分析核心價值 引領(lǐng)課堂教學(xué)

馬曉蘭 袁勇 裴姍姍

摘 要：物理學(xué)科考試的核心價值是指學(xué)生通過物理學(xué)科的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)愛國主義情懷、形成正確的物理觀念、習(xí)得科學(xué)方法、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度.以2021年廣東省學(xué)業(yè)水平等級性考試物理試題為例進(jìn)行分析，挖掘情境中凸顯的核心價值，探索在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生核心價值的教學(xué)策略.

關(guān)鍵詞：核心價值;物理情境;教學(xué)策略;學(xué)業(yè)水平;等級性考試

中圖分類號：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）21-0054-03

基金項(xiàng)目：廣東省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度中小學(xué)教師教育科研能力提升計(jì)劃項(xiàng)目“基于卡干結(jié)構(gòu)法的高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)的研究”（項(xiàng)目編號：L2019YQJK410）;廣東省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2018年度中小學(xué)教師教育科研能力提升計(jì)劃項(xiàng)目“高中物理教學(xué)中實(shí)施核心素養(yǎng)的策略研究”（項(xiàng)目編號：2018YQJK049）;湛江市中小學(xué)教育科學(xué)規(guī)劃2021年度項(xiàng)目“高考評價體系下的高中物理教學(xué)研究”（項(xiàng)目編號：2021ZJYB056）.

作者簡介：馬曉蘭（1986-），女，湖南株洲人，碩士，中學(xué)一級教師，研究方向：教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐與研究;

袁勇（1972-），男，內(nèi)蒙古人，碩士，中學(xué)正高級教師，研究方向：合作學(xué)習(xí)與教學(xué)設(shè)計(jì);

裴姍姍（1989-），女，河南許昌人，本科，中學(xué)一級教師，研究方向：合作學(xué)習(xí)與教學(xué)設(shè)計(jì).

《中國高考評價體系》中明確指出核心價值的內(nèi)容和指標(biāo)體系[1]，結(jié)合《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》[2]可以確定：物理學(xué)科考試的核心價值是培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷，使學(xué)生形成正確的物理觀念和科學(xué)方法、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度.因此，學(xué)生需要通過物理學(xué)科的學(xué)習(xí)形成正確的物理觀念，掌握處理實(shí)際問題的科學(xué)方法，養(yǎng)成批判、質(zhì)疑、探索、創(chuàng)新、合作的科學(xué)精神，在面對現(xiàn)實(shí)問題情境時具有實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、持之以恒的科學(xué)態(tài)度.本文分析在物理教學(xué)中如何滲透核心價值觀，是值得一線教師關(guān)注的問題.

1 情境試題凸顯核心價值

本文以2021年廣東省學(xué)業(yè)水平等級性考試物理試卷為例，將本試題中的問題情境分為以下兩種類型[3]：生活實(shí)踐情境類包括科技、日常生活、生產(chǎn)勞動;學(xué)習(xí)探索情境類包括學(xué)習(xí)探索、科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)探究情境（見表1）.本文結(jié)合高考評價體系中核心價值指標(biāo)和物理核心素養(yǎng)，綜合分析試題情境的特點(diǎn)，凝煉出四種主要凸顯物理學(xué)科的核心價值.

1.1 科技情境凸顯愛國情懷

高考物理試題緊密結(jié)合我國近年來重大科技工程，目的是通過聯(lián)系真實(shí)的科技實(shí)踐情境，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注我國科技的發(fā)展，培養(yǎng)愛國主義情懷.

