核心素養下高中物理問題情境創設途徑

鐘劍

新課標將培養學生核心素養納入高中物理教學的重要目標，因此，高中物理教學中，教師應轉變認識，既要做好高中物理知識教學，又要做好高中物理學科核心素養內容研究，注重創設相關問題情境將核心素養培養滲透至相關教學環節中。本文結合以往教學實踐，就如何在高中課堂創設問題情境談談自己的看法，給核心素養培養工作的開展提供有效參考。

高中物理學科核心素養涉及物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任四方面內容。在高中物理課堂創設問題情境時，教師應在認真研究教學以及核心素養內容的基礎上，積極尋找有效的問題創設途徑，有針對性地提高學生的核心素養，促使學生牢固掌握所學，提升物理學習成績的同時，使學生具備適應社會發展要求的必備能力。

一、立足生活經驗，創設生活問題情境

高中物理諸多知識源于人們的生活，因此，為更好地培養學生核心素養，降低學生學習的陌生感，教師應注重創設生活問題情境，使學生認識到物理知識重要性的同時，樹立物質觀、運動觀、能量觀、相互作用觀，并靈活應用這些觀念，分析、解決問題。

一方面，做好課堂教學內容研究，明確重點知識與教學目標，注重積累與生活相關的問題情境，指引高中物理課堂更好開展。

另一方面，找到物理知識與生活的契合點，結合學生所學，及時創設對應的生活情境，以激發學生的思考熱情與興趣，提高課堂教學質量與效率。

例如，在講解“超重與失重”知識時，很多學生能夠準確記憶超重與失重概念，但在應用中出現較多問題，為此，教學中教師可創設以下生活問題情境：如圖1所示，某同學站在力傳感器上，做下蹲和起立動作時記錄的力隨時間變化的圖像，其中縱坐標為力（單位：N），橫坐標為時間（單位：s），由圖線可知，該同學的體重約為650N，除此之外，還可以得到以下信息（ ? ）。

A.該同學做了兩次下蹲與起立的動作

B.該同學做了四次下蹲與起立的動作

C.下蹲過程中人一直處于失重狀態

D.下蹲和起立期間都有一段時間處于超重狀態

分析：該題目將超重和失重知識點和學生下蹲、起立結合起來考查，創設的情境學生并不陌生，很好地培養學生的運動觀、相互作用觀。

難點在于對超重、失重現象的深入理解，并能夠看懂圖像，找到圖像和超重、失重之間的關系，即可通過加速度方向進行判斷。學生下蹲時，加速度先向下后向上，即先失重后超重而后處于正常狀態，壓力先小于重力后大于重力，而后維持在650N。起立時，加速度先向上后向下，先超重后失重，最后處于正常狀態，壓力先大于重力后小于重力，平穩時重力在650N。認真分析兩個圖像可知，重力先小于自身重力后大于自身重力、重力先大于自身重力后小于自身重力分別出現了兩次，表明該學生進行了兩次下端和起立動作。

結合給出的選項可知A、D兩項描述正確。核心素養下，通過創設生活問題情境，不僅能夠鞏固學生所學，提高學生的應用能力，還能很好地增強學生運用物理知識解決生活問題的意識，真正促進學生學以致用。該問題緊密聯系教材中的“超重與失重”知識點，以圖像為媒介，清晰展現出參數的變化關系，對學生的讀圖能力以及分析、解題能力是很好的鍛煉，最終獲得滿意的教學效果。

二、結合教學實踐，創設新穎問題情境

科學思維是高中物理核心素養的重要構成部分，包括模型構建、科學推理、科學論證、質疑創新等內容。為培養學生的科學思維，教師應結合以往教學實踐，注重創設新穎的問題情境，提高學生遷移知識能力的同時，促進科學思維的進一步提升。

一方面，教師平時應做好新穎問題的積累，明確新穎問題考查的知識點以及能力，結合教學內容，及時向學生展示。

另一方面，做好問題分析引導，幫助學生克服難點，尤其當學生正確解答出問題時，教師應給予肯定與表揚，增強學習的自信心。例如，在講解運動學知識時，教師創設以下新穎問題情境：如圖2所示，為身高體重測量儀。其頂部向下發射波速為v的超聲波反射后返回被接收。

測量儀記錄發射、接收時間間隔。質量為M0的測重臺置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比。當測重臺沒有站人時，測量儀器記錄的時間間隔為t0，輸出電壓為U0。某學生站在測重臺，測量儀器記錄的時間間隔為t，輸出電壓為U，則該同學的身高和質量分別為（ ? ）。

