凸顯“知識(shí)遷移能力”，落實(shí)“物理核心素養(yǎng)”
——2017年全國Ⅰ卷物理實(shí)驗(yàn)評(píng)析

董友軍,李躍明

(1.汕頭市實(shí)驗(yàn)學(xué)校，廣東 汕頭 515041;2.汕頭市林百欣中學(xué)，廣東 汕頭 515041)

凸顯“知識(shí)遷移能力”，落實(shí)“物理核心素養(yǎng)”
——2017年全國Ⅰ卷物理實(shí)驗(yàn)評(píng)析

董友軍1,李躍明2

(1.汕頭市實(shí)驗(yàn)學(xué)校，廣東 汕頭 515041;2.汕頭市林百欣中學(xué)，廣東 汕頭 515041)

從物理核心素養(yǎng)的視角，評(píng)析了2017年全國Ⅰ卷物理實(shí)驗(yàn)題. 該試題源于課本而又高于課本，突出考查學(xué)生知識(shí)遷移能力，引導(dǎo)教師落實(shí)物理核心素養(yǎng).

高考；實(shí)驗(yàn)題；知識(shí)遷移；核心素養(yǎng)

2017年全國Ⅰ卷物理實(shí)驗(yàn)題：力學(xué)實(shí)驗(yàn)為“研究小車在桌面的直線運(yùn)動(dòng)”，器材創(chuàng)新，方法依舊，屬創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；電學(xué)實(shí)驗(yàn)為“研究小燈泡的伏安特性”，源于課本，高于課本，屬拓展實(shí)驗(yàn). 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和拓展實(shí)驗(yàn)，都要求學(xué)生理解課本實(shí)驗(yàn)原理，掌握課本求解方法，考查學(xué)生知識(shí)遷移能力，從而有效遏制“題海戰(zhàn)術(shù)”、起到“減壓降負(fù)”作用. 同時(shí)，通過問題設(shè)置引導(dǎo)高中物理教師在平時(shí)的課堂教學(xué)中，注重落實(shí)物理核心素養(yǎng).

知識(shí)遷移能力，是創(chuàng)新型人才最重要的能力. 沒有知識(shí)遷移，就不可能有科技創(chuàng)新. 知識(shí)遷移能力是指用已學(xué)知識(shí)解決新問題的能力，包含對(duì)新情境的感知能力、對(duì)舊知識(shí)的鏈接能力、對(duì)新事件的解決能力、對(duì)新規(guī)律的概括能力. 在高中物理教學(xué)中，重視學(xué)生知識(shí)遷移能力的培養(yǎng)，可以避免對(duì)知識(shí)的死記硬背，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的貫通轉(zhuǎn)換，從而有利于理解知識(shí)本質(zhì)、構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò).

物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要構(gòu)成. 物理核心素養(yǎng)主要由物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任4個(gè)方面構(gòu)成.

1 試題評(píng)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(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間. 實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖1(a)所示. 實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車. 在小車運(yùn)動(dòng)過程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖1(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置. (已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴)

(a)

(b)圖1 全國Ⅰ卷物理實(shí)驗(yàn)題：研究小車在桌面的直線運(yùn)動(dòng)

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(yùn)動(dòng)的.

2)該小組同學(xué)根據(jù)圖1(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng). 小車運(yùn)動(dòng)到圖1(b)中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為________m/s，加速度大小為________m/s2. (結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

評(píng)析：

1)“知識(shí)遷移”角度評(píng)析

2)“核心素養(yǎng)”角度評(píng)析

高考試卷選擇考查“研究小車在桌面的直線運(yùn)動(dòng)”，有利于引導(dǎo)學(xué)生樹立“物理觀念”. 通過觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合受力分析，判斷出小車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，從而得出“小車在桌面上是從右向左運(yùn)動(dòng)”，有利于學(xué)生“運(yùn)動(dòng)觀”的形成. 由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶和滴水計(jì)時(shí)器滴在桌面上的小水滴都屬于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，把紙帶上求瞬時(shí)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(diǎn)位置時(shí)的速度大小為0.19 m/s，加速度大小為0.038 m/s2”，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)思維”的目的.

1.2原題2

1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0～3.8 V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖.

2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖2(a)所示. 由實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)題：研究小燈泡的伏安特性

3)用另一電源E0(電動(dòng)勢(shì)4 V，內(nèi)阻1.00 Ω)和題給器材連接成圖2(b)所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率. 閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為________W，最大功率為________W. (結(jié)果均保留2位小數(shù))

評(píng)析：

1)“知識(shí)遷移”角度評(píng)析

電表改裝遷移：已有電壓表量程為3 V，而實(shí)驗(yàn)要求“實(shí)現(xiàn)0～3.8 V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量”，因此要把3 V電壓表改裝為較大量程電壓表. 根據(jù)已學(xué)電表改裝原理，讓3 V電壓表串聯(lián)“固定電阻R0(阻值1 000 Ω)”，則其變?yōu)榱砍? V的電壓表，從而滿足第1)問的實(shí)驗(yàn)要求.