例題1 （第2題）2021年4月，我國自主研發(fā)的空間站“天和”核心艙成功發(fā)射并入軌運(yùn)行.若核心艙繞地球的運(yùn)動可視為勻速圓周運(yùn)動，已知引力常量，由下列物理量能計(jì)算出地球質(zhì)量的是

A.核心艙的質(zhì)量和繞地半徑

B.核心艙的質(zhì)量和繞地周期

C.核心艙的繞地角速度和繞地周期

D.核心艙的繞地線速度和繞地半徑

本題以“天和”核心艙為載體設(shè)計(jì)試題情境，考查考生應(yīng)用萬有引力定律的知識分析核心艙繞地球做勻速圓周運(yùn)動的能力，考查方式具有開放性，引導(dǎo)考生關(guān)注我國空間站建設(shè)的重要進(jìn)展，如探月工程、火星探測工程等，增強(qiáng)考生的民族自信心和自豪感，培養(yǎng)考生的愛國情懷以及振興中華的使命感.

1.2 實(shí)踐情境凸顯物理觀念

高考物理試題通常緊密結(jié)合生活生產(chǎn)中的實(shí)踐情境，目的是引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊的生活，從物理的視角分析實(shí)際問題，促使學(xué)生形成正確的物理觀念，并引導(dǎo)學(xué)生做一個熱愛生活的社會公民.

例題2 （第8題）賽龍舟是端午節(jié)的傳統(tǒng)活動.下列v-t和s-t圖像描述了五條相同的龍舟從同一起點(diǎn)線同時出發(fā)、沿長直河道劃向同一終點(diǎn)線的運(yùn)動全過程，圖1中能反映龍舟甲與其它龍舟在途中出現(xiàn)船頭并齊的有

本題以端午節(jié)的賽龍舟活動為載體設(shè)計(jì)試題情境，讓考生從v-t和s-t圖像中提取信息，建立追及相遇的物理模型，應(yīng)用相遇條件分析并解決實(shí)際問題.該活動一方面增加了試題的趣味性，引導(dǎo)考生應(yīng)用物理知識來解決實(shí)際問題;另一方面，將中華傳統(tǒng)節(jié)日文化中的賽龍舟引入學(xué)生的視線，引導(dǎo)考生關(guān)注并熱愛中華民族的傳統(tǒng)文化.

1.3 科學(xué)情境凸顯科學(xué)方法

高考物理試題緊密結(jié)合有關(guān)科學(xué)研究情境，目的是引導(dǎo)考生用矛盾、發(fā)展、聯(lián)系的觀點(diǎn)來觀察和分析問題，透過現(xiàn)象看本質(zhì).

例題3 （第14題）如圖2是一種花瓣形電子加速器簡化示意圖.空間有三個同心圓a、b、c圍成的區(qū)域，圓a內(nèi)為無場區(qū)，圓a與圓b之間存在輻射狀電場，圓b與圓c之間有三個圓心角均略小于90°的扇環(huán)形勻強(qiáng)磁場區(qū)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ.各區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定，大小不同，方向均垂直紙面向外.電子以初動能Ek0從圓b上P點(diǎn)沿徑向進(jìn)入電場.電場可以反向，保證電子每次進(jìn)入電場即被全程加速.已知圓a與圓b之間電勢差為U，圓b半徑為R，圓c半徑為3R，電子質(zhì)量為m，電荷量為e.忽略相對論效應(yīng).取tan22.5°=0.4.（1）當(dāng)Ek0=0時，電子加速后均沿各磁場區(qū)邊緣進(jìn)入磁場，且在電場內(nèi)相鄰運(yùn)動軌跡的夾角θ均為45°，最終從Q點(diǎn)出射，運(yùn)動軌跡如圖中帶箭頭實(shí)線所示.求Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、電子在Ⅰ區(qū)磁場中的運(yùn)動時間及在Q點(diǎn)出射時的動能;（2）已知電子只要不與Ⅰ區(qū)磁場外邊界相碰，就能從出射區(qū)域出射.當(dāng)Ek0=keU時，要保證電子從出射區(qū)域出射，求k的最大值.

