高考“引導教學”核心功能在高中物理教學中的實現路徑
——以自由落體運動的教學為例

文∣朱小青

中國高考評價體系將“引導教學”確定為高考三大核心功能之一，正面認同了高考對高中學科教學的引領導向作用。在教育部發布高考評價體系之前，高中學科教學只需遵循各學科的課程標準，是“一元化領導”;今后的高中學科教學或許將接受高考評價體系和學科課程標準共同作用下的“二元化領導”。如何將高考評價體系學科化、教學實踐中怎樣落實高考引導教學功能將是高中各學科教學迫切需要解決的問題。

一、從高中物理教學視角對高考“引導教學”核心功能的認識

高考對高中教學的反撥引導作用主要依賴于考查內容和考查方式。高考評價體系規定高考的考查內容是“四層”，即考查核心價值、學科素養、關鍵能力和必備知識，其中考查重點是關鍵能力；高考考查方式是“四翼”，即通過對基礎性、綜合性、應用性、創新性的全面考查為高校選拔人才。

高考評價體系的“四層”“四翼”是關于高考考查內容和考查方式的一般性的規定，針對不同的學科，需要界定“四層”“四翼”的學科內涵，這是發揮高考“引導教學”核心功能的前提。

結合高考評價體系和高中物理課程標準，“四層”在物理學科中的內涵如下。

“四層”規定了高考“考什么”?！八膶印敝诵膬r值可解讀為“弘揚愛國主義精神”“傳遞物理學科價值”“滲透科學價值觀”“激發學習興趣”。“四層”之學科素養則對應“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“社會責任和科學態度”?！八膶印敝P鍵能力包含“理解能力”“推理論證能力”“建構模型能力”“實驗探究能力”“創新能力”五種能力。“四層”之必備知識即是物理學“力、熱、電、光、原”的基本概念、基本規律、基本思想方法、基本實驗技能等。

“四翼”規定了高考“怎么考”?！盎A性”要求靈活考查物理學最基本的核心概念和規律。“綜合性”要求對高中物理各部分知識融會貫通，并靈活調用于解決某一具體問題。“應用性”要求主動靈活地利用所學物理知識分析并解決社會生活實踐中的問題?！皠撔滦浴币髮W生具有批判質疑精神，能積極主動發現新問題、設計新方案、獲得新結論。

高考評價體系“四層”“四翼”的要求和高中物理課程標準目標是高度一致的。

二、基于高考評價體系反思自由落體運動的教學

自由落體運動是勻變速直線運動的特例，也是勻變速直線運動規律的應用實例，是集概念、規律、應用于一體的綜合性新授課。當前在自由落體運動的教學中，常用的是解釋型教學，教學流程如圖1所示。

圖1 解釋型教學模式流程示例

這種解釋型的教學，復習引入、實驗演示、分析總結、鞏固練習等各環節完整齊備，似乎無懈可擊。這種教學模式對學生掌握必備知識——自由落體運動的概念及其規律有一定的效果，是一種以教師為中心的模式，本質上仍屬于“灌輸式”“填鴨式”。根據高考評價體系和高中物理課程標準分析，其弊端有以下五個方面。

(一)學生提問少

解釋型教學剝奪了學生發現問題、提出問題的權利，不利于質疑批判和實驗探究等關鍵能力的培養。

高考評價體系和高中物理課程標準都特別強調培養學生的學科素養與關鍵能力。善于發現問題、提出問題是學科素養的重要內容，教學中需要教師創設能夠激發學生觀察分析的情境，從而讓學生產生質疑和批判，并進一步將質疑提煉表述成問題。

上述解釋型教學中，教師沒有引導學生發現問題，提出問題由教師包辦。在沒有任何實驗操作、現象觀察的前提下便提問并要求學生猜想討論“重的物體下落快還是輕的物體下落快？下落快慢受什么因素影響”，這種提問顯得非常突兀，極不自然。

