選擇情境貼近生活實踐 引導教學遵循課程標準

摘 要：本文結(jié)合2023年廣東高考物理動量類試題，評析其真實情境的創(chuàng)設(shè)，探討試題選拔功能的發(fā)揮及如何引領(lǐng)一線物理教學回歸課程標準。

關(guān)鍵詞：廣東高考；選拔功能；課程標準

2023年廣東高考是實施新課程、新課標、新教材和新方案的首次高考，當年的選擇性考試物理試題在結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和題型方面與往年相比保持相對穩(wěn)定，不僅能夠甄別學生的學業(yè)水平，達到選拔人才的目的，還發(fā)揮著引領(lǐng)一線物理教學的重要作用。本文以2023年廣東高考物理試題中的第10題和第15題（涉及動量問題）為例，評析其真實情境的創(chuàng)設(shè)，探討試題的選拔功能以及在引導一線物理教學遵循課程標準方面的作用。

1 真實情境創(chuàng)設(shè)的作用

《中國高考評價體系》（以下簡稱《高考評價體系》）中，情境是考查載體。《高考評價體系》中所謂的“情境”即“問題情境”，指的是真實的問題背景，是以問題或任務(wù)為中心構(gòu)成的活動場域。^［1］2023年廣東高考物理試題中第10題以“電動窗簾”這一簡單的生活情境為命題背景，測評了學生的基本知識和能力水平；第15題以“藥品自動傳送系統(tǒng)”這一復雜的生活情境為命題背景，考查了學生綜合運用知識應(yīng)對復雜問題的能力水平。這兩題是符合《高考評價體系》的命題要求的好題。兩道題均以生活實踐問題情境為載體，還原了知識應(yīng)用的實際過程，引導一線教學回歸到生產(chǎn)生活實踐中。

2020年頒布的《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新版《課程標準》”）提出“通過問題解決促進物理學科核心素養(yǎng)的達成。”^［2］2023年廣東高考物理試題中的第10題和第15題，均需要學生結(jié)合物理觀念和科學思維進行分析，解決實際生活中的問題。通過巧妙的設(shè)問，這兩道題目考查了學生的科學探究能力。同時，這兩道題目還起到引導高中物理教學更加注重培養(yǎng)學生的實踐意識，幫助學生養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，促進學生形成物理學科核心素養(yǎng)的作用。

2 “動量”內(nèi)容在《課程標準》中的變動

2003年出版的《普通高中物理課程標準（實驗）》（以下簡稱“舊版《課程標準》”），動量與動量守恒定律內(nèi)容被安排在物理選修3-5分冊內(nèi)， 2020年頒布的新版《課程標準》，將該內(nèi)容安排在選擇性必修第一冊中。除了將該內(nèi)容從選修轉(zhuǎn)為選擇性必修外，新版《課程標準》關(guān)于該內(nèi)容的要求也有改變。兩個版本《課程標準》中關(guān)于動量內(nèi)容的對比如表1所示。

通過對比兩個版本《課程標準》的課程內(nèi)容要求可知，主要的內(nèi)容要點及程度要求基本相同，涉及“理解沖量、動量、動量守恒定律”“了解彈性碰撞與非彈性碰撞”“體會自然界的和諧與統(tǒng)一”“分析一維碰撞問題”。可見，新版《課程標準》是舊版《課程標準》的傳承與發(fā)展。

課程內(nèi)容要求區(qū)別主要體現(xiàn)在以下三點：第一，教育理念的提升。由舊版《課程標準》的“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀”，提升為新版《課程標準》的“物理觀念、科學探究、科學思維、科學態(tài)度與責任”。第二，新版《課程標準》更強調(diào)對教學過程的要求。例如，在理解動量定理和動量守恒定律方面，舊版《課程標準》要求“通過實驗”，而新版《課程標準》要求“通過理論推導和實驗”，突出理論推導的重要性。又例如，舊版《課程標準》的內(nèi)容要求“理解動量與動量守恒定律”，而新版《課程標準》在傳承原要求外，還增加了“沖量”“理解動量定理”與“體會分析物理問題的方法”的要求說明。第三，強調(diào)真實情境。新版《課程標準》更強調(diào)分析與解釋“生產(chǎn)生活中”的現(xiàn)象。

