基于核心素養培育的新高考物理情境探討

摘要：《中國高考評價體系》作為指導我國新一輪高考改革發展的理論支撐和實踐指導性文件，對核心素養背景下的新高考命題及課堂教學改革提供指導。本文主要對高中物理情境研究的必要性、分類、應用物理情境培育學生的核心素養等幾方面進行了論述，并從學科核心素養培育的角度出發，深入探討了新高考背景下教學情境研究的重要性，以及通過創設多樣高效的物理情境來提升學生核心素養的方法。

關鍵詞：核心素養 新高考 高考評價體系 物理情境

一、物理情境研究的現實需要

教育部考試中心于2020年正式發布《中國高考評價體系》，該評價體系重新界定和構建了素質教育中高考的核心功能、考查內容及要求等理論框架體系，從高考層面集中闡述了“為什么考、考什么以及怎么考”的關鍵問題。同時，新體系還規定了以情境作為考查內容的載體以培養學生終身發展所需要的關鍵能力和學科素養。最新版《普通高中物理課程標準》也特別重申“要想培養學生的物理學科核心素養，構建真實的問題情境進行教學具有不可忽視的重要意義”。可見，無論是高考評價體系，還是課程標準，都強調了學生的綜合素質和關鍵能力。因此，教師在教學中創設真實有效的問題情境是培育學生學科素養的關鍵所在。此外，高考情境試題所占比例在近幾年呈波動上升之勢，其主要目的是希望發揮高考的價值引領作用，引導中學教學改革并以此評估學生的綜合素質和跨學科思維能力。綜上所述，在新課改的大背景下，情境試題的分析與創設對于指導當前物理課堂教學具有現實意義。

二、物理情境的分類

從不同的角度考慮，物理情境有多種分類方式，如從創設物理情境的角度可分為生活情境、科技情境、歷史人文情境等等；我們還可以根據物理學科的特點，將物理學科的問題情境劃分為學習探索問題情境和生活實踐問題情境。本文從這兩大分類出發，研究2023年高考物理情境問題。

（一）學習探索情境問題

學習探索問題情境通常以教材和試題中的問題為載體，一般聚焦于學生的物理學科的學習和探究，基于新高考評價體系中素質教育所要求的各項具體考查內容，在物理學科情境教學中占有不可忽視的特殊地位。例如2023年全國新課標卷第25題就以密立根油滴實驗為素材，創設真實的實驗場景考查必備知識，豐富了試題的探究意味。學生在運用科學思維進行比較、分析、科學推理的過程中，初步感知人類利用帶電粒子的運動規律巧妙探究運動粒子電性的研究方法，其實驗原理在當今物理科學前沿仍發揮作用。

（二）生活實踐問題情境

生活實踐問題情境是將物理學科的必備知識與學生日常生活生產中的實際問題相結合形成的情境，該情境設置旨在使學生在解決實際問題的過程中形成學科素養。例如2023年高考理科綜合全國甲卷第14題，以體育比賽活動來設計生活實踐問題情境，將學科內容與體育比賽中的鉛球運動緊密結合，引導學生積極參加體育運動，增強健康意識。其涉及的物理學科必備知識包括牛頓運動定律、平拋運動以及機械能守恒定律等，主要考查學生的物理觀念、科學思維、關鍵能力等，以及能否在實際問題中靈活選用恰當的模型的能力，突出考查的基礎性和應用型特點。

由此可見，新高考評價體系將學科核心素養的考查內容凝練為“四層”即核心價值、學科素養、關鍵能力、必備知識，那么如何選取鮮活的素材來設計真實問題情境，就是新高考需要著重考慮的問題了。新高考不僅應該引導物理教學創設多樣的問題情境，還應引導學生從自身生活和社會中發現問題、提出問題，培養其應用物理知識和物理思維深入思考并提出解決方案的能力，讓學生不僅能夠“解題”，更能“解決問題”，從而更好發揮高考評價體系“引導教學，服務選材”的核心功能。

三、物理情境在培育學生核心素養中的應用

新的高考制度凸顯了依托情境化問題來實現新高考評價體系中的考查要求，評估學生的綜合素質。新高考作為指導和評估素質教育的實踐體系，對中學課堂教學也具有引領性功能。本研究對日常物理教學過程中如何構建真實物理場景進行了詳細探討，并從學生學科核心素養培育的角度提出以下針對性方法：