根據高考評價體系中以情境為載體進行考查的要求，應該設置學習探究問題情境，讓學生面對真實問題，依據觀察到的現象和數據自己發現問題、提出問題，以提升高考評價體系中重點考查、高中物理課程標準中重點要求的實驗探究、批判質疑等關鍵能力。例如，可以設計活動，讓學生小組分別測量不同重量、形狀的物體自由下落的加速度，引導學生分析測量結果，促其發現問題“有些小組測量的加速度是相同的，有些是不同的，這是為什么呢”，教師進一步提出“重的物體下落快還是輕的物體下落快”等問題，并思考如何通過思辨推理和實驗驗證而得到結論。

(二)學生實踐不足

解釋型教學中學生沒有實驗操作，缺乏實踐體驗，不利于實踐探究、模型建構、推理論證等關鍵能力的培養。

上述解釋型教學，實際上并沒有讓學生經歷真正的探究過程，僅僅是通過演示粗略地驗證猜想。學生缺少了操作實踐，不僅實際操作能力受影響，科學思維能力也受影響。沒有真實的實驗操作，便沒有源自實驗的現象、數據等一手資料，不能基于事實進行猜想假設、設計方案、獲得證據、分析綜合、推理論證，更沒有建構模型的經歷，解釋型教學只是復述性的“物理歷史課”，典型的“灌輸式”教學。

改進教學可以將演示實驗改造為學生分組實驗，將定性實驗改造為定量實驗，引導學生設計方案，讓學生通過測量直接判定自由落體運動是不是勻加速直線運動，并測量出自由落體運動的加速度。

(三)缺乏定量論證

沒有定量論證，僅通過定性演示便得到結論，不利于樹立嚴謹求實的科學價值觀。

嚴謹求實是高考物理考查核心價值的重要內容。教師演示自由落體運動過程只能定性說明不同物體從同一高度自由下落的時間近似相等，并沒有測量出自由落體運動的加速度大小，教師僅用一句“科學家經過更精確的研究，發現自由落體運動是勻變速直線運動，加速度是9.8 m/s2……”是無法說服學生的，更難以培養學生嚴謹求實、精益求精的科學精神。只有通過定量的實驗，根據實驗數據分析判定落體運動的性質、測量出下落的加速度大小才能歸納出自由落體運動的規律，讓學生經歷探究的過程，獲得積極正確的情感體驗和價值觀。

(四)缺乏綜合訓練

解釋型教學就事論事，缺乏融會貫通、綜合運用的訓練，不利于高考對綜合性的考查。

絕大多數高考試題的求解需要多個知識點、多個規律的綜合運用，這是高考考查綜合性的體現。解釋型教學中，重點在于向學生解釋什么是自由落體運動，讓學生理解自由落體運動的規律，沒有引領學生思考如何利用已經學習過的運動學知識和實驗技術來研究自由落體運動，沒有引領學生理解挖掘各部分知識的本質聯系，沒有培養學生對各部分知識進行融會貫通的意識和能力。

(五)例題和習題缺乏情境化、問題化和開放性

解釋型教學不能引導學生從解題過渡到解決問題，不利于高考對應用性的考查。

沒有真實問題情境、單為考試和練習需要而憑空想象出來的題在教學中依然盛行，例如“一質點從高為h處自由下落到地面，求落地前1 s的位移和時間”，此類習題和高考要求的情境化、應用性、創新性格格不入，更無法從解題提升到解決問題。

三、基于高考評價體系對自由落體運動教學的優化改進

優化改進的基本原則是有利于培養高考考查的關鍵能力、有利于實現物理學科核心素養目標。優化改進的思路是，創設學生實踐操作的環境，促使學生基于實踐素材進行深度的科學思維，提升學生的參與度；引領學生通過分析親自試驗得到的數據判斷自由落體運動的性質，測量出自由落體運動的加速度，歸納總結出自由落體運動的規律。

(一)教學目標的優化改進

根據高考考查內容“四層”的要求，本內容教學中對應“核心價值”的是辯證唯物觀、實事求是、堅持觀察分析、善于透過現象看本質等要素，對應“學科素養”的是實踐探索、科學思維等，對應“關鍵能力”的是實驗探究能力、推理論證能力等，對應“必備知識”的則是自由落體運動的規律。

