例談高中物理命題中落實立德樹人核心的情境創設

摘 要：《中國高考評價體系》提出，高考命題應選擇合適的素材，通過真實的問題背景來建構試題，在實際問題的背景中發揮核心價值的引領作用，使學生運用必備知識來解決問題。本文結合實例探討了高中物理命題如何創設情境，落實高考“立德樹人”的核心功能。

關鍵詞：命題；立德樹人；情境創設

2019年頒布的《中國高考評價體系》，明確了高考的核心功能是“立德樹人、服務選才、引導教學”［1］。同時，《中國高考評價體系說明》指出：高考評價體系中所謂的“情境”即“問題情境”?！皢栴}情境”指的是真實的問題背景，是以問題或任務為中心構成的活動場域。情境分為“生活實踐情境”和“學習探索情境”兩種。［2］如何通過建構這兩種情境來發揮核心價值的引領作用，使學生能夠運用必備知識和關鍵能力解決實際問題，是我們當前命題研究的主要方向。

高中物理課程是普通高中自然科學領域中的基礎課程。從學科的角度來看，物理與現實生活密切相關。然而，真實情境往往比較復雜，其中涉及許多與題設無關的變量，因此在命題時，我們往往傾向于使用抽象的物理模型。這樣做雖然可以考查學生所必備的物理知識，但卻忽視了高考“立德樹人”的核心任務。試題作為考查的基本單元，與課堂講解和練習中的物理模型不同。創設合適的真實情境話題不僅可以考查物理知識，還能強化育人功能。下文將結合實例探討如何創設情境。

1 生活實踐情境

生活實踐的情境來源于我們的日常生活以及生產實踐，特點是素材豐富、來源廣泛。下文將從四個類型的情境創設來分析。

1.1 核心價值觀情境

為了體現立德樹人的根本任務，應將社會主義核心價值觀融入命題中，讓學生在解決物理問題時能夠不斷地進行內化。

（以考查勻變速直線運動為例）一輛小汽車在運動過程中，因前方堵車，先做勻減速運動，直至道路通暢后，重新加速啟動。小車運動的v-t圖像如圖1所示，求小汽車因堵車而多花費的時間。

雖然堵車是一個日常生活問題，但其作為題目的立意并不合適。我們可以做如下的情境創設。

汽車禮讓行人已經成為城市交通亮麗的風景。一輛小汽車沿平直路面勻速行駛，在斑馬線前禮讓行人過程的v-t圖像如上圖所示，求小汽車因禮讓行人而多花費的時間。

雖然兩個情境所考查的物理知識相同，但從立意來看差別很大，禮讓行人的情境創設體現了“文明”這一核心價值觀。再如物理學史類的情境、團結協作的情境等，都能夠體現價值觀的導向。

1.2 科學技術情境

科學技術情境可以讓學生認識科學技術、接觸科技知識、了解科學前沿，從而激發學生對科技的興趣，幫助學生增長創造的興趣，加深學生對未來和科技發展的思考，培養學生主動學習的能力。

（以考查超重、失重為例）在電梯中懸掛一個彈簧測力計，彈簧測力計下端掛一個質量為0.3kg的物體，重力加速度為10m/s2。當整個電梯以大小為2m/s2的加速度勻加速上升時，求彈簧測力計的讀數。

該題目情境的創設略顯牽強，雖然電梯上升的加速度可能在短時間內達到穩定，但是彈簧秤的示數很難在短時間內穩定。我們可以利用先進的科學技術創設以下超重和失重的考查情境。

目前許多智能手機都配備了加速度傳感器，能夠通過圖像顯示加速度的變化。當用手掌平托手機并打開加速度傳感器時，將手機向上拋出，我們可以獲得加速度隨時間變化的圖像（如圖2所示）。根據圖像，我們需要判斷：

（1）手機是在哪個時刻脫離手的？

（2）在t2至t3時間段，手機是處于超重狀態還是失重狀態？

通過創設這樣的情境，學生可以了解到手機科技的快速發展，感受到手機操作變得更加便捷。學生可以輕松地聯想到，通過在電梯中平托手機也能測量自身的加速度。這種做法與使用彈簧測力計來測量超重和失重相比，更能體現科技的進步。在當今社會，科技的發展日新月異，例如手機的無線充電技術、加濕器的冷蒸發技術等。教師讓學生多接觸、多了解這些技術的物理原理，能夠讓學生學以致用。

1.3 體育運動情境

體育運動中蘊含著豐富的物理知識，可以說各類體育運動都是創設情境的寶庫。體育運動的情境在各類習題、試題中都有所體現，例如人教版高中物理教材必修第二冊第六章“復習與提高”B組第7題［3］，以及多個省份的高考試題等。創設體育運動的情境，能夠讓學生接觸了解體育知識，從而培養學生對體育運動的興趣。

（以考查平拋運動為例）如圖3所示，在斜面頂端的A點以速度v平拋一小球，經時間t1落到斜面上B點處。若在A點將此小球以速度0.5v水平拋出，經時間t2落到斜面上的C點處。求：