2023年廣東高考物理試題均體現(xiàn)了上述的要求變化，以下結(jié)合第10題與第15題進行闡述說明。

3 試題評析

（第10題）某同學受電動窗簾的啟發(fā)，設(shè)計了如圖所示的簡化模型。多個質(zhì)量均為1kg 的滑塊可在水平滑軌上滑動，忽略阻力。開窗簾過程中，電機對滑塊1施加一個水平向右的恒力F，推動滑塊1以0.40m/s的速度與靜止的滑塊2碰撞，碰撞時間為0.04s，碰撞結(jié)束后瞬間兩滑塊的共同速度為0.22m/s。關(guān)于兩滑塊的碰撞過程，下列說法正確的有（" ）。

A. 該過程動量守恒

B. 滑塊1受到合外力的沖量大小為0.18N·s

C. 滑塊2受到合外力的沖量大小為0.40N·s

D. 滑塊2受到滑塊1的平均作用力大小為5.5N

試題分析：由于滑塊1與滑塊2碰撞時，受到水平向右的恒力F，則碰撞過程動量不守恒。高中物理教學中，如果說明碰撞時間極短，即內(nèi)力遠大于外力，也認為是動量守恒，題中給出時間為0.04s，是否為極短？題目考查學生對動量守恒定律的理解，由于碰前總動量為0.40kg·m/s，碰后總動量為0.44kg·m/s，可判斷系統(tǒng)總動量不守恒。根據(jù)動量定理可知，I合＝Δp，可以求得滑塊1受到合外力的沖量大小為0.18N·s，滑塊2受到合外力的沖量大小為0.22N·s，由沖量的定義式I合＝Ft，可求得滑塊2受到滑塊1的平均作用力大小為5.5N。

試題評析：首先，該試題以“電動窗簾”這一生活情境為命題背景，引導學生通過簡化模型來處理實際情境，體現(xiàn)了新版《課程標準》在分析與解釋生產(chǎn)生活現(xiàn)象的要求。

其次，試題考查學生的科學思維和科學探究素養(yǎng)。高中物理中，當出現(xiàn)碰撞時間極短，即內(nèi)力遠大于外力的情況，也認為碰撞前后的動量守恒，題中給出的時間為0.04s，是否為極短？學生在解題中必然會遇到這個問題，如何處理？是套用以往的結(jié)論，得出動量守恒，還是從系統(tǒng)碰撞前后的總動量是否相等進行判斷？此題要求考生將實際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，以此考查其模型建構(gòu)能力。同時，還要求學生綜合題目中的數(shù)據(jù)得出結(jié)論并進行驗證，從而考查其科學推理、科學論證的能力，以及科學探究過程中必須具備的證據(jù)意識。故此題的設(shè)問符合新版《課程標準》中科學思維水平4的要求：“能恰當使用證據(jù)證明物理結(jié)論；能對已有結(jié)論提出有依據(jù)的質(zhì)疑，采用不同方式分析解決物理問題。”^［5］

最后，試題體現(xiàn)了新版《課程標準》的要求，引導高中物理教學回歸《課程標準》。新版《課程標準》里新增“沖量”“動量定理”“理論推導”的內(nèi)容要求，這些新增的內(nèi)容均體現(xiàn)在具體的選項設(shè)置中。新版《課程標準》明確“定量分析一維碰撞問題”，試題只考查一維碰撞。新版《課程標準》在“命題建議”中提出試題的情境要具有“真實性”。由于實際生產(chǎn)生活中，各物理量的數(shù)值往往不是整數(shù)，該試題的數(shù)值比較接近真實情況，相關(guān)的數(shù)值運算也考查學生應(yīng)用數(shù)學知識解決問題的能力。該題不能直接套用動量守恒定律來解決，而是要在具體的情境中分析動量是否守恒，用動量定理進行計算。