本題以加速器為載體設(shè)計(jì)試題情境，其篇幅較長且示意圖較為復(fù)雜，要求考生以沉著冷靜的心態(tài)認(rèn)真審題，考查考生提取信息的能力，從“圓a為無場區(qū)”，確定電子在圓a內(nèi)做勻速直線運(yùn)動;從“圓a與圓b之間存在輻射狀電場”判斷出電子受到的電場力的方向是沿徑向方向;從“圓b與圓c之間有三個圓心角均略小于90°的扇環(huán)形勻強(qiáng)磁場區(qū)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ”確定電子在磁場做勻速圓周運(yùn)動;從“電場可以反向，保證電子每次進(jìn)入電場即被全程加速”，推斷電子每次進(jìn)入電場的速度是沿徑向并做勻加速直線運(yùn)動;從“電子只要并不與Ⅰ區(qū)外邊界相碰”，推斷出臨界條件為恰好與外邊界相切，通過推理論證得出電子從P到Q的運(yùn)動過程.本題不僅考查學(xué)生理解、推理論證、模型建構(gòu)、符號運(yùn)算的能力，還考查考生靈活應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)規(guī)律解決問題的能力.

1.4 實(shí)驗(yàn)情境凸顯科學(xué)態(tài)度

高考物理試題通常緊密結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究情境，目的是引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度分析問題，通過不斷探索創(chuàng)新來更好地解決問題.

例題4 （第12題（2））某小組研究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律.根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要已選用了規(guī)格和量程合適的器材.

（2）再按圖3連接好電路進(jìn)行測量.

①閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器R1的滑片滑到端 （選填“a”或“b”）.

將溫控室的溫度設(shè)置為T，電阻箱R0調(diào)為某一阻值R01.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，使電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)到某一位置.記錄此時電壓表和電流表的示數(shù)、T和R01.斷開開關(guān)S.

再將電壓表與熱敏電阻C端間的導(dǎo)線改接到D端，閉合開關(guān)S.反復(fù)調(diào)節(jié)R0和R1，使電壓表和電流表的示數(shù)與上述記錄的示數(shù)相同，記錄此時電阻箱的阻值R02，斷開開關(guān)S.

②實(shí)驗(yàn)中記錄的阻值R01R02（選填“大于”“小于”或“等于”），此時熱敏電阻阻值RT=.

本題與常規(guī)的伏安法測電阻不同，通過同時改變滑動變阻器和電阻箱使得電壓表和電流表的示數(shù)不變，創(chuàng)設(shè)新穎的實(shí)驗(yàn)方法，考查考生將實(shí)驗(yàn)知識和方法進(jìn)行遷移的能力.試題將真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈現(xiàn)給考生，引導(dǎo)考生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真地分析推斷實(shí)驗(yàn)采用等效法的原理從而解決問題.全新的實(shí)驗(yàn)方法激發(fā)考生探究物理實(shí)驗(yàn)的興趣，培養(yǎng)考生不斷質(zhì)疑、不斷探索和不斷創(chuàng)新的意識.

2 核心價值融入課堂教學(xué)

高考物理試題通過設(shè)置復(fù)雜的問題情境考查學(xué)生的物理核心價值，因此一線教師如何將物理核心價值落實(shí)到課堂教學(xué)中就變得尤為重要，筆者通過以下四個方面將培養(yǎng)學(xué)生核心價值這一目標(biāo)真正落到實(shí)處.

2.1 培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷

筆者利用我國航天航空事業(yè)的發(fā)展近況對學(xué)生進(jìn)行愛國主義情懷的培養(yǎng).在學(xué)生學(xué)習(xí)萬有引力定律這一章第3節(jié)“飛向太空”時，如將有關(guān)我國長征系列火箭的相關(guān)圖片、文字、視頻資料分享給學(xué)生;將“嫦娥五號”成功登月和“天問一號”成功在火星上著陸等信息在物理課堂上分享，并將相關(guān)報(bào)道的報(bào)紙、電子資料分享給學(xué)生.不僅拓展學(xué)生的視野，也讓學(xué)生感受到我們國家科技日新月異的發(fā)展.同時，筆者借此機(jī)會指出中國在某些領(lǐng)域方面的發(fā)展還需不斷提高，如精密儀器的制作、芯片研發(fā)等方面依然受制于人，希望在不久的將來，同學(xué)們能夠?yàn)槲覈萍及l(fā)展貢獻(xiàn)出自己的一份力量.

