在義務(wù)教育階段，物理學(xué)科的核心素養(yǎng)培養(yǎng)應(yīng)遵循教育教學(xué)的規(guī)律，并符合學(xué)生的身心發(fā)展特點(diǎn)。物理學(xué)科核心素養(yǎng)可以概括為物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面，這四個(gè)方面相互聯(lián)系、相互作用。習(xí)題設(shè)計(jì)是物理教學(xué)的重要組成部分，教師應(yīng)遵循以學(xué)生為本的原則，創(chuàng)設(shè)真實(shí)且具有價(jià)值的物理問題情境，引導(dǎo)學(xué)生逐步提升核心素養(yǎng)。在新課標(biāo)視域下，筆者結(jié)合具體習(xí)題案例，探討了以中國元素為背景的初中物理習(xí)題設(shè)計(jì)方法，以供參考。

一、中國元素與初中物理題的創(chuàng)意融合

教師要將中國元素和中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化融入習(xí)題中，將中國特產(chǎn)、中國制造與物理知識高度融合，通過設(shè)計(jì)生動的形象、貼近生活的習(xí)題來考查學(xué)生的物理知識的掌握情況和解決問題的能力。教師在日常教學(xué)中可以深入探究并積累物理習(xí)題中的中國元素，并進(jìn)行習(xí)題創(chuàng)新設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在日常練習(xí)中提升學(xué)科素養(yǎng)，這與新課標(biāo)的育人目標(biāo)是一致的。筆者以如下兩題為例，進(jìn)行詳細(xì)分析。

題一：我國在探索太空的歷程中，設(shè)計(jì)出了多種空中飛行器，下列飛行器中，利用大氣壓強(qiáng)升空的是（ ）。

A.風(fēng)箏 B.孔明燈 C.火箭 D.地球衛(wèi)星

從知識層面上看，這一題考查了力與運(yùn)動、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系及浮力的概念。A選項(xiàng)中的風(fēng)箏飛行原理與飛機(jī)機(jī)翼在空氣中產(chǎn)生升力的原理相同，都是利用了流體的流速越快壓強(qiáng)越小的原理。雖然與壓強(qiáng)有關(guān)，但并未直接涉及大氣壓。B選項(xiàng)中的孔明燈是利用空氣的浮力升空的。在升空過程中，孔明燈由于上下受到的大氣壓力不相等，因而產(chǎn)生了向上的浮力，這與大氣壓有關(guān)。C選項(xiàng)中火箭升空利用的是力的相互作用原理。D選項(xiàng)中地球衛(wèi)星也是依靠火箭等發(fā)射，同樣利用了力的相互作用這一原理。這一題中風(fēng)箏、孔明燈等元素與生活緊密相連，同時(shí)該題展現(xiàn)了我國在探索宇宙方面的發(fā)展和進(jìn)步，能夠使學(xué)生感受到中國人民的智慧，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。

題二：西周晉侯鳥尊是中國青銅器中罕見的珍品，是山西博物院的“鎮(zhèn)院之寶”（圖1）。制作鳥尊等青銅器時(shí)，要先用泥土制成“內(nèi)范”，在其外部涂上適當(dāng)厚度的蠟，將蠟雕刻成所需形狀，稱之為“模”，再在“?！钡耐饷嬗媚嗤林瞥伞巴夥丁?，然后通過加熱使蠟液流出形成空腔（模具），在空腔中倒入青銅液，待青銅液冷卻后，打碎“外范”和“內(nèi)范”，就得到與“?！币粯拥那嚆~器。下列分析正確的是（ ）。

A.將蠟加熱到液態(tài)是熔化過程，會釋放熱量

B.青銅液冷卻到固態(tài)是凝固過程，會釋放熱量

C.青銅液冷卻到固態(tài)是凝華過程，需吸收熱量

D.青銅和蠟熔化過程中，溫度均保持不變

該題考查了物態(tài)變化，其中提到的西周晉侯鳥尊是古人智慧的結(jié)晶。題中文字描述了該珍品的制作過程，雖然原理簡單，但工序并不簡單，制作精細(xì)。學(xué)生閱讀這段文字，能夠切身感受到中華文化的深厚底蘊(yùn)。這道題的設(shè)計(jì)跳出了傳統(tǒng)的物理習(xí)題設(shè)計(jì)模式，不再僅用一種自然現(xiàn)象或是一些常見的物態(tài)變化現(xiàn)象來考查學(xué)生，而是借助真實(shí)情境，融入了中國元素，在考查物理知識的同時(shí)滲透人文教育，有助于提升學(xué)生的人文素養(yǎng)。

二、古詩文與初中物理習(xí)題的跨界融合

古詩文是中國古典文學(xué)的瑰寶，其中蘊(yùn)含著豐富的物理原理。我國古代勞動人民在生活與勞作中觀察到了許多物理規(guī)律，并通過詩詞、名言、文言文等形式記錄下來并傳承至今。教師需要從培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)出發(fā)，開展跨學(xué)科教學(xué)，融入古詩文來創(chuàng)新物理習(xí)題，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)他們的跨學(xué)科思維能力。筆者以如下兩題為例，進(jìn)行詳細(xì)分析。

