得，不會(huì)的題目，刷題多了，自然就會(huì)了，他們在初中的時(shí)候因?yàn)橹R(shí)內(nèi)容少，知識(shí)簡單，通過大量機(jī)械做題來獲得了成就感，但在上高中后，對(duì)學(xué)生的能力要求更高了，題目更加靈活、開放，更多考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力時(shí)，這些學(xué)生存在的問題，就會(huì)暴露出來。特別是情景類問題，遇到的有可能是同一情景但是所考查的是不同的物理模型[3]。如果學(xué)生還是靠大量機(jī)械刷題，有可能做出來的答案南轅北轍。

二、如何解決學(xué)生面對(duì)情景問題時(shí)存在的問題

1.在課堂教學(xué)中怎樣結(jié)合情景來教學(xué)

1.1 利用現(xiàn)代化教學(xué)手段優(yōu)化物理情景

有些情景由于并不是我們隨處可見的，甚至是抽象的，我們可以利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，能生動(dòng)地再現(xiàn)生活情景，也能將不同的情景進(jìn)行整合，并且能動(dòng)態(tài)的展示情景的核心內(nèi)容。如在講衛(wèi)星的發(fā)射時(shí)，可以利用視頻觀看衛(wèi)星發(fā)射的全過程，并利用PPT制作動(dòng)畫效果來結(jié)合可以涉及的物理問題，讓學(xué)生對(duì)情景一目了然，使學(xué)生對(duì)問題更加深刻和進(jìn)一步的理解。

1.2 課堂上多角度的進(jìn)行情景設(shè)問，把所學(xué)的知識(shí)能有機(jī)的結(jié)合起來

所謂課堂上情境設(shè)問，是指在我們的課堂教學(xué)中，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容，展示內(nèi)容對(duì)應(yīng)的情景，并向?qū)W生提出一些需要解決的問題，這樣可以讓學(xué)生從情景出發(fā)，結(jié)合自己所具有的物理知識(shí)去解決問題。我們還可以從一個(gè)背景中多角度的去設(shè)問。利用相同的試題背景構(gòu)建出不同的物理模型，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和靈活運(yùn)用。如滑雪作為試題背景，滑雪運(yùn)動(dòng)員可以做直線運(yùn)動(dòng)、圓弧運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)?？梢栽O(shè)置以下情景問題運(yùn)動(dòng)員若要直線下滑的快需要如何做，下滑的加速度是多少？經(jīng)圓弧的最低點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員處于超重還是失重狀態(tài)，最低到最高重力的功率如何變化？平拋中運(yùn)動(dòng)員什么時(shí)候離斜面最遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)距離是多少，若增大運(yùn)動(dòng)員平拋的初速度，落在同一斜面上的速度方向是否會(huì)變？這樣從不同的運(yùn)動(dòng)不同的問題去問，可提高學(xué)生所學(xué)知識(shí)與所做的題能夠結(jié)合起來，舉一反三，融會(huì)貫通。

1.3 課堂上用實(shí)驗(yàn)來設(shè)置物理情景問題

物理課堂中，演示實(shí)驗(yàn)是必要的，學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)形象、準(zhǔn)確地理解知識(shí)內(nèi)容，提高學(xué)生探究問題的能力。我們利用演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情景問題，老師提出問題，讓學(xué)生在觀察與思考中發(fā)現(xiàn)問題、提出質(zhì)疑，并用實(shí)驗(yàn)來有效地解決問題。這樣能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)試能力和學(xué)習(xí)能力。如豎直圓周運(yùn)動(dòng)的繩模型，我們可以用自制的繩模型來演示繩模型的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度較小時(shí)不能過最高點(diǎn)，若超過半圓但不過最高點(diǎn)，小球?qū)⒆鲂睊佭\(yùn)動(dòng)，若不超過半圓，則小球會(huì)來回?cái)[動(dòng)，通過演示，讓學(xué)生通過自我觀察就可以解決問題，而且讓學(xué)生對(duì)這一情景印象深刻。如可以自制力的合成的平行四邊形，可以用器材直觀看出兩個(gè)分力大小不變，夾角變小，合力增大。

