浙江新高考背景下物理習題教學模式研究

摘要：隨著新高考改革的推行，物理學科的考試內(nèi)容形式也發(fā)生了深刻的變化，加強平時教學過程中的去情境化以及再情境化的訓練，可以有效培養(yǎng)提升學生的物理核心素養(yǎng).

關鍵詞：去情境化；情境還原；習題教學

作者簡介：劉懿鈞（1988-），男，本科學歷，中學一級教師，研究方向物理學科教學.

新高考改革已經(jīng)在全國多個省市被提上了議事日程，浙江作為高考改革試點省份之一，已經(jīng)從2014年9月起走過了兩個多年頭伴隨著制度的變革，考試內(nèi)容和形式的改變是教師和學生關注的重中之重新高考改革后，浙江省打破了原有的文理分科的傳統(tǒng)，實行了“7選3”、“賦分制”和“一年兩考”，以及學考選考一張卷（70分+30分）的模式

1新趨勢——新高考模式下通過情境化問題評估物理核心素養(yǎng)

對物理學科而言，從2015年9月省模擬卷到2016年10月的第三次學考選考卷這四次具有“風向標”意味的考試中，不難發(fā)現(xiàn)一個事實：新的選考模式相對于原先的理綜考試難度降低了，而對物理學基本的核心素養(yǎng)的要求更高了

物理學科的核心素養(yǎng)主要內(nèi)容為：物理觀念，科學思維，實驗探究以及科學態(tài)度和責任如何考查學生各項素養(yǎng)并體現(xiàn)出區(qū)分度，是擺在命題者面前的一道難題比利時教育學家羅日葉認為，不存在抽象的能力，也不存在抽象中發(fā)展起來的能力，學生的能力，需要在復雜情境中得到發(fā)展，并在復雜情境中得到評估[1].所以，情境化的出題模式便是一種具有操作性，較為全面精確的評估方式

例1（2016年4月浙江物理選考 6）宇航員在月球上離月球表面高10m處由靜止釋放一片羽毛，羽毛落到月球表面上的時間大約是

A.10sB.14sC.35sD.12s

分析給定了“月球”這一情境，本質考查自由落體的理解如果盲目的套用公式，利用地球的重力加速度求解，會得到錯誤選項B.

例2（2016年4月浙江物理選考6）某卡車在公路上與路旁障礙物相撞處理事故的警察在泥地中發(fā)現(xiàn)了一個小的金屬物體，經(jīng)判斷，它是相撞瞬間車頂上一個松脫的零件被拋出而陷在泥里的為了判斷卡車是否超速，需要測量的量是

A.車的長度，車的重量

B.車的高度.車的重量

C.車的長度，零件脫落點與陷落點的水平距離

D.車的高度，零件脫落點與陷落點的水平距離

分析此題為開放情境的問題，主要考查平拋運動，需要學生自主建構模型

例3（2015年10月浙江物理選考20）如圖1所示是公路上的“避險車道”，車道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽車在剎車失靈的情況下避險質量m=20×103 kg的汽車沿下坡行駛，當駕駛員發(fā)現(xiàn)剎車失靈的同時發(fā)動機失去動力，此時速度表示數(shù)v1=36km/h，汽車繼續(xù)沿下坡勻加速直行l(wèi)=350 m、下降高度h=50 m時到達“避險車道”，此時速度表示數(shù)v2=72 km/h

（1）求從發(fā)現(xiàn)剎車失靈至到達“避險車道”這一過程汽車動能的變化量；

（2）求汽車在下坡過程中所受的阻力；

（3）若“避險車道”與水平面間的夾角為17°，汽車在“避險車道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽車在“避險車道”上運動的最大位移（sin 17°≈03）

分析緊密聯(lián)系生活實際，實質為考查學生利用牛頓第二定律解決實際問題的能力

2新方向——去情境化和再情境化的習題教學模式

情境下的考題又被稱之為“信息題”，具有情境新，閱讀量大，條件隱蔽性強等特點，貼近生活，且經(jīng)常涉及科技動態(tài)和社會熱點[2].而在平時訓練中，學生接觸到此類情境題，尤其是復雜情境時，往往憑主觀感覺，而非結構規(guī)范的物理模型去解題，很容易割裂了理論和情境，造成錯誤解答甚至無法解答這就意味著作為我們更需要去引導學生學會超越情境，還原本質，形成概括化知識，最終實現(xiàn)遷移[3]，即為“去情境化—再情境化”的習題教學模式，下面以《生活中的圓周運動》習題教學為例加以說明

21結合案例情境，構建“問題鏈條”

情境感知：鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，已知內(nèi)外軌道平面與水平面的夾角為θ，如圖2所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質量為m的火車勻速轉彎時，假設火車對鐵軌水平方向并無擠壓，求火車轉彎時速度和鐵軌支持力大小

盡管在《生活中的圓周運動》中已經(jīng)分析了為何火車鐵軌外高內(nèi)低，但是由于教材僅給出了火車過彎這個單一情境，且為定性分析，所以對學生而言依舊是一個較為復雜的情境，即使會處理此類問題也只是孤立去看待故在教學過程中，筆者設計了以下問題供學生討論思考：

（1）對火車受力分析，它受到哪些力？試著畫出來.

