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摘 要:2017新课标颁布后,新高考倡导情境化试题,试题以情境为载体,立足核心素养,着力学生能力和思维品质的考查.情景化试题体现学生从“解题”变为“解决问题”,真正实现人的培养,试题不仅具有选拔功能,还具有考试育人的功能.
关键词:情景化试题;素养考查
文章编号:1008-4134(2019)19-0036中图分类号:G633.7文献标识码:B
情境化试题是指以自然界及生活、生产、社会中客观存在的物理现象或过程为背景,考查学生运用核心知识或主干知识解决问题的试题.情境化试题呈现真实的、抽象的、适当加工的复杂情境,使试题中所蕴含的物理规律更加隐蔽.避免了在解题过程中直接套用公式,考查物理模型建构、运用物理知识分析和解决问题的高阶能力,促进学生从“做题”向“做人、做事”转变,促进学生从“解题”向“解决问题”转变. 2019全国物理高考中,情境化试题具有鲜明的特色,现分析如下:
1 描绘体育性境 考查模型建构能力
例1 (2019卷Ⅰ理综18题)如图1,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H.上升第一个H/4所用的时间为t1,第四个H/4所用的时间为t2.不计空气阻力,则t2/t1满足
A.1<<2B.2<<3
C.3<<4D.4<<5
【解析】选C,运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零,又不计空气阻力,故可逆向处理为自由落体运动.则根据初速度为零匀加速运动,相等相邻位移时间关系为1∶2-1∶3-2∶2-3∶5-2……,可知t2t1=12-3=2 3,即3 例2 (2019卷Ⅱ理综19题)如图2(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离.某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v表示他在竖直方向的速度,其v-t图象如图(b)所示,t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻.则
A.第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小
B.第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大
C.第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大
D.竖直方向速度大小为v1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大
【解析】选B、D.由v-t图面积易知第二次面积大于第一次面积,故第二次竖直方向下落距离大于第一次下落距离,所以,A错误;由于第二次竖直方向下落距离大,由于位移方向不变,故第二次水平方向位移大,故B正确.由v-t斜率知第一次大、第二次小,斜率越大,加速度越大,或由a=v-v0t 易知a1>a2,故C错误;由图象斜率,速度为v1时,第一次图象陡峭,第二次图象相对平缓,故a1>a2,由G-fy=ma可知,fy1 【评析】本类型题目,以学生熟悉的体育运动为背景,考查学生分析推理能力.例1中以扣篮运动为背景,由于忽略空气阻力,可以建构自由落体模型,体现了用可逆思想解决问题的思路,利用初速度为零的匀加速运动,相等相邻位移的时间关系解答,属于创新思维层面的考查. 例2以冬奥会跳台滑雪项目为背景,在图象中给出运动员先后两次空中滑翔时在竖直方向上的速度—时间图线,考查考生对运动的相关物理概念与图象中数学元素对应关系的理解.同理要把运动员的运动看作抛体运动,结合v-t图象进行分析,利用图象的面积比较位移大小,利用图象斜率比较加速度的大小,考查了学生的从图象中获取信息、分析处理信息的能力,很好地体现了核心素养的考查.物理学研究自然界物质的基本结构、相互作用和运动规律,通过物理学科可以更好地研究和认识体育运动的规律.
2 创设科技情境 渗透价值观教育
例3 (2019卷Ⅱ理综14題)2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力(如图3所示),能够描述F随h变化关系的图象是
【解析】由万有引力定律得:F=GMm(R h)2 ,h越大,F越小,选项D符合题意.
例4 (2019卷Ⅱ理综16题)最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展.若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106N,则它在1s时间内喷射的气体质量约为
A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg
C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg
【解析】设该发动机在t时间内,喷射出的气体质量为m,根据动量定理,Ft=mv,可知,在1s内喷出的气体质量m0=mt=Fv=4.8×1063000kg=1.6×103kg,故本题选B.