A.v（t0-t），[M0U0]U ? ? ? ?B.[12]v（t0-t），[M0U0]U

C.v（t0-t）， [M0U0]（U-U0） ?D.[12]v（t0-t）， [M0U0]（U-U0）

分析：該問題情境較為新穎，但難度并不大，可很好地考查學生的科學推理能力。解題時需要認真讀題，搞清楚測量儀器工作原理，以及各參數表示的含義，進行科學推理，才能正確運用所學進行解答。

解題時，教師可引導學生注意超聲波走的路程是來回的路程。顯然當沒有站人時高設為H，則H= [12]vt0，當站人時，人高設為h，則，（H-h）=[12]vt，解得h=[12]v（t0-t）。因為傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比，設比例系數為k，則未站人時，U0=kM0g，當站人時，設人的質量為m，則U=k（M0+m）g，解得m= [M0U0]（U-U0），因此，正確答案為D。

新穎問題情境在近年來高考中出現頻率較高，重點考查學生的科學思維以及靈活運用所學的能力，因此，教學實踐中應多加留心，構建新穎問題數據庫，結合具體教學內容，及時給出新穎問題情境，對學生進行訓練。針對本題不少學生望而生畏，究其原因在于學生的應變能力較差，不會給出已知條件進行推理，因此，教學中應多創設新穎問題情境，對學生進行訓練，以提高學生的自信心。

三、深究實驗內容，創設實驗問題情境

實驗是高中物理的重要知識點，是各類測試的必考內容。為提高學生的實驗能力，為學生核心素養的提升做好鋪墊，教師應深究實驗內容，積極創設實驗問題情境，引導學生認真分析實驗，把握實驗注意事項，深入理解物理知識規律與結論，做到靈活應用。

一方面，為學生深入講解教材中的實驗，合理安排實驗課時，為學生提供實驗機會，使學生在實驗中知識得以鞏固。

另一方面，立足教材實驗，教師積極創設實驗問題情境，鼓勵學生思考、解答，促進學生實驗能力的提升。例如，在講解電學實驗知識時，教師可創設以下實驗問題情境：已知某報警系統，當熱敏電阻溫度達到或超過60℃是，系統報警。提供的器材有：熱敏電阻、報警器（內阻很小，電流超過限Ic就會報警），電阻箱（最大阻值為999.9Ω），輸出電壓為U的直流電源，內阻不計，滑動變阻器R1（最大阻值為1000Ω），滑動變阻器R2（最大阻值為2000Ω），單刀雙擲開關一個，導線若干。室溫下調節系統，已知U約為18V，Ic約為10mA，電流超過20mA會損壞。熱敏電阻隨著溫度升高電阻減小，60°時，阻值約為650Ω。

（1）完成圖3中的電路圖連接。

（2）滑動變阻器應選：____（填R1或R2）。

（3）按照以下步驟調節該報警系統：首先，電源接通前，應將電阻箱阻值調節為___Ω;滑動變阻器滑片應置于___（填a或b）端附近，不能置于另一端的。

原因為：_____。其次，將開關向___（填c 或d）端閉合， 緩慢移動滑動變阻器滑片，直至____。最后，滑動變阻器位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統即可正常工作。

分析：該題目與電學知識聯系密切，但情境又較為新穎，具有代表性，不僅很好地鞏固學生所學，而且可提升學生靈活應用所學的能力。解題時，教師應引導學生認真閱讀題干，搞清楚題干情境，再細心分析，積極聯系所學的實驗內容，認真做答。

根據題干要求，電路圖連接如圖4所示。由R=[UIc]=[1810×10-3]Ω=1800Ω，因此，滑動變阻器應選R2。電阻箱應調節我熱敏電阻在60℃的阻值，即為650Ω，滑片置于b端，原因在于使開關接通后回路中的電流最小，保護報警器，避免其因過載而損壞。將開關向c端閉合，調節滑動變阻器滑片至報警器報警。

實驗是高考的必考內容，重點考查學生對實驗的理解與探究能力，因此，教學實踐中，應認識到實驗的重要性，不僅要求學生牢固掌握常規實驗內容，而且應結合實驗內容，創設有趣實驗情境，對學生進行訓練。該題創設的實驗情境內容源于教材而又高于教材。通過講解，可很好地激發學生的實驗熱情，進一步深化學生對實驗知識的理解，很好地鍛煉學生的實驗能力。

四、培養科學態度，創設探究問題情境

核心素養下，高中物理教學中應結合具體教學內容，注重學生科學態度與責任的培養，使學生理解科學本質，正確處理科學、技術、社會、環境之間的關系，樹立對科學與技術的正確態度。為在實踐中高效完成科學態度培養目標，應注重創設探究問題情境。一方面，創設探究問題情境時，既要與物理知識緊密聯系在一起，又要結合學生認識，注重控制探究問題的難度，避免挫傷學生探究的積極性。另一方面，做好探究過程引導。

