凸顯“知識遷移能力”，落實“物理核心素養”
——2017年全國Ⅰ卷物理實驗評析

董友軍,李躍明

(1.汕頭市實驗學校，廣東 汕頭 515041;2.汕頭市林百欣中學，廣東 汕頭 515041)

凸顯“知識遷移能力”，落實“物理核心素養”
——2017年全國Ⅰ卷物理實驗評析

董友軍1,李躍明2

(1.汕頭市實驗學校，廣東 汕頭 515041;2.汕頭市林百欣中學，廣東 汕頭 515041)

從物理核心素養的視角，評析了2017年全國Ⅰ卷物理實驗題. 該試題源于課本而又高于課本，突出考查學生知識遷移能力，引導教師落實物理核心素養.

高考；實驗題；知識遷移；核心素養

2017年全國Ⅰ卷物理實驗題：力學實驗為“研究小車在桌面的直線運動”，器材創新，方法依舊，屬創新實驗；電學實驗為“研究小燈泡的伏安特性”，源于課本，高于課本，屬拓展實驗. 創新實驗和拓展實驗，都要求學生理解課本實驗原理，掌握課本求解方法，考查學生知識遷移能力，從而有效遏制“題海戰術”、起到“減壓降負”作用. 同時，通過問題設置引導高中物理教師在平時的課堂教學中，注重落實物理核心素養.

知識遷移能力，是創新型人才最重要的能力. 沒有知識遷移，就不可能有科技創新. 知識遷移能力是指用已學知識解決新問題的能力，包含對新情境的感知能力、對舊知識的鏈接能力、對新事件的解決能力、對新規律的概括能力. 在高中物理教學中，重視學生知識遷移能力的培養，可以避免對知識的死記硬背，實現對知識的貫通轉換，從而有利于理解知識本質、構建知識網絡.

物理核心素養是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養的重要構成. 物理核心素養主要由物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任4個方面構成.

1 試題評析

1.1原題1

某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間. 實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖1(a)所示. 實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車. 在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖1(b)記錄了桌面上連續的6個水滴的位置. (已知滴水計時器每30 s內共滴下46個小水滴)

(a)

(b)圖1 全國Ⅰ卷物理實驗題：研究小車在桌面的直線運動

1)由圖1(b)可知，小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運動的.

2)該小組同學根據圖1(b)的數據判斷出小車做勻變速運動. 小車運動到圖1(b)中A點位置時的速度大小為________m/s，加速度大小為________m/s2. (結果均保留2位有效數字)

評析：

1)“知識遷移”角度評析

2)“核心素養”角度評析

高考試卷選擇考查“研究小車在桌面的直線運動”，有利于引導學生樹立“物理觀念”. 通過觀察實驗數據，結合受力分析，判斷出小車做勻減速直線運動，從而得出“小車在桌面上是從右向左運動”，有利于學生“運動觀”的形成. 由于打點計時器打下的紙帶和滴水計時器滴在桌面上的小水滴都屬于勻變速直線運動，把紙帶上求瞬時速度和加速度的方法，通過物理思維方法的遷移，可以定量地求出“A點位置時的速度大小為0.19 m/s，加速度大小為0.038 m/s2”，從而實現培養學生“科學思維”的目的.

1.2原題2

1)實驗要求能夠實現在0～3.8 V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原理圖.

2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖2(a)所示. 由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻________(填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率________(填“增大”“不變”或“減小”).

(a)

(b)圖2 全國Ⅰ卷物理實驗題：研究小燈泡的伏安特性

3)用另一電源E0(電動勢4 V，內阻1.00 Ω)和題給器材連接成圖2(b)所示的電路，調節滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率. 閉合開關S，在R的變化范圍內，小燈泡的最小功率為________W，最大功率為________W. (結果均保留2位小數)

評析：

1)“知識遷移”角度評析

電表改裝遷移：已有電壓表量程為3 V，而實驗要求“實現0～3.8 V的范圍內對小燈泡的電壓進行測量”，因此要把3 V電壓表改裝為較大量程電壓表. 根據已學電表改裝原理，讓3 V電壓表串聯“固定電阻R0(阻值1 000 Ω)”，則其變為量程4 V的電壓表，從而滿足第1)問的實驗要求.