（2）結合火車的運動情況和它的受力分析，確定合力方向，并說明為什么？

（3）請根據(jù)勻速圓周運動特點，思考合力的作用是什么？如何選擇方程求出轉彎速度和支持力？

（4）結合畫的受力分析和寫出的圓周運動方程，你是否能改編本題，在不改變條件和結果的前提下，試著用最簡潔的語言去描述.

這四個小問題構成的“問題鏈”，既是解題思路和步驟，更是階梯式的引導和暗示前三問的目的是將“火車轉彎”這一情境抽離出題目，將其轉化為一道斜面上物體只受重力和支持力，在水平方向作勻速圓周運動的力學問題而（4）問在前面三問搭好“支架”的前提下，試圖讓學生自主構建情境模型的“最初版本”，為接下去模型的給出做好鋪墊

22還原物理本質，創(chuàng)設情境模型

在學生對情境模型有了基本概念的基礎上，教師適時給出在《向心加速度》這一節(jié)運用過的例題——圓錐擺

情境模型：如圖3所示的圓錐擺，小球掛在天花板上在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，若懸線長為l，小球的質量為m，懸線與豎直方向的夾角為α，忽略一切阻力，求小球運動線速度大小和繩子拉力T的大小，并比較圖2的異同.

學生很快發(fā)現(xiàn)除了彈力類型有區(qū)別之外兩道題其實本質上并無差別，結果也幾乎一致，且十分接近剛剛他們自主改編的“最簡”型學生如頓悟一般，摒棄了情境的干擾，找到了兩者的共性，初步實現(xiàn)了知識的遷移和內(nèi)化

23再次情境還原，實現(xiàn)思維飛躍

再情境化的案例選擇時要講究有序和有效，教學過程要循環(huán)往復地對情境模型進行應用和再提煉，實現(xiàn)學生認知水平的螺旋上升，最終從零散的知識碎片整合成完整的知識系統(tǒng)

情境還原1在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低如圖4所示，在某路段汽車向左拐彎，司機左側的路面比右側的路面低一些汽車的運動可看做是做半徑為R的水平面內(nèi)的圓周運動設內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L已知重力加速度為g要使車輪與路面之間的橫向摩擦力（即垂直于前進方向）等于零，則汽車轉彎時的車速應等于多少？

情境還原2如圖5所示，一顆彈珠在光滑的漏斗內(nèi)沿著某一平面做勻速圓周運動，漏斗頂角為θ，彈珠質量為m，求（1）彈珠在漏斗內(nèi)加速度a和支持力N的表達式；（2）彈珠在遠離漏斗頂點O的過程中，分析線速度和角速度變化情況

情境還原3如圖6所示，一可視為光滑的玻璃小球，設其可在碗內(nèi)不同的水平面上做勻速圓周運動，下列說法正確的是

A 玻璃球越靠近碗口其對碗的壓力越大

B 玻璃球越靠近碗口其向心加速度越小

C 玻璃球越靠近碗口其線速度一定越大

D 玻璃球的重力與碗內(nèi)壁對它的彈力的合力提供球做圓周運動所需的向心力

以上三個情境還原的案例，從第一題的斜面情境，改變傾角的給出方式，遞進到第二題圓錐面情境，角度固定運動半徑變化，最后拔高到到半球面情境，角度運動同時變化，在鮮活的現(xiàn)實情境中，學生多次體驗了與情境模型的匹配程度，并不斷進行著使用決策的優(yōu)化——這既是一個倒推驗證的過程，更是一個體系生成的過程（圖7）

我們在去情境化教學過程中，應特別注意與教學目標的一致性；在預設問題鏈過程中，應結合學生已有的知識經(jīng)驗，盡量引導學生更多的從理性思維角度，而非感性直覺角度去思考問題而最終的情境模型的建立的過程，也應是學生主動建構的過程

3新思考——優(yōu)化去情境與再情境習題教學模式

我們在去情境化教學過程中，應特別注意與教學

目標的一致性.在預設問題鏈過程中，應結合學生已有的知識經(jīng)驗，盡量引導學生更多地從理性思維角度，而非感性直覺角度去思考問題.而最終的情境模型的建立過程，也應是學生主動建構的過程.

在情境還原過程中，應特別注重知識的邏輯起點和學生的認知起點，由淺入深步步遞進，給學生充足的回味思考的余地同時，情境的類型選擇應盡量真實生動，貼近學生生活，最好還能有一些“矛盾”和“沖突”，在隱性和顯性之間，完成知識點的重塑（圖8）

參考文獻：

[1]易克薩維耶羅日葉汪凌，周振平，譯學校與評估：為了評估學生能力的情境[M]上海：華東師范大學出版社，2011：3.

[2]程鵬去情境化降低相對難度[J].中學化學教學參考，2008（4）58-59.

[3]何蕾去情境化的教師知識：芬蘭教師教育課程的演進[J].中國大學教學，2014（8）94-97.