（一）設計情境中加強物理觀念

在傳統的物理教學模式下，有些教師往往在沒有做好啟發或準備的情況下就直截了當地展示物理概念或定律，導致學生在學習過程中不知道知識的來龍去脈，不能深入透徹地理解基本概念和物理規律，已有知識也不能靈活有效地遷移，核心素養的培育也就不能得到有效貫徹。在新的課程標準的要求下，教師應當創設適宜的問題情境，引導學生在有效的物理情境中探究，學習物理概念和物理規律，從而生成物理觀念。以下從三個角度論述如何在情境教學中促進學生物理觀念的形成：

1.巧設情境促進探究能動性

一個有效的物理課堂場景，不僅能為課堂注入新鮮有趣元素，增強課堂活力并調動學生的探究欲望和參與感，還能激發他們的學習熱情和主觀能動性。例如，當教師引入一個新的物理概念或定律時，可以通過設計相關的實驗或生活實例，讓學生親自觀察、思考和探索，從而讓他們主動發現問題并提出問題。這樣，學生不再是被動地接受知識，而是主動地參與到知識的探究過程中，從而培養他們的科學思維和創新能力。例如，在學習“楞次定律”一課前，教師讓兩個相同的小磁鐵從等長的銅管和塑料管中下落，學生發現磁體在銅管中的下落速度變慢了，學生感到驚奇，繼而思考：“是什么原因使得磁鐵的下落變慢了呢？”激發了學生探究的主動性。

2.借助物理情境深化物理認識

由于物理概念比較抽象，而學生往往喜歡根據具體的現象進行思考。通過創設物理情境，將抽象知識轉化為具體的現象，學生在感悟和理解物理知識的過程中，也就自然而然地掌握了相關的物理概念和物理規律。例如在學習“向心力”一課時，教師演示用細繩牽引小球在光滑的水平桌面上做圓周運動，以此引導學生討論做圓周運動的小球運動有何特點？為什么會做這樣的運動？在此基礎上教師松手，小球沿切線方向飛出，再引導學生分析小球的受力，明確繩的拉力即為球的合外力，且拉力始終沿繩指向圓心。這樣可以更好地讓學生理解向心力的特點——始終沿著半徑指向圓心。教師通過設置學生熟悉的物理情境，引導學生分析向心力的特點，極大地促進了學生對向心力的理解。

3.利用實驗情境探究物理規律

物理學科素養的基礎內容之一是物理概念和規律的學習。而在以教師為中心的傳統的單向教學模式中，教師已經習慣于將物理知識及規律以講授方式展現或強行灌輸給學生，學生往往知其然而不知所以然，被動接受知識，導致其在理解和運用這些規律時出現困難。而讓學生參與知識的形成過程則是一個很好的解決辦法。

例如，在探究物體做離心運動的條件時，我們可利用鉤碼牽引小車在光滑的水平桌面上做勻速圓周運動，通過增大速度或者減小鉤碼重力，觀察小車運動路徑。學生借助實驗親手操作，組內討論總結，即可水到渠成地歸納出離心運動的條件和本質。

（二）優化情境中發展科學思維

在實際教學中，要提升和發展學生的科學思維能力。在日常教學中創設行之有效的情境是一種非常好的教學方法，這不僅可以幫助學生將抽象的物理概念和規律與日常生活相結合，還可以促進學生物理觀念的形成以及科學思維和關鍵能力的發展。主要方法如下：

1.巧設物理情境培養創造性思維

在物理教學中，創造性思維的培養至關重要，教師在實際教學過程中需要創設引導學生思考的各種物理情境，促使學生打破傳統思維的束縛，通過各種手段激勵學生在深入思考的基礎上提出各種實驗方案并充分考慮方案的可行性，對整個實驗方案不斷修正從而達到激發學生創造性思維的目的。