1.4 教學(xué)中利用數(shù)學(xué)工具來輔助理解情景問題

在解決物理問題時(shí)，數(shù)學(xué)方法是必不可少的。數(shù)學(xué)方法在物理學(xué)中的應(yīng)用有推導(dǎo)法、比值定義法、極值法、微元法、圖像法、函數(shù)圖像法、幾何圖形法、矢量法、微元法、數(shù)形結(jié)合法等。我們可以利用數(shù)學(xué)工具來幫助自己理清情景題意，比如當(dāng)我們在遇到多過程的問題時(shí)，情景可能較為復(fù)雜，我們可以利用畫示意圖來幫助理解情景，使物理過程形象、直觀。并利用速度時(shí)間圖像來形象地描繪出運(yùn)動(dòng)的變化特點(diǎn)，而且可以利用該圖像快速看出速度、加速度、位移的變化。當(dāng)我們在物理中遇到描述了立體空間的運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們可以利用數(shù)學(xué)上的三維坐標(biāo)來找立體空間關(guān)系。動(dòng)態(tài)平衡問題中當(dāng)遇到三個(gè)力的平衡，其中一個(gè)力大小方向不變，其余兩個(gè)力的夾角不變，可以利用數(shù)學(xué)中的圓形來畫動(dòng)態(tài)變化圖，這樣求解不僅形象直觀而且簡潔明了。

具體教學(xué)案例：以《人造衛(wèi)星宇宙速度》的教學(xué)設(shè)計(jì)為例

課前準(zhǔn)備：學(xué)生收集資料衛(wèi)星的有關(guān)資料了解以下問題：1.我國哪一年發(fā)射了自己的第一顆人造衛(wèi)？人造衛(wèi)星的軌道有哪些？

引入新課：學(xué)生上臺(tái)展示查找的資料

教師：現(xiàn)在我們地球上空有非常多的人造衛(wèi)星，它們會(huì)相撞嗎？它們?nèi)绾伪话l(fā)射來繞地球運(yùn)動(dòng)的？今天我們就通過學(xué)習(xí)來解決這一問題。

新課教學(xué)：

播放不同衛(wèi)星繞地運(yùn)動(dòng)的視頻學(xué)生觀察

問：（1）不同衛(wèi)星的其運(yùn)行軌道相同嗎？

（2）這些不同衛(wèi)星靠什么力來運(yùn)動(dòng)？

PPT展示，圖中有三顆不同的人造地球衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)，它們運(yùn)行的軌道如圖所示。

問：三顆衛(wèi)星的軌道正確嗎？為什么？什么樣的衛(wèi)星軌道才是正確的？

學(xué)生回答：衛(wèi)星軌道的圓心必須要在地心。

教師小結(jié)：根據(jù)衛(wèi)星軌道的不同可以分為三種軌道：赤道軌道、極地軌道和其他軌道。

教師：有那么多不同軌道和不同高度額衛(wèi)星，問怎樣才能將衛(wèi)星發(fā)送到指定軌道上的呢？

利用PPT動(dòng)畫放牛頓發(fā)射衛(wèi)星的設(shè)想。

學(xué)生拋物演示：觀察落地點(diǎn)隨速度的變化情況。

問：當(dāng)我們平拋一個(gè)物體時(shí)物體落地地面上的某一點(diǎn)，增大拋出的速度，物體會(huì)距我們越遠(yuǎn)。

問：如果我們增大物體平拋的速度到足夠的某一值，物體有沒有可能不再落回地面？

學(xué)生出現(xiàn)不同觀點(diǎn)。

問：物體至少需要多大的速度才會(huì)不再落回地面？

學(xué)生分小組討論：（教師引導(dǎo)利用萬有引力知識(shí)）

學(xué)生討論得出：物體需要大約7.9km/s

教師總結(jié)出，所以我們要發(fā)射一顆人造衛(wèi)星至少需要7.9km/s，這就是地球的第一宇宙速度。

第一宇宙速度的定義：人造衛(wèi)星在地面附近繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度。

問：如果要發(fā)射更高軌道的速度需要怎么辦呢？高軌道上衛(wèi)星運(yùn)行的速度與低軌道相比大還是?。繛槭裁?？

播放神十三的發(fā)射過程的視頻。

學(xué)生討論分析：發(fā)射的軌道越高所需要的速度越大，在從低軌道到高軌道的過程中動(dòng)能會(huì)大量轉(zhuǎn)換為勢能，所以在高軌道的衛(wèi)星速度反而小。