（1）AB和AC的距離之比；

（2）t1和t2之比。

這樣的抽象模型在講解平拋運動的規律和基礎訓練的時候很適用，相應的情境創設如下。

北京冬奧會成功舉辦，使北京成為世界僅有的“雙奧之城”。跳臺滑雪是冬奧會重要競技項目。如圖4所示，運動員在第一次以速度v在滑雪道上水平飛出，經時間t1落在B點，第二次因失誤以速度0.5v水平飛出，經時間t2落在C點。（問題略）

由于滑雪運動需要的條件較高，所以平拋運動還可以用排球、籃球、飛鏢、射箭等運動來創設情境。

1.4 實際生活、生產情境

在日常生活中，學生需要學會從常見的現象中抽象出物理模型，這種能力需要逐步培養。創設能夠激發學生思考的情境，有助于幫助他們養成勤于思考的習慣，并幫助他們提高從實際現象中抽象、建模的能力。

（以考查共點力的平衡為例）如圖5所示，物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運動。若保持拉力F的大小不變，方向與水平面成45°角，物塊也恰好做勻速直線運動，求物塊與桌面間的動摩擦因數。

基于該模型，還可以創設如下情境。

小明通過繩子拉動地面上的木箱，起初小明認為水平拉應該最省力。當保持水平勻速拉動時，所用拉力為F，水平拉動較為吃力。通過嘗試，小明發現拉力方向與水平面成45°角時，木箱能保持勻速直線運動狀態所需的拉力也為F。請你通過計算確定木箱與地面間的動摩擦因數和使木箱做勻速直線運動的最佳角度。

通過創設情境，學生可以將日常生活中遇到的拉箱子問題轉化為物理模型，激發自己思考。

下文是生產情境中涉及牛頓力學的多過程問題的一個實例。

（2022年浙江高考6月卷第19題）物流公司通過滑軌把貨物直接裝運到卡車中。如圖6所示，傾斜滑軌與水平面成24°角，長度L＝4m，水平滑軌長度可調，兩滑軌間平滑連接。若貨物從傾斜滑軌頂端由靜止開始下滑，其與滑軌間的動摩擦因數均為μ＝29，貨物可視為質點（取cos24°＝0.9，sin24°＝0.4，重力加速度g=10 m/s2）。（問題略）

該情境是一個實際的應用的過程，其展示了通過滑軌將貨物裝到卡車上的過程，意在讓學生了解實際的物流過程；該題所用的數據也是實際數據的近似值，讓學生能夠感受到這是一個真實的情境。

2 學習探索情境

學習探索的情境可以分為兩類：一類是實際實驗情境，另一類是解決問題情境。

2.1 實際實驗情境

物理是以實驗為基礎的學科。在物理的學習過程中，學生需要通過重復已有實驗，學會根據原理設計實驗，選擇相應的實驗器材，設計實驗步驟，收集并處理實驗數據，分析實驗誤差。目前，各省的高考題中實驗部分的分值比重有所增加。對實驗知識的考查不僅限于實驗題，還滲透到了其他題型中。實驗題目是基于真實實驗情境的。在創設這些情境時，一個重要的要求就是保證情境的完整性。

在進行實驗時，從實驗設計到最終的誤差分析，考查的不僅是學生對相關知識點的掌握程度，更重要的是學生對整個實驗流程的全面理解。在新高考改革后，江蘇卷的實驗題一直以完整性為考查核心。這樣的考查方式雖然可能無法涵蓋力學、電學和其他領域，但對于引導教學方向來說卻極為關鍵。因此，命制實驗題目應當重視學生對完整實驗流程的掌握。

2.2 解決問題情境

所有命題的最終目的都是引導學生解決問題。在命題時，將解決問題的情境獨立出來，特別適用于開放性習題的命制。在選擇題目材料時，學生的創新能力是一個重要的考量因素，而最能體現學生創新能力的是他們獲取和應用新知識的能力。

（以考查振動為例）在彈吉他時，撥動琴弦，琴弦會發生振動。琴弦振動的頻率f由琴弦的質量m、長度L和張力F共同決定。請通過分析，寫出琴弦振動的頻率f與琴弦的質量m、長度L和張力F的比例關系式。

本題可以通過提供琴弦振動的材料來進行情境創設。在分析過程中，學生需要運用量綱分析法，并根據提供的材料進行靈活思考。

教師可以結合教材的拓展內容建構此類情境。另外，推導電容器能量公式、探究彈簧能量公式以及分析薄膜干涉的半波損失等也都是優秀的命題素材。

3 結語

以上對情境創設的思考僅是對情境創設進行了簡單的分類，并通過幾個實例指出了各類情境創設的可能方向。在實際的命題過程中，相同的知識點可以通過不同的情境來考查，而且各類情境也可以相互融合，這要求我們在命題過程中進行綜合考慮。

參考文獻

［1］教育部考試中心.中國高考評價體系［M］.北京：人民教育出版社，2019：6.

［2］教育部考試中心.中國高考評價體系說明［M］.北京：人民教育出版社，2019：36．

［3］人民教育出版社 課程教材研究所 物理課程教材研究開發中心.普通高中教科書 物理 必修 第二冊［M］.北京：人民教育出版社，2019：42．