圖3 實驗電路原理圖

2)“核心素養”角度評析

本實驗通過畫出實驗電路原理圖，用伏安特性曲線判斷燈泡電阻變化，結合圖像分析燈泡功率范圍，從而提升學生“實驗探究”素養. 通過滑動變阻器連接方式(分壓式和限流式)的選取，培養學生節能意識；通過電流表連接方式(外接法和內接法)的選取，培養學生精準意識；通過求解燈泡功率的最大值和最小值，培養學生安全意識，從而強化學生的“科學態度與責任”.

2 教學啟發

2.1研讀核心素養，更新教學理念

“核心素養”，是時代進步的要求，也是教學發展的方向. “三維目標”歷時10年，對教師的教學影響非常深遠，很多教師已經適應了三維目標教學. 要從“三維目標”轉變為“核心素養”，就要求物理教師認真研讀物理核心素養內涵，接受物理核心素養理念，并把物理核心素養應用到教學實踐中，只有這樣，才能適應教學的發展. 高考物理試題命制，以物理核心素養為指導，肩負物理教學導向，教師只有關注物理核心素養，才能緊跟高考題的出題方向，把握出題規律，這樣可以增加物理教學的針對性，從而提高物理教學的效率.

2．2落實課本實驗，重視科學方法

課本實驗教學，以科學方法中心論為指導，構建知識邏輯結構(如圖4所示)，從科學現象出發，必須經科學方法的加工整理才能獲得科學知識，科學方法是科學現象通達科學知識的必經之路，學生只有掌握了科學方法，才能快捷獲取科學知識. 科學方法可分為思維方法和學科方法. 學科方法包括獲得知識的方法和應用知識的方法，屬于強認知方法，體現學科特點，可遷移性弱；思維方法包括邏輯思維方法和非邏輯思維方法，屬于弱認知方法，貫穿各門學科，可遷移性強. 高考實驗題，無論是創新實驗，還是拓展實驗，都能從教材的實驗得到解題啟發，找到解題方法，所以教師在教學中，要認真完成教材所有實驗，包括學生實驗和演示實驗，既要講清實驗本身的原理，也要介紹實驗器材的原理，既要要求學生動手操作實驗過程，也要要求學生掌握數據處理方法.

圖4 以科學方法中心論為指導，構建知識邏輯結構

2.3分析事物本質，強化知識遷移

當代建構主義認為,學習不是被動接受信息刺激,而是主動建構意義,是根據自己的經驗背景,對外部信息進行主動選擇、加工和處理,從而獲得自己的意義. 這種新舊學習間的相互影響就是學習的遷移. 知識遷移是一種學習對另一種學習的影響. 任何學習都是在學習者已具有的知識經驗和認知結構、已獲得的動作技能、習得的態度等基礎上進行. 這種原有知識結構對新的學習的影響形成了知識遷移. 教師要經常創設新情景，引導學生分析本質，找到不同現象間的聯系，才能有效實施知識遷移，提升學生解決問題的能力.

年年歲歲題目異，歲歲年年方法同. 每年高考試題，無論怎么呈現，其解決問題的方法，都是課本講解過的方法. 重視解題方法，培養核心素養，是高中物理課堂發展的方向.

[1] 邢紅軍. 高中物理科學方法教育[M]. 北京：中國科學技術出版社，2015.

[2] 普通高中課程標準修訂組. 普通高中物理課程標準(征求意見稿)[M]. 北京：普通高中課程標準修訂組，2016．

[3] 董友軍. 彰顯“求同存異” 滲透“核心素養”——評析2016年高考全國I卷物理實驗試題[J]. 物理實驗，2016，36(11):41-45．

[責任編輯：尹冬梅]

Analysisontheexperimentalquestionsinthe2017collegeentranceexaminationI

DONG You-jun1, LI Yue-ming2

(1.Shantou Experimental School, Shantou 515041, China; 2.Baixin Middle School, Shantou 515041, China)

From the perspective of physical core attainment, the experimental questions in the 2017 college entrance examination I were analyzed. The questions were from the textbook and higher than the textbook, it primarily examined the students’ ability of knowledge migration, and guided teachers to implement the physical core attainment.

college entrance examination; experimental question; knowledge migration; core attainment

2017-06-17

廣東省教育科學規劃重點課題(No.2017ZQJK038)

董友軍(1976-)，男，湖南衡陽人，汕頭市實驗學校一級教師，學士，從事中學物理教學工作.

G633.7

：B

：1005-4642(2017)09-0057-04