在傳統的解釋型教學中，本課內容的教學目標主要是“理解掌握自由落體運動的概念及其規律，并能運用其規律解決簡單的實際問題”。這僅僅是知識技能目標，可以基本滿足高考對必備知識的考查要求。

學生已經學習了一般性的勻變速直線運動，理解自由落體運動的概念和初步運用其規律并不會存在太大的困難，而熟練運用規律求解較復雜的問題則需要后續課時的訓練。新的課程標準對自由落體的要求中強調了“通過實驗”來認識自由落體運動規律，強調了實驗探索和科學推理的重要性。因此，理解自由落體運動的概念和運用其規律，可不作為本節的主要目標，應該從培養學生的物理學科核心素養和提升高考關鍵能力的角度，突出高考考查的基礎性、綜合性、應用性。設計探究自由落體運動規律的實驗方案、通過對實驗數據的分析判斷出自由落體運動的性質等是綜合運用基礎知識解決實際問題的過程，體現了高考考查中的基礎性、綜合性、應用性。因此可以設定如下教學目標。

(1)通過實驗探究，認識自由落體運動是初速度為零的勻變速直線運動，測量出自由落體運動的加速度，培養學生基于實驗數據進行分析歸納、推理論證以及模型建構的能力，培養學生的科學思維素養和科學探究素養。

(2)理解自由落體運動概念及其特點規律。

(二)教學重點和難點的優化改進

部分教師認為本課的重點是使學生運用自由落體運動規律解題，難點是掌握解題技巧，提高運用規律解題的速度。這種認識和高考評價體系、物理核心素養目標相距甚遠。前已述及，熟練運用自由落體運動規律解題和解決實際問題應該是后續課時的任務，至于某些需要特殊技巧求解的題目更不應該作為本課的重點和難點。我們應該圍繞教學目標，圍繞高考中重點考查的能力、素養確定教學重點和難點。

部分教師認為，介紹亞里士多德的錯誤觀點(被表面現象迷惑，不能透過現象看本質)和伽利略研究自由落體運動的思想方法(邏輯推理、實驗驗證)應該是本課的重點內容。筆者認為本課的重點應該是引導學生基于實驗事實如何進行物理思考，具體說來，就是如何對實驗事實進行比較分類、分析綜合、抽象概括，提出問題，建構模型。據此確定本課的重點、難點如下：

(1)教學重點。測量物體自由下落的加速度，分析處理數據的思想方法(對測量數據進行分析歸納、判斷推理論證進而得出結論“不同物體下落的加速度相同”的過程中所蘊含的思想方法)。

(2)教學難點。從所記錄的實驗數據中分析處理數據的原理和方法，由具體物體的下落實例過渡到理想的自由落體運動模型的思想方法。

(三)教學方式方法的優化改進

改變“演示+講授+解題”的以教師為中心的模式。通過創設問題情境引入新課、演示實驗改造為學生實驗、定性觀察改造為定量測量、演示講授課改造為實驗探究課、設計開放性情境性作業等將“提問—演示—史料—分析—解題”的解釋型教學改造為“實踐體驗—分析綜合—抽象概括—活動應用”的創造型教學。

(四)教學實施的優化改進

1.創設問題情境引入新課

教師演示：將輕質皮球、鐵球由高處釋放，自由下落，讓學生觀察其下落的運動過程

設置任務：探究小球自由下落的運動規律

復習鞏固：勻變速直線運動的規律、打點計時器的功能使用、如何記錄物體的運動

2.演示實驗改造為學生分組實驗，定性觀察改造為定量測量

配置小組實驗器材：鐵架臺、鐵球(或鉛球、皮球)、打點計時器、交流電源、毫米精度的刻度尺。按班額48人計算，每組2人，共24組。需提供打點計時器24只、鐵架臺24只、質量懸殊的鐵球和鉛球各6個、體積懸殊的大中小皮球各4個、紙帶若干。

