以體育運動為情境的高中物理試題命制策略探討

韓 毅

(南京師范大學附屬中學宿遷分校，江蘇 宿遷 223800)

高中物理學習評價是以學生發展為本、基于物理學科核心素養的評價，其目的主要在于促進學生學習和改進教師教學。在試題命制中倡導創設真實且有價值的問題情境，體育運動中蘊含著豐富的情境素材。教師在階段性測試中設置以體育運動為情境的試題，不僅可以考查學生的知識掌握情況，也有助于培養學生應用物理知識解決實際問題的能力，提升物理建模能力。長期以來，運用小球、斜面和彈簧等高中力學中常見的元素作為問題情境，容易給學生造成疲勞感，從而逐漸喪失學習興趣，對物理學科形成冰冷無趣的印象。若在試題命制中創設體育運動情境，以籃球、滑雪賽道和蹦床等代替上述物體，可吸引學生的注意力，激發學生的解題動機，使學生體驗學以致用的成就感，從而提高學生的物理學習興趣。

梳理分析高考題、高考模擬題中有關體育運動的內容，發現命制以體育運動為情境的高中物理試題遵循以下策略：合理選擇運動項目、主動設置理想條件、重視試題情境的真實性和結合熱點賽事。

1 合理選擇運動項目

課程標準建議試題的情境應盡量多樣化，這就要求教師在命制以體育運動為情境的試題時，能夠選擇多樣的運動項目、創設多樣的運動情境。由于氣候、經濟、性別和家庭環境等因素可能導致不同學生對同一運動項目的認知存在差異。因此，在命制以體育運動為情境的試題時，一味地追求新奇的運動項目似乎并不可取。應結合地域特點和運動項目在當地的流行程度，“投學生所好”，選取合適的體育運動作為試題的情境(如學生在體育課中共同學習過的項目)。若試題選用學生不熟悉的運動項目，應以文字或插圖做補充說明，如相關規則、技術動作規范和場地特點等，凸顯物理問題，幫助學生建立物理模型，保證試題的公平性。

例1：體操是力與美的運動，吊環比賽中運動員的兩臂從豎直位置開始緩慢展開到接近水平，形成“十字支撐”這一優美造型(圖1)。開始時吊繩豎直，關于這一過程的下列說法中正確的是( )。

圖1

A. 吊繩的拉力逐漸減小

B. 吊繩的拉力逐漸增大

C. 兩繩的合力逐漸增大

D. 兩繩的合力逐漸減小

分析：該題以吊環運動員做“十字支撐”動作為情境，試題對運動員完成“十字支撐”的過程做了簡單介紹，并配圖說明，幫助學生建立物理模型，分析兩吊繩的受力情況。

2 主動設置理想條件

做自由落體運動的物體只受重力，這一要求在現實生活中很難滿足。以蹦床運動為情境的試題考查學生對豎直方向上的勻變速直線運動的認識，而空氣阻力的存在使得運動員從最高處下落后并不做自由落體運動。在以類似運動項目為情境命制試題時，教師要主動設置理想條件，使試題考查的知識內容滿足課程標準的要求。

圖2

分析：該題為2019年全國Ⅰ卷理綜卷第18題，以運動員扣籃為情境，在已知條件中加入“不計空氣阻力”這一理想條件，保證運動員在離開地面后只受到重力的作用，從而做勻變速直線運動。

3 重視試題情境的真實性

對以體育運動為情境的高中物理試題而言，其情境的真實性可細分為情境來源的真實性和情境中已知數據的科學性兩個方面。

3.1 重視情境來源的真實性

試題中的情境應真實存在于現實生活中，不能憑空捏造，這就要求命題者在以某項運動作為情境命制試題之前，能夠主動了解有關該項運動的信息，如發展歷程、規則、技術要求、重要比賽等。在通過文字、圖片對某個運動項目或專業術語做補充說明時，應符合實際，體現命題工作的嚴謹性。

例3：2018年平昌冬季運動會雪橇運動，其簡化模型如圖3所示，傾角為θ=37°的直線雪道AB與曲線雪道BCDE在B點平滑連接，其中A、E兩點在同一水平面上，雪道最高點C所對應的圓弧半徑R=10m，B、C兩點距離水平面AE的高度分別為h1=18m與h2=20m，雪橇與雪道各處的動摩擦因數均為μ=0.1，運動員可坐在電動雪橇上由A點從靜止開始向上運動，若電動雪橇以恒定功率1.2kW工作10s后自動關閉，則雪橇和運動員(總質量m=50kg)到達C點的速度為2m/s，到達E點的速度為10m/s。已知雪橇在運動過程中不脫離雪道，求：

圖3

(1) 雪橇在C點時對雪道的壓力；

(2) 雪橇在BC段克服摩擦力所做的功。

分析：該題以2018年平昌冬奧會的雪橇項目為情境，筆者搜索資料時發現平昌冬奧會的確有雪橇這一比賽項目，但是題中的運動并不是雪橇。在實際的雪橇比賽中，運動員先通過拉拽起點處的助力欄啟動，隨后仰臥在雪橇上沿賽道高速下滑。由此可見該題的命題工作者在命制試題之前，并沒有切實了解雪橇運動的相關信息。

3.2 保證數據的科學性

課程標準建議試題要盡量選用真實的情境，但是從學生的角度來說，真實的數據一般意味著計算過程會較為繁瑣。在命制以體育運動為情境的高中物理試題時，可以綜合考慮知識點、能力要求和情境設計等因素，酌情使用近似值作為數據，但是要注意數據的科學性，保證已知數據和計算結果符合物理規律和現實情況(如當前的世界紀錄)。

例4：短跑名將博爾特在北京奧運會上創造了100m和200m短跑項目的新世界記錄，他的成績分別是9.69s和19.30s。假定他在100m比賽時從發令到起跑的反應時間是0.15s，起跑后做勻加速運動，達到最大速率后做勻速運動。200m比賽時，反應時間及起跑后加速階段的加速度和加速時間與100m比賽時相同，但由于彎道和體力等因素的影響，以后的平均速率只有跑100m時的96%，求：

(1) 加速所用時間和達到的最大速率；

(2) 起跑后做勻加速運動的加速度。

分析：該題為2010年全國卷理綜卷第24題，試題以博爾特參加北京奧運會100m跑和200m跑決賽為具體情境。題中的真實數據有博爾特的比賽成績，近似數據有他的起跑反應時間、200m跑的平均速率。真實的已知數據增強了情境的真實性，但是對學生來說計算過程較為繁瑣，求出加速時間t和最大速率v具體值的難度較大。另外，根據已知數據計算出博爾特的加速時間為1.29s，即在距離起跑點僅7.25m處便達到了最大速率，與現實情況相差較大。

4 結合熱點賽事

結合時事熱點和熱門賽事是以體育運動為情境的高中物理試題保持新穎性的策略之一。我國主辦或我國運動員參加的比賽更適合作為情境的來源，有利于增強學生的民族自信心和自豪感，如2016年10月浙江選考的第3題就是以中國女排在2016年奧運會的某場比賽為情境。值得注意的是，在創設試題情境時，應杜絕有不良行為的運動員或組織的出現，不良行為包括服用禁藥、缺乏體育精神或發表不當言論等，以避免對學生的價值觀與審美觀造成負面影響。

將體育運動用于高中物理試題命制，注重理論聯系實際，有利于促進學生學習、甄別學生學業水平。希望能有更多的一線教師和命題者挖掘體育情境資源，提升試題命制質量。