創設STSE情境 聚焦核心素養

胡崇春 劉闖 趙廣智

摘? 要：2020年新課標Ⅱ卷STSE情境物理試題比重加大，STSE情境試題成為考查物理學科科學素養的重要載體。STSE情景化試題的設計加強了理論聯系實際，增強了物理知識與生產勞動、科學技術、體育運動等方面的聯系，促進了考生學科素養的形成和發展。在教學中STSE情境合理有效的使用，必將推動核心素養落地。

關鍵詞：STSE情境;試題分析;核心素養

STSE情境的試題是考查學生物理學科素養的重要載體，在STSE（科學·技術·社會·環境）背景下，學生在認識和探究科學本質的過程中，完成了物理觀念的理解，科學思維的形成;在此基礎上逐漸形成的對科學和技術應有的正確態度以及責任感。在2020年新課標Ⅱ卷物理試題中STSE（科學·技術·社會·環境）情境的題目比重明顯增大。8到選擇題中有5道題有明顯STSE情境，背景涉及醫療，體育運動，新能源，生產生活中的技術應用;選考題33題中涉及家用電器和水下工作場所的一項技術應用--潛水鐘（又稱潛水減壓室），約占物理試題總分的41%。

一、試題分析

例1：（2020新課標Ⅱ卷理綜14題）管道高頻焊機可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實施焊接。焊機的原理如圖所示，圓管通過一個接有高頻交流電源的線圈，線圈所產生的交變磁場使圓管中產生交變電流，電流產生的熱量使接縫處的材料熔化將其焊接。焊接過程中所利用的電磁學規律的發現者為（）

A.庫侖??? B.霍爾??? C.洛倫茲??? D.法拉第

【分析】本題以實際生活中的高頻焊接技術為背景，考查核心素養中的物理觀念。需要學生理解電磁感應現象并兼顧物理學史的識記。答案為：D。設計問題的小創新大大的增加了問題的“表面積”。雖沒深入的探究“渦流”這一電磁感應想象，但是突破了以往高考題中陳述性選項考查物理學史和科學方法的模式。

例2：（2020新課標Ⅱ卷理綜17題）CT掃描是計算機X射線斷層掃描技術的簡稱，CT掃描機可用于對多種病情的探測。圖（a）是某種CT機主要部分的剖面圖，其中X射線產生部分的示意圖如圖（b）所示。圖（b）中M、N之間有一電子束的加速電場，虛線框內有勻強偏轉磁場;經調節后電子束從靜止開始沿帶箭頭的實線所示的方向前進，打到靶上，產生X射線（如圖中帶箭頭的虛線所示）;將電子束打到靶上的點記為P點。則（）

A.M處的電勢高于N處的電勢

B.增大M、N之間的加速電壓可使P點左移

C.偏轉磁場的方向垂直于紙面向外

D.增大偏轉磁場磁感應強度的大小可使P點左移

【分析】本題以醫療儀器CT掃描機為背景，主要考查核心素養中的科學思維。需要學生從實際的情境中抽象物理模型。利用帶電粒子在電場中的加速模型和勻強磁場中的勻速圓周運動模型的規律：求得：，進而判斷增大加速電壓和增大偏轉磁場磁感應強度對P點的影響。故答案選D。

對比類題：電視機的顯像管中，電子束的偏轉是用磁偏轉技術實現的.電子束經過電壓為U的加速電場后，進入一圓形勻強磁場區，如圖所示.磁場方向垂直于圓面，磁感應強度為B，磁場區的中心為O，半徑為r.電子束通過磁場后，偏轉角度為θ，在不改變其他因素的條件下，下列措施可以使θ增大的是（）

A增大電壓U

B減小電壓U

C增大磁感應強度B

D減小磁場區域的半徑

通過對比我們不難看到，兩道題目的建構模型和解決方法基本一致，但是隨著時代的變遷電視機的顯像管已經遠離我們的生活，因此2020年的高考選擇了更貼近我們現代生活的CT掃描機。在這個具有時代性又貼近生活的情境下，完成對學生科學建模能力和推理論證能力的考查。

二、教學啟示

STSE情境在落實學科核心素養方面有著積極的作用，在教學過程中要有意識的創設這樣的情境，打造好培養學生科學素養的平臺：

（一）課堂教學中創設STSE情境

課堂教學中引入STSE情境，激發學生學習興趣，讓學生在積極的學習情緒中完成探究過程。探究過程中學生能利用物理知識和規律分析科技、技術、社會、環境方面的實例，解決具體的問題。認識物理知識服務于社會，服務于人類。例如，在學習《超重和失重》時，我們就可以引入生活中大家都熟悉的電梯。在電梯的背景下認識超重和失重的概念，利用牛頓第二定律分析推理超重失重的科學本質。

（二）習題設計中創設STSE情境

高考題已經有明確的導向，同時我們也看到STSE情境的確提供了一個培養學生科學素養的平臺。那么無論是課上例題還是課后習題的訓練，我們都要有意識的適當選擇具有STSE情境的題目。這不僅是迎合高考的導向，更是培養學生核心素養的一個要素。例如，我們在學習《電能輸送》時候，我們就可以把2020年Ⅱ卷的19題引入，讓學生解決生活中實際的問題過程完成對功率損失和電壓損失這些物理概念的理解，分析推導影響功率損失和電壓損失的因素，同時感悟到高壓輸電的研究在生活中的重要意義。

（三）重視實驗教學，營造STSE情境

很多物理實驗就是STSE情境的濃縮，我們完全創設STSE情境的實驗，讓學生完通過觀察，操作，數據和誤差分析，交流合作等環節提升實驗探究的能力。例如，我們在學習《傳感器》的時候，可以設定“火災報警”“路燈自動通斷電”的實驗情境供學生探究。

（四）開發研究性學習，發現STSE情境

在教學過程中，我們可以根據學習的內容，為學生設定一些研究性學習內容，讓學生發現物理知識和規律就蘊含在我們生活周圍的STSE情境中。例如，我們學習《摩擦力》時候，就可讓學生根據自己的觀察和生活經歷，上網收集信息，找到我們生活的摩擦力的利用和防止的實例。在學習《電磁感應》的時候，就可讓學生尋找生活的中的“電磁感應”的應用。甚至可以限定條件，比如家庭生活的中電磁感應的應用，停車場中的電磁感應的應用等等。

三、結束語

通過對2020年新課標Ⅱ卷物理試題STSE情境的考題分析，我們可以確定有效的STSE情境的試題可以促進核心素養四個方面的落實，但是不代表這是這是唯一的模式。為了讓核心素養更好地落地，我們教育工作者也應該不斷地探索、反思！

參考文獻：

[1]《普通高中物理課程標準（2017年版）》.

[2]《普通高中物理課程標準（2017年版解讀）》.

[3]《高考試題分析》（2020年版）.

作者簡介：

胡崇春（1976-），男，黑龍江哈爾濱，本科，中學高級教師，研究方向：在物理實踐活動中培養高中生科學思維

★ 基金項目1：黑龍江省教育學會2019年教育研究規劃“年度關注課題”重點課題“在物理實踐活動中培養高中生科學思維的方法探究”（項目編號XHNZ2019-008）。

★ 基金項目2：黑龍江省省教育科學“十三五”規劃2020年度重點課題“高中物理科學探究能力培養的課程化研究”（項目編號JJB1320060）