2.2 培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念

為了培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念，筆者嘗試從以下兩個方面進(jìn)行：（1）每學(xué)完一個知識模塊，讓學(xué)生運(yùn)用思維導(dǎo)圖對知識進(jìn)行總結(jié)和提煉，構(gòu)建系統(tǒng)的物理知識框架;（2）在課堂上強(qiáng)化物理知識與生活實(shí)踐的聯(lián)系，讓學(xué)生感受到生活中的物理無處不在，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用物理知識解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題.在學(xué)習(xí)“共點(diǎn)力的平衡”時，將生活中常見的晾衣服情境呈現(xiàn)在學(xué)生面前，在晾衣繩上用衣架掛了一件衣服，衣服處于靜止?fàn)顟B(tài).筆者讓學(xué)生思考掛了衣服的晾衣繩能否被拉直.將生活經(jīng)歷分享給學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)行判斷，并給出判斷依據(jù)，有意識地培養(yǎng)學(xué)生形成正確的物理觀念.

2.3 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法

高考評價體系中對學(xué)生的要求從“解題”向“解決問題”方向轉(zhuǎn)變，要求教師在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力.在教學(xué)的應(yīng)用環(huán)節(jié)，教師可以設(shè)計(jì)相對簡單的應(yīng)用性問題給學(xué)生.比如，筆者在“機(jī)械能守恒定律”的應(yīng)用環(huán)節(jié)這樣設(shè)計(jì)：讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案估算按壓式圓珠筆內(nèi)彈簧被擠壓到最大時的彈性勢能.有的學(xué)生設(shè)計(jì)這樣的方案：將筆倒置按壓，讓筆從靜止彈到最高點(diǎn)，記錄筆彈到最高點(diǎn)的位置，確定筆上升的高度，從而估算出筆內(nèi)彈簧擠壓到形變最大時的彈性勢能.

高考試題中問題情境試題提供的是真實(shí)或抽象的復(fù)雜情境，使試題蘊(yùn)含的物理問題更為隱蔽[4]，因此大部分學(xué)生一看到情境試題就會產(chǎn)生畏懼心理.結(jié)合他人研究[5]，筆者發(fā)現(xiàn)解決情境化試題需要經(jīng)歷兩個過程：構(gòu)建物理模型和應(yīng)用模型解決物理問題.學(xué)生擅長應(yīng)用模型解決物理問題，但提取信息并構(gòu)建物理模型相對薄弱，因此學(xué)生產(chǎn)生畏難心理.筆者建議教師在處理STSE問題時，由教師講解轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生講解分析，外顯學(xué)生物理模型的構(gòu)建和推理論證過程，從而進(jìn)行糾錯.

2.4 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度

教師設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)、隨堂實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.在實(shí)驗(yàn)室里，學(xué)生們做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時，經(jīng)常出現(xiàn)接通電路后電流表示數(shù)為零的現(xiàn)象.筆者發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生遇到問題的第一反應(yīng)是求助老師，很少主動思考問題存在的原因.因此，筆者引導(dǎo)學(xué)生自己想辦法來解決問題，提示學(xué)生用多用電表或者電壓表、電流表來檢測線路中出現(xiàn)的問題.學(xué)生在排查問題的過程中不僅強(qiáng)化了自己的動手能力和推理論證能力，更增強(qiáng)了解決問題的成就感.筆者要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，不能隨意修改或者刪除數(shù)據(jù)，要尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，以實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度處理數(shù)據(jù)，當(dāng)結(jié)論與理論有偏差時分析誤差來源，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度.

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[5]趙紹明，王騰.用真實(shí)情境促成物理思維進(jìn)階——以“自由落體運(yùn)動”教學(xué)為例[J].物理教師，2021，42（03）：33-35.

（收稿日期：2021-08-13）