眾所周知，探究問題一般難度較大，教學中應注重給予學生指引，使學生少走彎路，以科學的態度分析、思考、解決問題，提高探究效率，使其嘗到探究的成就感，樹立物理探究的自信心。

例如，在講解“傳送帶”知識時，可創設以下探究問題情境：如圖5，一質量為m的物體從離傳送帶高為H處沿光滑圓弧軌道下滑。圓弧軌道下端與一靜止的傳動帶水平相接，傳動帶長為L。物體經過傳動帶掉落在地面的Q點。已知物體和傳動帶動摩擦因數為[μ]。若傳送帶轉動，物體仍以上述方式運動，探討其落點在Q的左邊還是右邊？

分析：該題目創設的問題情境并不復雜，但具體過程較為抽象，可很好地提高學生的探究能力。顯然通過審題可知該題目未明確告知傳動帶的運動方向，因此，需要對傳送帶的運動方向，即逆時針和順時針進行分類討論。

討論時應結合所學，實事求是，以科學的態度分析每一種情境，謹慎推導，找到討論的界限，以得出相關結論，而非主觀臆斷。

探究時先分析傳動帶靜止時物體滑出的速度vt。物體下滑至傳動帶上時，由機械能守恒可得：mgH=[12]mv02。物體滑出傳送帶時，由動能定理得：[-μ]mgL=[12]mvt2-[12]mv02。聯立以上公式解得vt=[2gH-2μgL]。

（1）當傳動帶逆時針轉動時，物體運動至傳動帶右端時，因整個過程均相對于傳動帶運動，因此，該情境和傳動帶靜止時相同，此時物體應落在Q點。

（2）當傳動帶順時針傳動時，因物體上滑至傳動帶上的速度和傳動帶速度的大小未知，因此，仍需進行分類討論。討論時，傳動帶的速度以[2gH]、[2gH-2μgL]、[2gH+2μgL]為臨界。

①當傳動帶速度v傳≥[2gH+2μgL]時，物體滑上傳動帶會一直做勻加速運動，離開傳動帶時的速度必將大于[2gH-2μgL]，由平拋運動知識可得，其落在Q的右邊。

②當傳動帶速度v傳<[2gH-2μgL]時，物體在傳動帶上會一直做勻減速運動，和靜止時的情況相同，物體仍會落在Q點。

③當傳動帶速度v傳=[2gH]時，物體和傳動一起做勻速直線運動，滑落時因[2gH]>[2gH-2μgL]，則物體會落在Q點的右側。

④當傳動帶速度滿足[2gH-2μgL]

⑤當傳動帶速度滿足[2gH]

因此，當傳送帶的速度v傳≤[2gH-2μgL]時，物體會落在Q點。當v傳>[2gH-2μgL]時，物體落在Q點右側。

科學態度是核心素養的重要內容，對學生以后的學習具有積極促進意義，即在推導問題時應有理有據，遵守物理規律與定理，避免受生活經驗干擾而得出錯誤結論。本題創設的探究情境學生較為熟悉，但要想進行全面分析并非易事。通過該探究情境的講解，使學生認識到。

其一，分析探究問題情境時應認真讀題，吃透題意，搞清楚物體的具體運動情況，合理劃分研究對象。

其二，探究時如不確定應進行分類討論。當然，結合題意找到分類討論的界限是關鍵，平時應多加訓練，提高分類的合理性。

五、結語

在高中物理教學中培養學生的核心素養是一個長期工作，任課教師應提高認識，注重將其滲透到高中物理教學各環節中。同時，為獲得預期培養效果，教師應積極研究有效的教學策略，尤其可結合教學內容創設相關的問題情境，激發學生的思考積極性，使其更加深入理解以及靈活運用所學，實現物理學習成績與核心素養的提升。本文通過研究得出以下結論：

（1）任課教師應積極參與相關學習活動，做好高中物理核心素養內容的學習與研究，深入理解、充分把握核心素養內涵，正確處理核心素養培養和物理知識教學之間的關系，以尋找有效培養途徑，并積極實踐與優化，更好地實現培養目標。

（2）問題情境可很好地激發學生思考與學習的積極性，教師應結合以往教學經驗以及高中物理教學內容，在核心素養指引下創設針對性問題情境，鼓勵學生靈活運用所學認真解決問題，不斷促進學生分析、解題能力以及核心素養的進一步提升。

（責任編輯 ?范娛艷）