為豐富實驗現象，增強探究效果，每組使用的“球”并不完全相同。例如，可以安排6組使用鐵球，6組使用鉛球，使用大號、中號、小號皮球的各4組。皮球質量都較輕，空氣阻力的影響不能忽略，空氣阻力使皮球下落的加速度明顯小于重力加速度。

教師引導學生規范操作，準確記錄。先開電源，再釋放紙帶，確保打第一點時初速度為零，打出點跡清晰、記錄物體下落過程的紙帶。

3.指導各小組獨立分析紙帶數據，判斷運動性質，測量出加速度大小

4.各小組交流實驗結果，引導學生分析各組實驗結果的異同及其原因

基于實驗結果提出問題：為什么鐵球、鉛球的加速度在誤差許可范圍內相等？而皮球下落的加速度各不相同且小于鐵球和鉛球的加速度？

引申問題：重的物體下落快還是輕的物體下落快？下落快慢由哪些因素決定？由上述實驗結果是否能得到答案？

演示1：一張紙自由下落、將紙揉成團后自由下落，下落快慢不同，引發思維沖突。

演示2：牛頓管。

介紹人類對落體運動的認識歷程。了解亞里士多德的觀點，重點理解伽利略的邏輯推理方法。

引導學生體會“抓主要因素、抓主要矛盾，忽略次要因素和次要矛盾”的思想方法，構建“自由落體運動”這一理想模型，并認識到實際中的下落運動可視為這一理想模型的條件。

5.引導學生歸納總結

由圖2可知，無事件狀態下出血的效用值的變化對于結果的影響最大，其他效用值的變化對于結果的影響可以忽略不計。因此，對于無事件狀態下出血的效用值進行單因素敏感性分析，結果見表7。

6.教師進一步指導

教師指導學生閱讀教材，了解各地的重力加速度。

7.活動：測量自己的反應時間

(五)課后作業的優化改進

課后作業旨在鞏固加深學生對自由落體運動規律的理解，提升關鍵能力，故教師應該兼顧基礎性、綜合性、應用性和創新性以及學生的層次差異。為此，筆者設計了5道不同水平的思維進階練習。

(1)某高樓第31層某居民家里，一名小孩在窗口邊玩玻璃彈子球，將一質量為0.1 kg的玻璃彈子球扔向樓下，如不計扔出時的速度，每一層樓高大約為3 m，g=10 m/s2。估算彈子球在空中飛行的時間和到達地面時速度大小，根據你的計算結果，說一說高空墜物的危害。

(2)一城市高樓第31層的某居民家里，一名2歲小孩在窗口邊玩耍，頑皮地將一蘋果輕輕扔向窗外，請以此為例分析論述高空墜物的危害。

(3)一名路人不幸被路旁高樓上墜落的啤酒瓶砸中頭部，血流不止，昏迷不醒，醫生和警察接報后迅速趕到現場，分別搶救傷員、提取證據。請你利用物理知識為警察破案提出建議。

(4)近年來，城市高樓大廈鱗次櫛比，高空墜物傷人事件時有發生，請利用物理知識，論述高空墜物的危害并對如何防止高空墜物傷人提出建議。

(5)閱讀教材對應章節的內容，查閱亞里士多德和伽利略的思想觀點、生平事跡、科技貢獻等，并寫成短文。

前4題都源于生活實踐情境，思維層次逐漸提高。第(1)、(2)題都用以鞏固基礎內容，體現了基礎性和應用性；區別是第(1)題中給出了求解需要的各種數據，題目所求直接單一清晰；第(2)題屬于間接提問，求解問題的某些數據(例如每層樓的高度)需要根據生活經驗進行估計。

第(3)、(4)題都是源于生活實踐情境的開放性問題，求解所需的各項數據都沒有在題中給出，訓練知識的遷移運用，由解題轉變為解決問題，旨在提升模型建構等關鍵能力，培養學科素養，體現高考要求的綜合性、應用性。第(3)題有特定的具體的情境，需要解決的是依附于情境的具體問題，學生建構模型的難度小；第(4)題沒有具體的情境，需要學生自我創設情境、提出問題，才能建構模型，體現了高考創新性的要求。