（第15題）下圖為某藥品自動傳送系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)由水平傳送帶、豎直螺旋滑槽和與滑槽平滑連接的平臺組成，滑槽高為3L，平臺高為L。藥品盒A、B依次被輕放在以速度v0勻速運動的傳送帶上，在與傳送帶達到共速后，從M點進入滑槽，A剛好滑到平臺最右端N點停下，隨后滑下的B以2v0的速度與A發(fā)生正碰，碰撞時間極短，碰撞后A、B恰好落在桌面上圓盤內(nèi)直徑的兩端。已知A、B的質(zhì)量分別為m和2m，碰撞過程中損失的能量為碰撞前瞬間總動能的14。A與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，AB在滑至N點之前不發(fā)生碰撞，忽略空氣阻力和圓盤的高度，將藥品盒視為質(zhì)點。求：

（1）A在傳送帶上由靜止加速到與傳送帶共速所用的時間t；

（2）B從M點滑至N點過程中克服阻力做的功W；

（3）圓盤的圓心到平臺右端N點的水平距離s。

試題分析：藥品盒在傳送帶上先做勻加速直線運動，當速度達到傳送帶速度后做勻速運動。由牛頓第二定律，對A有μmg＝ma，又v＝at，可求得A在傳送帶上由靜止加速到與傳送帶共速所用的時間t。B從M點滑至N點的過程中，已知初速度與末速度，過程中重力與阻力做功，由動能定理可求出克服阻力做的功W。因為B與A碰撞時間極短，滿足動量守恒定律，另外碰撞過程中損失的能量為碰撞前瞬間總動能的14，即碰撞后的總動能等于碰前動能的34。通過解方程組，同時有碰撞后A的速度必大于B的速度的隱含條件，可以求出碰撞后A、B的速度。碰撞后的A、B做平拋運動，由平拋的高度可求得時間，根據(jù)題目的情境，對A有xA＝s＋R， 對B有xB＝s－R，通過兩式相加，可求得圓盤圓心到平臺右端N點的水平距離s。

試題評析：首先，試題以“藥品自動傳送系統(tǒng)”這一生活情境為命題背景，引導學生感受科技應(yīng)用帶來的生活變化。

其次，該題體現(xiàn)了《高考評價體系》的基礎(chǔ)性、綜合性與應(yīng)用性。藥品自動傳送系統(tǒng)涉及傳送帶、曲線下滑、碰撞、平拋等多個運動過程。這些過程均涉及高中物理的基礎(chǔ)知識，要求學生綜合運用所學知識來解決問題，從而突顯了問題的綜合性和挑戰(zhàn)性。此情境不僅是物理知識在醫(yī)療系統(tǒng)優(yōu)化中的實際應(yīng)用案例，也充分體現(xiàn)了物理知識的應(yīng)用性與實踐價值。

再次，該題考查了學生的科學思維與科學探究能力。題目要求學生對復雜的情境進行拆解分析，考查了模型建構(gòu)的方法。第（2）問求解中，學生需要結(jié)合曲線下滑的特點，選擇動能定理來求解阻力做的功，這考查了科學思維中的科學推理要素。學生在綜合動量守恒和能量守恒，碰撞后的總動能等于碰前動能的34等已知條件，列方程組解出A的速度有兩解時，該如何取舍？這要求學生對兩個結(jié)果進行評估與反思，以此檢驗他們對科學探究過程和結(jié)果進行評估與反思的能力，體現(xiàn)科學論證的嚴謹要求。