題一：古詩文中蘊(yùn)含著豐富的物理知識，下列哪句詩句描繪了光的折射現(xiàn)象？

A.春江潮水連海平，海上明月共潮生

B.兩岸曉煙楊柳綠，一園春雨杏花紅

C.寶釵好耀首，明鏡可鑒形

D.峰多巧障目，江遠(yuǎn)欲浮天

這一題中所引用的經(jīng)典詩句都揭示了有關(guān)光學(xué)的物理現(xiàn)象：蘇軾的《同王勝之游蔣山》中的“峰多巧障目，江遠(yuǎn)欲浮天”可用光的直線傳播來解釋；秦嘉《贈婦詩》中的“寶釵好耀首，明鏡可鑒形”描述了經(jīng)寶釵反射的光進(jìn)入人眼，感覺更加明艷耀眼，這與平面鏡成像的現(xiàn)象相關(guān)；張若虛的《春江花月夜》中“春江潮水連海平，海上明月共潮生”所描繪的月亮仿佛與海水一起從天邊涌出的場面，其實(shí)是月亮反射太陽光，在進(jìn)入大氣層時(shí)發(fā)生了光的折射；而“兩岸曉煙楊柳綠，一園春雨桃花紅”則描寫了碧綠的柳葉和粉紅的桃花，這可以用光的反射進(jìn)行解釋。這些引用的詩句不僅將物理知識融入了習(xí)題考查中，還培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感。學(xué)生在探究物理問題的過程中，能夠品鑒中國古詩詞的韻味和意境，感受到中國古詩詞的博大精深，從而自然而然地形成文化自信和民族自豪感。

題二：文言文和古詩詞中的物理知識體現(xiàn)在對自然現(xiàn)象、生活實(shí)踐和科學(xué)原理的描述中。請用一句話簡單描述以下文言文和古詩詞中蘊(yùn)含的物理知識。

《三峽》：“常有高猿長嘯，屬引凄異，空谷傳響，哀轉(zhuǎn)久絕 ”

《論衡·說日篇》：“或說，日食者月掩之也。日在上，月在下，障于日之形也 ”

《滁州西澗》：“春潮帶雨晚來急，野渡無人舟自橫 ”

將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與物理知識結(jié)合，是創(chuàng)新物理學(xué)科教學(xué)的重要方式。在這些國學(xué)經(jīng)典的熏陶下，學(xué)生不僅能在完成物理習(xí)題的過程中檢驗(yàn)自己的物理觀念，還能通過分析古詩文中隱含的思維方式，運(yùn)用因果關(guān)系鏈深化對物理規(guī)律的理解和加強(qiáng)對物理知識的應(yīng)用，促進(jìn)物理概念的生成和消化。教師要善于挖掘古詩文的教學(xué)價(jià)值，結(jié)合文學(xué)經(jīng)典元素創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生從物理現(xiàn)象中感悟人生哲理，從不同角度了解和掌握物理規(guī)律，領(lǐng)略國學(xué)經(jīng)典之美，從而提高其學(xué)習(xí)物理的熱情。

三、以中國古建筑設(shè)計(jì)為背景創(chuàng)新初中物理習(xí)題

物理習(xí)題的研究和設(shè)計(jì)應(yīng)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，與物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)保持一致。在物理習(xí)題的設(shè)計(jì)中，教師要對知識進(jìn)行碎片化處理、整合與提煉，幫助學(xué)生形成物理觀念。中國古建筑類型多樣，其中蘊(yùn)含著豐富的物理知識，涉及結(jié)構(gòu)、功能、空間、光影和文化等方面。筆者以如下兩題為例，談?wù)勅绾螌⒅袊沤ㄖ厝谌胛锢砹?xí)題中。

題一：馳名中外的北京天壇里的回音壁、三間石、圜丘三處建筑有著非常奇妙的聲音現(xiàn)象，它是古代建筑師利用聲音的 所造成的音響效果。

圜丘壇是皇帝祭天的場所，又稱祭天壇?；匾舯凇⑷g石和圜丘都利用了聲音反射的原理。站在圜丘壇上說話，聲音會特別響亮，這是因?yàn)樗疚恢镁嚯x反射面17米以內(nèi)，反射的回聲與原來發(fā)出的聲音疊加，增大了聲音的響度，而人耳無法分辨前后響起的兩個(gè)聲音。這三處建筑的形狀皆為圓形，擁有多個(gè)反射面，因此大大增強(qiáng)了聲音的響度。這種與古建筑相關(guān)的物理習(xí)題不僅能考查學(xué)生的物理知識，還能讓學(xué)生感受到古建筑的魅力，激發(fā)他們傳承和保護(hù)寶貴文化遺產(chǎn)的責(zé)任感。