第(5)題是開放性、拓展性、綜合性問題，旨在培養學生信息獲取、閱讀理解、表達交流等關鍵能力。

如果將學生由高到低分為A、B、C、D四個層次，上述5道題可按以下4種組合布置給不同層次的學生作為課外作業。

第一組合：(1)+(5)，適合D層次學生。

第二組合：(1)+(2)+(5)，適合C層次學生。

第三組合：(1)+(3)+(5)，適合B層次學生。

第四組合：(1)+(4)+(5)，適合A層次學生。

四、高考“引導教學”核心功能在高中物理教學中的實現路徑

通過上述對自由落體運動教學的剖析和優化改進，綜合高考的考查內容、考查方式、考查載體，并結合高中物理課程標準的要求，為在高中物理教學中實現高考“引導教學”這一核心功能，提出以下路徑。

(一)落實必備知識的教學，夯實基礎，順應高考對基礎性的考查

掌握必備知識是高中物理教學的常態目標，這里的必備知識是指高中物理課程標準規定的“力、熱、電、光、原”的基本概念、基本規律、基本思想方法、基本實驗技能等，分為陳述性知識和程序性知識。例如，自由落體運動規律是陳述性知識，而運用該規律解決問題的步驟方法則屬于程序性知識。

(二)突出推理論證和模型建構等關鍵能力的培養，順應高考重點考查關鍵能力的要求

高考評價體系指出“高考考查的重點是關鍵能力”，高中物理教學的重點始終應是培養物理學科的“五種能力”。五種能力中理解能力是基礎，推理論證能力和實驗探究能力是關鍵，建構模型能力是重點，創新能力是拓展提升。教學中應圍繞培養“五種能力”制定教學目標、精選教學內容和教學方式、優化例題習題和作業布置，應深入分析不同教學內容所蘊含的能力要素，并擇其主要能力要素加以重點培養。

(三)緊密聯系實際，強化物理知識的應用，順應高考對綜合性和應用性的考查

高中物理教學應該密切聯系社會生活生產實際，培養學生的實踐意識，引導學生將所學的各部分知識融會貫通、綜合運用于解決實際問題。

(四)優化素材選擇，順應高考對核心價值的考查

高中物理教學中應該優先選用反映中華優秀傳統文化、當代中國建設成就、人類社會先進思想文化的素材，重點選用科學技術發展歷程中的重大事件和重要人物，充分發揮物理教學的育人功能，增強學生的民族自豪感、國家認同感，培養學生的科學思想和社會責任，形成正確的世界觀、人生觀、價值觀。

(五)強化情境創設，增強學生的問題意識、實踐意識、應用意識、創新意識

高考評價體系指出，高考以情境為載體，通過情境活動考查學生的各種能力素養。因此高中物理教學中無論課堂教學還是編制習題、試題，都應該根據不同的教學內容和學生實際，基于真實問題創設生活實踐情境和學習探索情境、簡單情境和復雜情境，引導學生進行情境活動，即科學思維活動，順應高考“四層”“四翼”的考查要求。

物理教學需要的情境，來源非常豐富，可以是自然現象、社會現象、日常生活、生產實踐、軍事戰爭、科學研究、學習探討等。

(六)優化例題習題和作業布置

少用、慎用選擇題和填空題，多用問答題、計算題，增強例題習題的情境化、問題化和開放性、真實性，努力將解題提升為解決問題，以彰顯物理知識的價值，培養學生模型建構能力和創新能力。

“如何將高考評價體系物理學科化，如何利用高考評價體系有效引導高中物理教學”是一項長期艱巨的工作。我們應立足于高中物理課程標準，結合高考評價體系的“四層”“四翼”，在教學目標、教學重難點、教學方式方法、教學實施、日常評價等方面進行適當變革，針對具體內容進行深入的教學實踐研究，開發大量實踐案例，著力提高高中物理教學質量，促進物理課程目標的實現。