高鵬濤

《普通高中物理課程標準》明確提出：教師在組織和開展課堂教學時，應指向教學內(nèi)容，遵循學生的發(fā)展規(guī)律、教學規(guī)律等，靈活開展課堂教學，使得學生在生動活潑的學習中，實現(xiàn)自身的全面發(fā)展。伴隨著新課程改革，高考制度也隨之改革，考試科目、考試形式、考試的側(cè)重點也隨之改變。對高中物理學科來說，在高考中出現(xiàn)了大量的情境化試題，試題不再直接呈現(xiàn)，而是融入社會生產(chǎn)、生活、科技等情境中，考查的重點也更加關(guān)注學生的問題分析能力、解決能力等，真正契合了高中物理核心素養(yǎng)下的教學目標。

一、高中物理情境化試題概述

1.情境化試題概念及分類

與傳統(tǒng)的物理試題相比，情境化試題就是將物理試題置于特定自然界、社會生產(chǎn)、生活等背景中，指導學生運用所學的物理概念、物理規(guī)律進行解答。在情境化物理試題中，給學生呈現(xiàn)出一個真實的情境，或者經(jīng)過適當加工和抽象出來的復雜情境，并將物理試題隱藏于其中，使其變得更加隱蔽。從考查的方向來說，面對情境化試題，學生必須結(jié)合情境對其進行認真解讀，從中提取出物理信息，進而利用所學的物理知識進行解答。這就對學生的能力提出了更高的要求：學生不僅要具備扎實的物理基礎(chǔ)知識，還應具備利用物理知識分析問題、解決問題的能力。另外，情境化試題中所選擇的情境，基本上都是真實的，與學生的實際生活、社會發(fā)展等緊密相連，這與物理學科素養(yǎng)導向的教學理念相一致。因此，從這方面來說，情境化試題契合了培育學生科學素養(yǎng)的要求，并逐漸成為考試發(fā)展的方向。

縱觀最近幾年的物理情境化試題，結(jié)合不同的分類標準，可將物理情境化試題劃分為不同的類型。從情境的素材看，可將其劃分為生產(chǎn)生活實踐情境、運動動作情境、技術(shù)裝置情境、常識科普情境等；從情境在物理試題中的作用看，可將其劃分為基礎(chǔ)性、綜合性考查情境；從核心素養(yǎng)指向來說，可將物理試題情境劃分為觀念情境、思維情境、探究情境、價值情境等；結(jié)合知識應用和生產(chǎn)方式，還可將其劃分為生活實踐類和學習探索類的試題情境等。

2.近三年高考物理情境化試題統(tǒng)計分析

縱觀近三年的高中物理高考，情境化試題所占的比例非常高。2021年全國8套試卷，共有83道選擇題，其中37道都屬于情境化試題，所占比例高達44.6%，由此不難看出，情境化試題占據(jù)比例呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。同年浙江卷中，在對“能量單位換算”的考查中，就融入了“中國科學家在稻城‘拉索基地探測”情境，在對物理知識點考查的基礎(chǔ)上，融入了學生的愛國情感，以及對科技前沿的認知；同年的廣東卷中，在對“平拋運動”這一知識點的考查中，就以“長征途中戰(zhàn)士投擲手榴彈”作為情境，借助情境中的投擲高度、手榴彈質(zhì)量等信息，完成對平拋運動的考查。同時，在這一題目中，也對學生進行了革命傳統(tǒng)教學，體現(xiàn)了立德樹人這一根本任務(wù)。在2020年的全國卷中，以運動動作為情境，以“生活中摩托車飛越路坑”的生活情境為載體，對摩托車的平拋運動模型、質(zhì)點模型進行了考查，引導學生在生活情境中將相關(guān)知識進行遷移和應用，解決相關(guān)的問題。同時，在本題目中，也考查了學生的模型構(gòu)建、科學推理等素養(yǎng)。另外，結(jié)合近三年高考物理情境化試題特點分析，可以看出，當前情境化試題考查的方向逐漸朝著應用性、生活性、綜合性的方向發(fā)展，體現(xiàn)了物理學科素養(yǎng)導向下的課堂教學要求。