圖3 實(shí)驗(yàn)電路原理圖

2)“核心素養(yǎng)”角度評(píng)析

本實(shí)驗(yàn)通過畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，用伏安特性曲線判斷燈泡電阻變化，結(jié)合圖像分析燈泡功率范圍，從而提升學(xué)生“實(shí)驗(yàn)探究”素養(yǎng). 通過滑動(dòng)變阻器連接方式(分壓式和限流式)的選取，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)能意識(shí)；通過電流表連接方式(外接法和內(nèi)接法)的選取，培養(yǎng)學(xué)生精準(zhǔn)意識(shí)；通過求解燈泡功率的最大值和最小值，培養(yǎng)學(xué)生安全意識(shí)，從而強(qiáng)化學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”.

2 教學(xué)啟發(fā)

2.1研讀核心素養(yǎng)，更新教學(xué)理念

“核心素養(yǎng)”，是時(shí)代進(jìn)步的要求，也是教學(xué)發(fā)展的方向. “三維目標(biāo)”歷時(shí)10年，對(duì)教師的教學(xué)影響非常深遠(yuǎn)，很多教師已經(jīng)適應(yīng)了三維目標(biāo)教學(xué). 要從“三維目標(biāo)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂诵乃仞B(yǎng)”，就要求物理教師認(rèn)真研讀物理核心素養(yǎng)內(nèi)涵，接受物理核心素養(yǎng)理念，并把物理核心素養(yǎng)應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中，只有這樣，才能適應(yīng)教學(xué)的發(fā)展. 高考物理試題命制，以物理核心素養(yǎng)為指導(dǎo)，肩負(fù)物理教學(xué)導(dǎo)向，教師只有關(guān)注物理核心素養(yǎng)，才能緊跟高考題的出題方向，把握出題規(guī)律，這樣可以增加物理教學(xué)的針對(duì)性，從而提高物理教學(xué)的效率.

2．2落實(shí)課本實(shí)驗(yàn)，重視科學(xué)方法

課本實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以科學(xué)方法中心論為指導(dǎo)，構(gòu)建知識(shí)邏輯結(jié)構(gòu)(如圖4所示)，從科學(xué)現(xiàn)象出發(fā)，必須經(jīng)科學(xué)方法的加工整理才能獲得科學(xué)知識(shí)，科學(xué)方法是科學(xué)現(xiàn)象通達(dá)科學(xué)知識(shí)的必經(jīng)之路，學(xué)生只有掌握了科學(xué)方法，才能快捷獲取科學(xué)知識(shí). 科學(xué)方法可分為思維方法和學(xué)科方法. 學(xué)科方法包括獲得知識(shí)的方法和應(yīng)用知識(shí)的方法，屬于強(qiáng)認(rèn)知方法，體現(xiàn)學(xué)科特點(diǎn)，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(rèn)知方法，貫穿各門學(xué)科，可遷移性強(qiáng). 高考實(shí)驗(yàn)題，無論是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，還是拓展實(shí)驗(yàn)，都能從教材的實(shí)驗(yàn)得到解題啟發(fā)，找到解題方法，所以教師在教學(xué)中，要認(rèn)真完成教材所有實(shí)驗(yàn)，包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，既要講清實(shí)驗(yàn)本身的原理，也要介紹實(shí)驗(yàn)器材的原理，既要要求學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)過程，也要要求學(xué)生掌握數(shù)據(jù)處理方法.

圖4 以科學(xué)方法中心論為指導(dǎo)，構(gòu)建知識(shí)邏輯結(jié)構(gòu)

2.3分析事物本質(zhì)，強(qiáng)化知識(shí)遷移

當(dāng)代建構(gòu)主義認(rèn)為,學(xué)習(xí)不是被動(dòng)接受信息刺激,而是主動(dòng)建構(gòu)意義,是根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)背景,對(duì)外部信息進(jìn)行主動(dòng)選擇、加工和處理,從而獲得自己的意義. 這種新舊學(xué)習(xí)間的相互影響就是學(xué)習(xí)的遷移. 知識(shí)遷移是一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)的影響. 任何學(xué)習(xí)都是在學(xué)習(xí)者已具有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)、已獲得的動(dòng)作技能、習(xí)得的態(tài)度等基礎(chǔ)上進(jìn)行. 這種原有知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)新的學(xué)習(xí)的影響形成了知識(shí)遷移. 教師要經(jīng)常創(chuàng)設(shè)新情景，引導(dǎo)學(xué)生分析本質(zhì)，找到不同現(xiàn)象間的聯(lián)系，才能有效實(shí)施知識(shí)遷移，提升學(xué)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(xiàn)，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(yǎng)核心素養(yǎng)，是高中物理課堂發(fā)展的方向.

[1] 邢紅軍. 高中物理科學(xué)方法教育[M]. 北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2015.

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

[3] 董友軍. 彰顯“求同存異” 滲透“核心素養(yǎng)”——評(píng)析2016年高考全國I卷物理實(shí)驗(yàn)試題[J]. 物理實(shí)驗(yàn)，2016，36(11):41-45．

[責(zé)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(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題(No.2017ZQJK038)

董友軍(1976-)，男，湖南衡陽人，汕頭市實(shí)驗(yàn)學(xué)校一級(jí)教師，學(xué)士，從事中學(xué)物理教學(xué)工作.

G633.7

：B

：1005-4642(2017)09-0057-04