教師總結(jié)：區(qū)分發(fā)射速度和環(huán)繞速度，指出第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度，也是衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的最大速度。

PPT展示宇宙的三大速度。

問：我們發(fā)射高軌道衛(wèi)星時(shí)是否是直接發(fā)射到高軌道呢？如果不是，具體是怎樣發(fā)射的呢？（學(xué)生思考下去查找資料，下節(jié)課探究）。

課堂小結(jié)：本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了人造衛(wèi)星宇宙速度，讓大家對(duì)衛(wèi)星的發(fā)射有了初步的認(rèn)識(shí)，下節(jié)課我們將講一下特殊的人造衛(wèi)星-同步衛(wèi)星幾同步衛(wèi)星如何發(fā)射，同學(xué)們下來查找一下相關(guān)資料。

2.在作業(yè)講評(píng)中對(duì)同情景類的問題進(jìn)行歸納總結(jié)

學(xué)生在做題時(shí)經(jīng)常會(huì)碰到同個(gè)情景類的問題，雖然情景基本是一樣的但考查的方向有可能不一樣，這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生做一樣的情景題時(shí)不能保證每次都對(duì)。如冰壺的運(yùn)動(dòng)類的有關(guān)試題。這些試題經(jīng)?？赡芏紩?huì)涉及動(dòng)量守恒，但在不同的題中有不同的描述，有些可能描述實(shí)際中出現(xiàn)摩擦冰面的情況，導(dǎo)致提出會(huì)出現(xiàn)不同摩擦的過程，不同的題中會(huì)出現(xiàn)不同的速度去碰撞，導(dǎo)致碰撞的結(jié)果不同，不同的題會(huì)有不同的表達(dá)方式來表示情景，圖像、文字。如果學(xué)生沒把具體的問題分析清楚，就會(huì)出現(xiàn)一團(tuán)混亂。而我們老師在評(píng)講試題時(shí)如果將題進(jìn)行對(duì)比，在進(jìn)行歸納總結(jié)，那學(xué)生對(duì)模型的建立就會(huì)輕而易舉。

3.關(guān)注科技發(fā)展前沿，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系所學(xué)知識(shí)理解科技前沿

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展必然以物理學(xué)科為基礎(chǔ)。前沿科技可以涉及到物理的各個(gè)方面。動(dòng)力學(xué)、能量、動(dòng)量、電磁學(xué)等等。如第5代通信技術(shù)，使學(xué)生可以從物理學(xué)的角度理解5G技術(shù)的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的近代物理、物理光學(xué)、電磁波的知識(shí)了解5G技術(shù)諸如信號(hào)頻率、波段、電磁波的發(fā)射于接收等相關(guān)信息，思考相關(guān)問題。如神十三引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合衛(wèi)星的發(fā)射，宇宙的速度、變軌、對(duì)接、能量、動(dòng)量等相關(guān)知識(shí)。

4.關(guān)注體育運(yùn)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生用物理知識(shí)的解決問題

體育運(yùn)動(dòng)情景也與物理知識(shí)結(jié)合緊密。如冬奧會(huì)的滑雪，冰壺比賽等可以涉及特殊的勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等多過程問題；可以涉及力學(xué)、能量、動(dòng)量，撐竿跳高架可以涉及能量變化、超重、失重，打籃球可以涉及拋體運(yùn)動(dòng)，擲鉛球可以涉及動(dòng)量定理、動(dòng)能定理，擲鏈球涉及圓周運(yùn)動(dòng)和離心現(xiàn)象，等等。所有的體育運(yùn)動(dòng)可以結(jié)合物理中的力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、能量、動(dòng)量來考試。

結(jié)語

總而言之，物理情景題相對(duì)于其他常規(guī)題型有著一定的難度，為了提高學(xué)生情景題的解題能力，我們老師一定要不斷改變自己的教學(xué)模式，在教學(xué)中利用各種方法來輔助自己的情景教學(xué)，使學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中去提升解決這類問題的能力，從而更好地適應(yīng)新課程改背景下的題型，適應(yīng)新的高考。