二、物理學科素養(yǎng)導向下情境化試題價值研究

高中物理新高考改革背景下，大量的情境化試題應運而生，并且將成為未來物理高考的方向。與傳統(tǒng)的物理考試題目相比，情境化物理考試題目的育人功能更為明顯。

一方面，傳統(tǒng)試題的考查點常常僅限于演算、推導、學術(shù)習題、解決等層面中，考查方向僅限于物理知識層面中；而在情境化的試題中，由于題目基本上都是通過文字或者圖表的形式呈現(xiàn)出來，具備一定的隱蔽性、開放性，學生在解答這些情境化試題的時候，需要圍繞“情境”展開分析，經(jīng)過閱讀、篩選、抽象、概括等過程，在此基礎(chǔ)上建構(gòu)物理模型，并運用所學的物理知識進行解答。這一過程對學生提出了更高的要求。

例如，在2021年全國甲卷的一道選擇題中，就以“旋轉(zhuǎn)紐扣”這一傳統(tǒng)游戲作為情境：如圖1所示，先將紐扣繞幾圈，使穿過紐扣的兩股細繩擰在一起，然后用力反復拉繩的兩端，紐扣會出現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)交替的現(xiàn)象。拉動多次之后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達到50 r/s，此時紐扣上距離中心1 cm點的向心加速度大小為多少（ ）？

學生在解答這一問題時，需要按照上述方式對情境進行分析，并“去情境化”，將其轉(zhuǎn)化為純粹的物理試題：一圓盤繞其中心的轉(zhuǎn)速是50 r/s，此時圓盤上距離中心1 cm處點的向心加速度大小約為（ ）。題目考查的物理知識點為：圓周運動規(guī)律的理解掌握、數(shù)學計算能力。但如果將其置于特定的情境中，又在物理知識點的基礎(chǔ)上，增加了理論聯(lián)系實際精神、閱讀理解的關(guān)鍵能力、建構(gòu)模型的素養(yǎng)等，可以說更加關(guān)注學生的綜合素養(yǎng)。

另一方面，高中物理試題中的許多情境都具備極強的教育價值。2021年廣東卷中，有這樣一道題目：長征途中，為了突破地方關(guān)隘，戰(zhàn)士爬上陡峭的山頭，居高臨下向敵方投擲手榴彈。戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為m的手榴彈。手榴彈從投出的位置到落地點的高度差為h，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡如圖2所示，重力加速度為g。下列說法正確的是（ ）

A. 甲在空中的運動時間比乙的長

B. 兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等

C. 從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢能減少mgh

D. 從投出到落地，每顆手榴彈的機械能變化量為mgh

在這一題目中，情境本身就具備極強的教育價值。再比如2018年北京卷中，就以“天眼”來設(shè)置物理試題情境；在2019年全國卷中，出現(xiàn)了以“長征九號”為情境的試題?？梢?，與傳統(tǒng)試題相比，情境化物理試題的出現(xiàn)，有效提升了物理試題的考查功能，充分落實了新高考下的考核要求，不再局限于學生的答題能力，而是更加關(guān)注學生的問題解決能力、科學精神、情感態(tài)度等，成為落實立德樹人目標的重要載體。