例如，學生完成教材中的實驗“驗證機械能守恒定律”之后，教師引導學生在教材實驗基礎上思考機械能守恒遵循的條件有哪些？還有哪些情境也滿足機械能守恒？該情境是否可以復制？需要注意什么問題？速度如何測量？學生在深入討論交流速度的測量以及測量方案是否可行過程中切實培養了創造性思維能力。

2.巧設問題情境構建物理模型

構建物理模型至關重要，應用物理模型來解決實際問題是學生關鍵能力達成的重要體現，學生在不同情境中的模型建構能力也是學生的科學思維能力和體現。2023年新課標卷第24題以大家在水邊玩耍經常進行的休閑活動——“打水漂”游戲為素材來設計生活實踐問題情境，需要學生將石子在空中的運動抽象為平拋運動，引導學生運用必備知識構建物理模型，來求打水漂現象的最小拋出速度。本題將物理知識與日常真實情境相聯系，凸顯了物理學科從自然生活中來，到自然生活中去的科學魅力。

（三）親歷情境提高科學探究能力

在課堂教學過程中，教師應該盡可能地通過創設若干彼此關聯且富有層次性的真實實驗情境，增強學生的主動探究意識，提升學生的各項科學探究能力。例如，在學習“向心力”一課時，學生首先要明確影響向心力的物理量可能有哪些，在此基礎上進行合理猜想，并在正確的情境中進行分析和探究，驗證猜想是否正確。因此教師在定量探究之前，可讓學生先根據自己的生活體驗大致進行猜想，在此基礎上讓學生用手帶動小球在水平面上轉動。通過改變變量，例如小球質量、轉動速度以及圓周半徑，親身體會向心力大小的變化。接下來，教師通過層層問題引導學生如何借助向心力演示儀來定量探究向心力與質量、半徑以及角速度之間的關系。在探究向心力與角速度的關系時，教師還可以借助DIS操作系統向學生展示向心力和角速度之間的數據關系擬合，并讓學生思考如何作圖才能使向心力和角速度的關系圖像更直觀，進一步提升學生分析數據、處理數據的科學探究能力。

（四）巧設情境培養科學態度和社會責任感

在物理學科的學習過程中，核心素養的達成是至關重要的。作為物理學科核心素養的重要組成——科學態度與責任是學生通過課程學習必須形成的科學價值觀和必備品格，也是教育的最終目的。例如，在學習“7.4宇宙航行”一課時，教師可通過多媒體播放“神舟十四號”載人飛船的發射、在軌運行和返回著陸的視頻，結合我國航天領域的前沿科技，介紹我國航天成就，以此激發學生的愛國意識和民族責任感。教師還可以進一步展示航天員的太空生活，如失重狀態下的兩物體碰撞、液體表面張力等，讓學生了解微重力環境下的物理現象，進一步拓展學生的物理視野，讓學生體會到物理學在推動人類進步、促進社會發展中的重要作用，同時引導學生思考如何將自己的所學應用到實際生活中，為社會的發展做出自己的貢獻。

四、結語

新高考的基本理念在于學生核心素養的培育，課堂教學的根本目的應著眼于學生核心素養的提升。教師在課堂教學中創設真實有效的物理情境，既有利于增加學生的物理知識，拓展學生的科學思維和創造性能力，還讓學生體驗到應用物理知識解決身邊常見問題帶來的滿足感，更好地培養學生的物理觀念、科學思維、科學態度與責任等素養，使得素質教育在物理課堂教學中得到系統的體現，讓學生從容應對新高考改革。

參考文獻：

［1］王云婷，饒華東，張健敏.基于高考評價體系的試題分析及教學探討——以2021年部分高考物理試題為例［J］.湖南中學物理，2022，37（7）：77-80.

［2］黃洋園，謝本亮.高考物理試題分析及情境教學探究［J］.贛南師范大學學報，2021，42（6）：137-140．

［3］向昭輝，唐興華，李鉆鉆.基于核心素養培育的高中物理情境教學課堂實踐——以“圓周運動”為例［J］.福建基礎教育研究，2021（8）：111-114．

［4］落實立德樹人根本任務 服務新時代教育評價改革——2023年高考全國卷試題總體評析［J］.中國考試，2023（7）：1-7.

［5］中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）［M］.北京：人民教育出版社，2018.

責任編輯：趙瀟晗