【评析】此类型题目,以我国最新的科技成果为背景,让学生在解答试题的过程中,认识我国最新科技、国防等科技成果的发展现状,渗透爱国主义教育,激发民族自豪感,有助于学生树立正确的价值观、努力学习报效祖国的责任感及使命感.例3以我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆为素材,要求学生分析探测器在“奔月”过程中所受万有引力的变化图象,引导学生关注我国在航空航天方面取得的重要进展,提升学生学习物理的兴趣,增强学生的民族自信心和自豪感.例4以我国正在研制的“长征九号”大推力火箭发动机为背景,考查学生应用动量定理计算发动机在单位时间内喷射的气体质量,考查反冲模型建构、解决问题的能力,引导考生关注我国在重型运载火箭研发方面的进展,增强考生的民族自信心和自豪感.
3 创设劳动情境,考查实际应用能力
例5 (2019卷Ⅲ理综16题)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间.两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°.重力加速度为g.当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则 【评析】本题利用实验创设了探究情境,属于常规实验的拓展.此类型题目,常以教材中学生比较熟悉的实验为背景,进行变式操作,拓展考查的角度.在变化的场景下,考查学生真实的探究能力.本题中主要考查学生的数据处理能力,由数据获得证据的过程,从而用证据归纳总结结论的能力.此类题目,往往来源于教材,体现了高考的基础性,但又高于教材,体现了高考的灵活性,以学生熟悉灵活的试题场景考查学生核心素养.
6 创设综合情境 考查问题解决能力
例9 (2019卷Ⅱ理综25题)一质量为m=2000kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶.行驶过程中,司机突然发现前方100m处有一警示牌.立即刹车.刹车过程中,汽车所受阻力大小随时间变化可简化为图6(a)中的图线.图6(a)中,0~t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略,汽车仍保持匀速行驶),t1=0.8s;t1~t2时间段为刹车系统的启动时间,t2=1.3s;从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止,已知从t2时刻开始,汽车第1s内的位移为24m,第4s内的位移为1m.
(1)在图6(b)中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽車运动的v-t图线;
(2)求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小;
(3)求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1~t2时间内汽车克服阻力做的功;从司机发现警示牌到汽车停止,汽车行驶的距离约为多少(以t1~t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度)?
【答案】(1)(2)8m/s2, 28 m/s或者28825m/s2,29.76 m/s;(3)30 m/s;1.16×105J;87.5 m.
【评析】此类题目虽是学生比较熟悉的生活场景,但是情境问题复杂,综合性强,需要运用较强的分析、推理、归纳、综合等思维方法,才能进行解答.本题中,汽车运动情境相对复杂,一些信息需从图象中发掘,把运动情况转化为学生熟悉的直线运动,其中涉及直线运动的速度、加速度、位移等内容的计算,后面又跟冲量、动量、机械功相互联系,解答本题需要描绘出清晰的运动过程,同时考查学习运用力和运动、能量等观念分析问题的习惯.总之,本题运用综合和试题情境,考查学生解决实际问题的能力,同时也让学生了解司机刹车的反应时间,警示学生不酒驾、不疲劳驾驶,渗透生命安全教育,试题体现了人的教育与素养的考查.
7 情境化试题的应对措施
如何能对情境化试题作出正确解答,如何能让学生尽快适应新高考的变化,灵活地解答情境化试题呢?通过以上试题解析,梳理解答情境化试题的策略和技巧,并在常规教学中进行强化练习,教学中重视培养学生的实践意识,培养学生情境和题目的自觉转化能力.
7.1 总结情景化试题的解答技巧
解答情境试题的过程,实质上就是转化的过程.一般要通过信息获取,对文字进行加工,分析试题中的场景过程,经过提炼加工,描绘物理过程,转化为物理试题情境,考查学生思维加工能力;另外还要通过阅读文字,获取试题中有价值的信息,转化为解答试题的条件,考查学生信息获取和思维加工能力;最后,要把试题中的相关条件代入对应的物理公式,再利用相关数学知识进行解答,实现学生概括归纳等能力的考查,促进学生逻辑思维的发展.
7.2 拓展教学手段,注重情景教学
课堂中,教师应注重情境教学, 创设丰富的生活情境和社会情境,注重物理与学生经验对接.注重物理知识与生活情境的关联,加强学生的实践意识,做到学以致用.有目的地引导学生从熟悉的现实生活中寻找学习问题,逐步认识和感悟生活和社会对物理学习的重要影响,逐步树立从物理视角剖析和看待现实问题.并积极分析和解决真实情境问题,勇于对各种媒体中的物理信息敢于审视,勇于质疑.