三、高考物理情境化試題的教學啟示

1.擴大素材選取，創(chuàng)設(shè)學習情境

鑒于新高考物理情境化試題的考查方向，以及未來發(fā)展的趨勢，高中物理教師在日常教學中，應有意識地融入情境教學，使得學生在日常學習中，逐漸形成相應的解題能力。具體來說，從新高考下物理情境化試題的特點出發(fā)，物理教師可結(jié)合具體的教學內(nèi)容，搜集體育活動、科學事件、環(huán)境保護等方面的素材，以便于學生更好地開展學習。例如，在“平均速度”這一物理知識點教學中，就可將其與高速公路上的限速結(jié)合起來，引導學生思考：“高速限行120公里/小時，是平均速度還是瞬時速度？為了對超速進行監(jiān)測，高速上又采取了什么措施？日常生活中司機為了躲避處罰，常常遇到監(jiān)控就減速，沒有監(jiān)控就超速，針對這種現(xiàn)象有什么好的辦法？”如此一來，借助生活情境的融入，不僅提升了學生的學習積極性，也促使其在情境探究學習中，逐漸意識到物理知識與實際生活的內(nèi)在聯(lián)系，真正提升了其學以致用的能力，而這一點也恰恰契合了當前物理新高考情境試題的要求。

2.促進知識遷移和應用，培養(yǎng)問題解決能力

面對新高考物理情境化試題，對照其考查的形式和特點，教師應著重培養(yǎng)學生的“創(chuàng)設(shè)情境”“去情境化”“再情境化”的能力，旨在培養(yǎng)學生的知識遷移和應用能力、問題解決能力，不斷提升學生的物理綜合素養(yǎng)，以利于其在日后能夠靈活運用所學的物理知識解決實際問題。因此，高中物理教師不僅僅要在課堂上注重設(shè)計教學情境，還應給學生提供帶有情境的練習題目，引導學生結(jié)合實際開展物理探究學習。

首先，教師應積極創(chuàng)設(shè)問題情境，強化學生的情境識別素養(yǎng)。面對新高考物理情境化試題的要求，教師在日常教學中，應結(jié)合具體的教學內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)問題情境，引導學生對物理情境進行分析，學會將其進行轉(zhuǎn)化，使其成為非情境的物理問題。例如，在相關(guān)教學中，筆者為學生設(shè)計了情境化問題：圖3是某一科技小組制作的重力投石機示意圖，將支架固定在水平地面上，輕桿AB可繞著支架頂部水平軸OO′在豎直面內(nèi)進行自由轉(zhuǎn)動，A端凹槽內(nèi)裝有石子，B端固定一配重。某次打靶的時候，將桿沿著逆時針的方向進行轉(zhuǎn)動，使其與豎直方向成為θ角之后，由靜止釋放，桿在配重重力作用下轉(zhuǎn)到豎直位置時，石子被水平拋出，石子頭像正前方豎直放置的靶，打到6環(huán)（如圖4所示）。那么，如果要想正中靶心，打到10環(huán)，可能實現(xiàn)的途徑是什么？

接著，引導學生圍繞這一情境化題目展開分析，并對其進行“去情境化”，使其成為純粹的物理題目。經(jīng)過分析和轉(zhuǎn)化之后，學生就會發(fā)現(xiàn)這一題目緊緊圍繞“系統(tǒng)機械能守恒、圓周運動、平拋運動”進行了考查。如此，經(jīng)過一段時間的課堂訓練，學生的問題情境分析能力也會隨之提升，在面臨情境化試題時，能夠“層層剝離”，最終將其轉(zhuǎn)化為典型的物理問題。

其次，應注重問題探究，強化學生的物理試題解答能力。建構(gòu)主義研究顯示，每一個學生在學習中都存在自己的經(jīng)驗。因此，在生本教育理念下，高中物理教師在設(shè)計情境化試題教學方案時，唯有關(guān)注學生的活動體驗，科學設(shè)計探究方案，才能促使學生在探究中理解物理知識，解答物理問題。