題二：古建筑是中國傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)的重要組成部分，具有極高的歷史、藝術(shù)和文化價(jià)值。在古建筑的設(shè)計(jì)中，房頂煙囪的設(shè)計(jì)獨(dú)具匠心。圖3為某古建筑上的煙囪，請從熱學(xué)和力學(xué)的角度分析其中蘊(yùn)含的物理道理。

該煙囪的設(shè)計(jì)主要涉及熱學(xué)和力學(xué)知識。燃燒產(chǎn)生的熱氣因密度降低而上升，煙囪頂部的多面開孔使煙霧可以向四面散發(fā)。同時(shí)，較小的散煙孔有助于減緩煙囪內(nèi)部熱量的損失，確保室內(nèi)溫度不會迅速下降。此外，煙囪頂部設(shè)計(jì)成拱形，利用了流體力學(xué)原理，當(dāng)橫向風(fēng)吹過煙囪頂部時(shí)，會在煙囪上下形成氣壓差，幫助煙霧上升飄散。該題主要考查學(xué)生的物理思維。隨著教學(xué)改革的不斷推進(jìn)，初中物理教學(xué)要更加注重培養(yǎng)學(xué)生的解決問題能力和科學(xué)探究意識，教師要注重物理習(xí)題的啟發(fā)性和探索性，以落實(shí)新課標(biāo)的要求。

四、以蘇式園林為載體的初中物理習(xí)題開發(fā)

蘇式園林以蘇州地區(qū)的建筑為代表，其設(shè)計(jì)展現(xiàn)了獨(dú)特的建筑風(fēng)格和理念。園林內(nèi)的亭臺樓閣、光影交錯(cuò)、空間布局、色彩搭配、門窗設(shè)計(jì)、山水景觀等無不令人稱贊。這些設(shè)計(jì)涉及力學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)等方面的物理知識。當(dāng)?shù)亟處熆梢猿浞掷秘S富的園林文化資源，豐富習(xí)題情境設(shè)計(jì)所需的素材，在編選題目時(shí)更加開放和靈活，推動學(xué)生的思維向更廣更深的層面發(fā)展。筆者以如下兩題為例，進(jìn)行詳細(xì)分析。

題一：蘇式園林的池塘中圈養(yǎng)著幾只白鶴，一只靜立于平靜的水面，在岸邊可以看到白鶴的兩個(gè)“影”——影子和倒影，如圖4。下列分析正確的是（ ）。

A. 白鶴的影子是由光的直線傳播形成的

B. 白鶴的倒影是由光的折射形成的

C. 白鶴飛離水面時(shí)，它的倒影會變小

D. 白鶴在水中的倒影是實(shí)像

園林中的亭臺樓閣和山水景觀相得益彰，岸邊的景物常在池塘中形成倒影，而在物體背對陽光的一側(cè)，會在水中或地面上產(chǎn)生影子。影子和倒影分別是由光的直線傳播和反射形成的，且倒影是虛像。該題通過園林中白鶴生活的自然場景，呈現(xiàn)了兩種不同的自然光現(xiàn)象。題目的設(shè)計(jì)獨(dú)具匠心，考查了學(xué)生容易混淆的概念，有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和解決問題能力。

題二：蘇州獅子林被譽(yù)為“假山王國”，園中有國內(nèi)現(xiàn)存最大的古代假山群，形態(tài)各異。游人可穿梭于假山洞內(nèi)，頗具趣味。洞內(nèi)光線昏暗，為防止游客發(fā)生意外，現(xiàn)提供電源、聲控開關(guān)（有聲時(shí)閉合，無聲自動斷開）、光控開關(guān)（有光時(shí)斷開，無光時(shí)閉合）、電位器（調(diào)節(jié)燈光亮度）、小燈泡和導(dǎo)線。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求：在白天晴朗時(shí)，洞內(nèi)無需亮燈；若遇陰雨天，且有游人進(jìn)入時(shí)燈才點(diǎn)亮。管理人員可根據(jù)需要調(diào)節(jié)電位器改變燈光亮度（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)燈變亮）。

此題的編寫注重理論與實(shí)際的結(jié)合，將物理知識融入實(shí)際的生活情境中，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理知識和技能解決現(xiàn)實(shí)問題。同時(shí)，學(xué)生在解決這一真實(shí)問題的過程中能體會到學(xué)習(xí)物理的意義和價(jià)值，產(chǎn)生深入探索物理知識的興趣。

結(jié)語

教師在設(shè)計(jì)初中物理習(xí)題時(shí)可以嘗試融入中國元素，這既符合新課標(biāo)的要求，又能夠充分發(fā)揮物理教學(xué)的育人價(jià)值。教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生對中國文化的認(rèn)同感，讓學(xué)生在多樣化的問題情境中進(jìn)行探索，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

（作者單位：蘇州市第十六中學(xué)校）