7.3 拓展试题素材的选取范围
善于从学生熟悉的生活、生产、体育、科技前沿、热点事件等多方面选取素材,如目前考试的热点,以目前中国的重大科技产品为试题背景,设计试题,向学生展示我国科技突飞猛进的成果,如登月计划、北斗导航等素材.体现物理建模能力考查,通过对实际问题的合理转化,建立起物理知识所能解决的模型,并利用物理规律解决问题.
参考文献:
[1]田成良.价值引领 育人载体 素养考查[J].中小学教材教学,2019(04):53.
(收稿日期:2019-06-24)
关键词:情景化试题;素养考查
文章编号:1008-4134(2019)19-0036中图分类号:G633.7文献标识码:B
情境化试题是指以自然界及生活、生产、社会中客观存在的物理现象或过程为背景,考查学生运用核心知识或主干知识解决问题的试题.情境化试题呈现真实的、抽象的、适当加工的复杂情境,使试题中所蕴含的物理规律更加隐蔽.避免了在解题过程中直接套用公式,考查物理模型建构、运用物理知识分析和解决问题的高阶能力,促进学生从“做题”向“做人、做事”转变,促进学生从“解题”向“解决问题”转变. 2019全国物理高考中,情境化试题具有鲜明的特色,现分析如下:
1 描绘体育性境 考查模型建构能力
例1 (2019卷Ⅰ理综18题)如图1,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H.上升第一个H/4所用的时间为t1,第四个H/4所用的时间为t2.不计空气阻力,则t2/t1满足
A.1<<2B.2<<3
C.3<<4D.4<<5
【解析】选C,运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零,又不计空气阻力,故可逆向处理为自由落体运动.则根据初速度为零匀加速运动,相等相邻位移时间关系为1∶2-1∶3-2∶2-3∶5-2……,可知t2t1=12-3=2 3,即3
A.第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小
B.第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大
C.第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大
D.竖直方向速度大小为v1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大
【解析】选B、D.由v-t图面积易知第二次面积大于第一次面积,故第二次竖直方向下落距离大于第一次下落距离,所以,A错误;由于第二次竖直方向下落距离大,由于位移方向不变,故第二次水平方向位移大,故B正确.由v-t斜率知第一次大、第二次小,斜率越大,加速度越大,或由a=v-v0t 易知a1>a2,故C错误;由图象斜率,速度为v1时,第一次图象陡峭,第二次图象相对平缓,故a1>a2,由G-fy=ma可知,fy1
2 创设科技情境 渗透价值观教育
例3 (2019卷Ⅱ理综14題)2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力(如图3所示),能够描述F随h变化关系的图象是
【解析】由万有引力定律得:F=GMm(R h)2 ,h越大,F越小,选项D符合题意.
例4 (2019卷Ⅱ理综16题)最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展.若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106N,则它在1s时间内喷射的气体质量约为
A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg
C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg
【解析】设该发动机在t时间内,喷射出的气体质量为m,根据动量定理,Ft=mv,可知,在1s内喷出的气体质量m0=mt=Fv=4.8×1063000kg=1.6×103kg,故本题选B.
【评析】此类型题目,以我国最新的科技成果为背景,让学生在解答试题的过程中,认识我国最新科技、国防等科技成果的发展现状,渗透爱国主义教育,激发民族自豪感,有助于学生树立正确的价值观、努力学习报效祖国的责任感及使命感.例3以我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆为素材,要求学生分析探测器在“奔月”过程中所受万有引力的变化图象,引导学生关注我国在航空航天方面取得的重要进展,提升学生学习物理的兴趣,增强学生的民族自信心和自豪感.例4以我国正在研制的“长征九号”大推力火箭发动机为背景,考查学生应用动量定理计算发动机在单位时间内喷射的气体质量,考查反冲模型建构、解决问题的能力,引导考生关注我国在重型运载火箭研发方面的进展,增强考生的民族自信心和自豪感.