例如，在上述例題中，筆者引導學生結(jié)合所學的物理知識，將石子的質(zhì)量假設(shè)為m，圓周運動半徑為r1，配重質(zhì)量為M，圓周運動半徑為r2，投出石子的速度為v1，結(jié)合題目的內(nèi)容，為學生創(chuàng)設(shè)了三個問題：如何提高投出石子的速度？如何提升投石機的投石效率？如何讓投出的石子打到10環(huán)？組織學生以小組的模式，結(jié)合所學的物理知識加以探究，通過建立物理模型，并進行相關(guān)的推論，最終在討論和探究的過程中完成題目的解答。

最后，面對新高考情境化試題的要求，高中物理教師在優(yōu)化課堂教學時，還應立足于具體的情境化試題，對其進行拓展和延伸，培養(yǎng)學生的物理知識遷移能力，使其真正實現(xiàn)物理知識的深度學習，在學習中形成系統(tǒng)化的物理知識體系和較高的解題能力等。

3.關(guān)注社會科學技術(shù)，增強實踐意識

縱觀當前新高考物理情境化試題，基本上都是以學生熟悉的生活素材作為背景知識，也囊括了大量的物理科學前沿問題。鑒于此，高中物理教師在優(yōu)化課堂教學時，不僅僅要關(guān)注物理學科與實際生活、社會生活的內(nèi)在聯(lián)系，還要關(guān)注科學發(fā)展的情況，將國家當前科技發(fā)展的主要成就融入其中，使學生在日常學習中，對科學技術(shù)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用形成清晰的認知。

例如，在“萬有引力與航天”內(nèi)容的教學中，就可以結(jié)合具體的教學內(nèi)容，為學生介紹我國建立北斗導向系統(tǒng)的相關(guān)資料，包括原因、作用、意義等，在拓寬學生視野的同時，也逐漸強化愛國主義教育，幫助學生在學習的過程中培育強烈的民族自尊心和自信心。

為了更好地適應新高考物理情境化試題的要求，我們還應在日常教學中不斷增加實踐情境，鼓勵學生主動參與到實踐活動中，不斷增強自身的實踐意識，在提升動手動腦操作能力的同時，促進學科素養(yǎng)發(fā)展。

4.深挖教材內(nèi)容，夯實基礎(chǔ)知識

當前的新高考物理情境化試題，越來越傾向于基本知識、基本方法、基本能力的考查?？梢哉f，即便是圍繞物理核心素養(yǎng)的考查，也是建立在物理基礎(chǔ)知識之上，來源于教材內(nèi)容，但又高于教材內(nèi)容。鑒于此，高中物理教師在日常教學中，應帶領(lǐng)學生回歸教材，夯實基礎(chǔ)知識，掌握基本方法，使學生在學習中真正實現(xiàn)物理知識的融會貫通，為其更好地解題奠定堅實的基礎(chǔ)。

例如，在“電場的疊加”教學中，筆者就以現(xiàn)行物理教材上的插圖為例，引導學生對“電場疊加的規(guī)律及原理”進行探索，并對其加以拓展，延伸到磁場的疊加中；在“多用電表的使用”教學中，圍繞教材上的內(nèi)容，引導學生認真閱讀，就其中的“說一說”進行認真分析，在掌握多用電表示意圖的基礎(chǔ)上，真正認識其原理和電表的改裝。如此，通過課堂教學回歸教材內(nèi)容，可促使學生在學習中形成扎實的基礎(chǔ)知識體系，為解決問題奠定基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語

高中物理新高考改革背景下，大量的情境化試題應運而生。高中物理教師，唯有轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學模式，優(yōu)化課堂教學模式，注重物理新高考中情境化試題的考查方向，才能引領(lǐng)學生在日常學習中，逐漸形成物理情境化試題的解題能力。

（作者單位：甘肅省蘭州市第六十中學）

責任編輯：劉衛(wèi)紅

注：本文系甘肅省教育科學“十三五”規(guī)劃2019年度一般規(guī)劃課題“新高考背景下生源薄弱學校學生物理學科素養(yǎng)提升的策略研究”（編號：GS 【2019】GHB0238）的研究成果。