最后，該題有效地引領(lǐng)高中物理教學回歸《課程標準》。

作為高考最后一道壓軸題，既沒有繁雜的解題過程，也不需要學生積累大量刷題得到的二級結(jié)論才能解決。高考試題應(yīng)該引領(lǐng)一線教學回歸基礎(chǔ)知識與基本技能。^［6］該題旨在引導高中物理教師在教學中注重學生對基礎(chǔ)物理模型的理解，關(guān)注力學途徑的選取與應(yīng)用，強調(diào)應(yīng)用數(shù)學知識解決實際問題，以及對物理問題結(jié)果的深入討論與準確判斷，以此培養(yǎng)學生的科學思維與科學探究能力。此題有望改變當前大量訓練、重復操作的練習或作業(yè)現(xiàn)狀，引導教學聚焦于育人目的，注重培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，并強調(diào)提高學生綜合運用知識解決實際問題的能力。^［7］

4 教學的啟示

2023年廣東高考物理動量類試題，選擇的真實情境貼近生活實踐，較好地考查了學生的物理觀念、科學思維、科學探究等物理核心素養(yǎng)，引導高中物理一線教學遵循新版《課程標準》，回歸學科育人功能。通過試題評析，筆者有以下幾點啟發(fā)。

第一，試題引領(lǐng)高中物理教學要結(jié)合新版《課程標準》來開展。高中基礎(chǔ)年級應(yīng)遵循學生認知規(guī)律和學生發(fā)展水平，設(shè)計基礎(chǔ)性與選擇性課程。對物理規(guī)律的教學，應(yīng)注重理論推導與實驗設(shè)計環(huán)節(jié)的安排。教師應(yīng)積極落實新版《課程標準》中提出的實踐活動建議，分步驟、分階段地提升學生的科學探究能力。

第二，試題引領(lǐng)高三復習備考要研究清楚新版《課程標準》的內(nèi)容要求。只有準確把握新版《課程標準》的內(nèi)容要求，才能使得復習課的內(nèi)容選取更加精準，難度更加適宜。教師可以結(jié)合舊版《課程標準》中的行為動詞的說明，來把握教學內(nèi)容的難度。例如舊版《課程標準》對“理解”這一行為動詞的說明為：闡述、解釋、估計、理解、計算、說明、判斷、分析、區(qū)分。從2023年廣東高考物理試題可以看出，對動量部分的內(nèi)容考查，均在行為動詞說明的范圍以內(nèi)。同理，對于《課程標準》中涉及的“了解”“認識”“理解”“應(yīng)用”等層級要求，教師需要有一個清晰明確的理解，這樣高三備考才能更加精準有效。

第三，研究基于真實情境試題的應(yīng)對方法。命題基于真實的情境，是近年高考題的鮮明特點。在處理情境問題時，要注意引導學生掌握以下三個環(huán)節(jié)的處理方法：首先，信息提取。學生要學會從審題中得出信息，并將信息以草圖的形式展示出來，同時在草圖上標出相應(yīng)的已知條件和所求目標。其次，建模。通過對草圖的分析，學生需要將其與高中所學的物理模型進行比對，找到情境中相對應(yīng)的物理模型（或模型組合）。最后，對找到的物理模型，學生需要結(jié)合實際的已知條件，進行受力分析與過程分析，分析草圖情境中所涉及的物理規(guī)律，并應(yīng)用相應(yīng)的知識進行解答。同時，教師在高三備考中，應(yīng)有意識地加強真實情境試題的選擇與訓練，并引導學生總結(jié)經(jīng)驗與啟發(fā)，積累解決真實情境問題的元認知策略。

參考文獻

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［2］［3］［5］中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020：24，54，79.

［4］中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（實驗）［M］.北京：人民教育出版社，2003：45.

［6］陳金華.2013年上海高考物理第31題評析與開發(fā)［J］.物理教師，2014，35（4）：74-75.

［7］陳信余.理解內(nèi)容要求的育人功能 體現(xiàn)核心素養(yǎng)的作業(yè)設(shè)計——以直線運動為例［J］.中學物理，2022，40（23）：21-23.