3 创设劳动情境,考查实际应用能力
例5 (2019卷Ⅲ理综16题)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间.两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°.重力加速度为g.当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则 【评析】本题利用实验创设了探究情境,属于常规实验的拓展.此类型题目,常以教材中学生比较熟悉的实验为背景,进行变式操作,拓展考查的角度.在变化的场景下,考查学生真实的探究能力.本题中主要考查学生的数据处理能力,由数据获得证据的过程,从而用证据归纳总结结论的能力.此类题目,往往来源于教材,体现了高考的基础性,但又高于教材,体现了高考的灵活性,以学生熟悉灵活的试题场景考查学生核心素养.
6 创设综合情境 考查问题解决能力
例9 (2019卷Ⅱ理综25题)一质量为m=2000kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶.行驶过程中,司机突然发现前方100m处有一警示牌.立即刹车.刹车过程中,汽车所受阻力大小随时间变化可简化为图6(a)中的图线.图6(a)中,0~t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略,汽车仍保持匀速行驶),t1=0.8s;t1~t2时间段为刹车系统的启动时间,t2=1.3s;从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止,已知从t2时刻开始,汽车第1s内的位移为24m,第4s内的位移为1m.
(1)在图6(b)中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽車运动的v-t图线;
(2)求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小;
(3)求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1~t2时间内汽车克服阻力做的功;从司机发现警示牌到汽车停止,汽车行驶的距离约为多少(以t1~t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度)?
【答案】(1)(2)8m/s2, 28 m/s或者28825m/s2,29.76 m/s;(3)30 m/s;1.16×105J;87.5 m.
【评析】此类题目虽是学生比较熟悉的生活场景,但是情境问题复杂,综合性强,需要运用较强的分析、推理、归纳、综合等思维方法,才能进行解答.本题中,汽车运动情境相对复杂,一些信息需从图象中发掘,把运动情况转化为学生熟悉的直线运动,其中涉及直线运动的速度、加速度、位移等内容的计算,后面又跟冲量、动量、机械功相互联系,解答本题需要描绘出清晰的运动过程,同时考查学习运用力和运动、能量等观念分析问题的习惯.总之,本题运用综合和试题情境,考查学生解决实际问题的能力,同时也让学生了解司机刹车的反应时间,警示学生不酒驾、不疲劳驾驶,渗透生命安全教育,试题体现了人的教育与素养的考查.
7 情境化试题的应对措施
如何能对情境化试题作出正确解答,如何能让学生尽快适应新高考的变化,灵活地解答情境化试题呢?通过以上试题解析,梳理解答情境化试题的策略和技巧,并在常规教学中进行强化练习,教学中重视培养学生的实践意识,培养学生情境和题目的自觉转化能力.
7.1 总结情景化试题的解答技巧
解答情境试题的过程,实质上就是转化的过程.一般要通过信息获取,对文字进行加工,分析试题中的场景过程,经过提炼加工,描绘物理过程,转化为物理试题情境,考查学生思维加工能力;另外还要通过阅读文字,获取试题中有价值的信息,转化为解答试题的条件,考查学生信息获取和思维加工能力;最后,要把试题中的相关条件代入对应的物理公式,再利用相关数学知识进行解答,实现学生概括归纳等能力的考查,促进学生逻辑思维的发展.
7.2 拓展教学手段,注重情景教学
课堂中,教师应注重情境教学, 创设丰富的生活情境和社会情境,注重物理与学生经验对接.注重物理知识与生活情境的关联,加强学生的实践意识,做到学以致用.有目的地引导学生从熟悉的现实生活中寻找学习问题,逐步认识和感悟生活和社会对物理学习的重要影响,逐步树立从物理视角剖析和看待现实问题.并积极分析和解决真实情境问题,勇于对各种媒体中的物理信息敢于审视,勇于质疑.
7.3 拓展试题素材的选取范围
善于从学生熟悉的生活、生产、体育、科技前沿、热点事件等多方面选取素材,如目前考试的热点,以目前中国的重大科技产品为试题背景,设计试题,向学生展示我国科技突飞猛进的成果,如登月计划、北斗导航等素材.体现物理建模能力考查,通过对实际问题的合理转化,建立起物理知识所能解决的模型,并利用物理规律解决问题.
参考文献:
[1]田成良.价值引领 育人载体 素养考查[J].中小学教材教学,2019(04):53.
(收稿日期:2019-06-24)