高考物理實驗試題中應用性的體現及教學策略探討

朱云超 王麗

【摘要】高考評價體系中的“四翼”將“四層”和高考命題聯系起來，確保達成“一核”目標.對高考物理試題中關于勻變速直線運動的實驗試題進行分析，總結出試題中應用性體現的特點，并結合《中國高考評價體系》對“應用性”的要求，構建應用性在實驗試題中的體現指標，對物理實驗教學提出教學策略.

【關鍵詞】高中物理;四翼;應用性;實驗教學

2020年1月，教育部考試中心發(fā)布了《中國高考評價體系》和《中國高考評價體系說明》，確定了高考評價體系由“一核、四層、四翼”組成，其中“四翼”為高考的考查要求，即“基礎性、綜合性、應用性、創(chuàng)新性”.其中“應用性”要求以貼近時代、貼近社會、貼近生活的生活實踐或學習探索問題情境為載體.物理是一門實驗學科，實驗教學是物理課程的重要組成部分.本文選取2021—2023年高考物理試題中關于勻變速直線運動實驗的試題為研究對象，結合《中國高考評價體系》對“應用性”的要求，構建高考物理實驗試題應用性的指標體系，從而針對物理實驗教學提出教學策略.

1 高考實驗試題特點研究

1.1 研究對象

2021—2023年全國普通高考物理試卷中力學實驗考查的知識點分布情況比較集中.其中2021年湖北卷、2021年北京卷、2021年天津卷、2021年福建卷、2021年海南卷、2022年全國乙卷、2022年遼寧卷、2022年湖南卷和2023年全國甲卷都有考查勻變速直線運動的實驗.《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》對勻變速直線運動實驗的要求是理解位移、速度、加速度和運動的規(guī)律，并且會運用公式和圖象描述，體會數學語言在研究物理問題中的作用.本文以關于勻變速直線運動的實驗試題為例，討論高考實驗試題中的應用性.

1.2 經典例題分析

例題 （2022年湖南卷11題）小圓同學用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設計了如圖1所示的實驗裝置，測量冰墩墩玩具的質量.主要實驗步驟如下：

（1）查找資料，得知每枚硬幣的質量為6.05g；

（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度L，記錄數據如表1：

（3）根據表中數據在圖2上描點，繪制圖線；

（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長度的示數如圖3所示，此時橡皮筋的長度為______cm；

（5）由上述數據計算得冰墩墩玩具的質量為______g（計算結果保留3位有效數字）.

評析

該試題的目的是測量冬奧會吉祥物“冰墩墩”的質量，考查的內容偏重于基礎，題目較為簡單.前兩問考查對實驗數據描點法繪圖和基礎測量工具刻度尺的讀數.但試題新穎在情境的設定上，2022年2月冬奧會在北京勝利召開，北京成為首座“雙奧之城”，創(chuàng)造了歷史，吉祥物“冰墩墩”是“一墩難求”.“冰墩墩”爆火的背后是我國的文化自信和文化輸出，所以通過對本試題的完成能夠提升學生的愛國情懷和民族自豪感.

1.3 實驗試題特點

1.3.1 通過創(chuàng)設情境，體現“應用性”

“應用性”的體現需要創(chuàng)設一定的情境，以問題或任務為中心構成活動的場域，讓學生感受到真實，在沉浸式做題的過程中體驗到知識的價值和力量.與基礎性試題相比，由于存在一定的情境，使得應用性試題的難度稍有提升，因此學生的知識儲備尤為重要.

1.3.2 考查學生的物理思維

學習物理最難的就是學物理的思維方式.物理學的發(fā)展是一個發(fā)現、分析和解決問題的過程，這也是物理思維建構的過程.在高考實驗試題中，對物理思維的考查體現在對閱讀能力、模型建構能力和數據處理能力的要求.學生不僅要具有一定的閱讀能力，還要有對文字的提煉能力，這樣才能有效地發(fā)現問題；而“分析問題”要求學生在有限的時間內完成閱讀和提煉任務后，在大腦中將文字語言轉化為物理語言，構建相關知識體系的物理模型，將相關數據帶到物理公式中，對其進行推導和計算，從而解決問題.

2 高考物理實驗試題中應用性指標體系的建構

2.1 應用性指標

應用性是高考評價體系中的“四翼”之一，而物理高考試題中應用性最直接體現的就是對實驗部分的考查.結合對實驗例題的分析，并根據“四翼”中應用性的要求，對實驗試題中應用性的體現提出一級指標和二級指標，具體內容如表2所示.

2.2 例題體現

2021—2023年高考中勻變速直線運動實驗試題共有11道題，將2021年的湖北卷、北京卷、天津卷、福建卷、海南卷標定為1，2，3，4，5；將2022年的全國乙卷、遼寧卷、湖南卷標定為6，7，8；將2023年的全國甲卷標定為9.根據表2提出的應用性指標，表3給出了9道題的應用性指標.由表3可以看出，9道實驗試題幾乎都涉及了情境，而且大部分都對學生的數據處理能力進行了考查.近兩年來，高考試卷對學生的閱讀能力和發(fā)散思維能力的要求逐漸增多，這些均與發(fā)展學生的核心素養(yǎng)相符，必將成為物理高考試卷出題的主流趨勢.

3 改進實驗教學策略和實踐探索

3.1 培養(yǎng)學生的情懷

高中物理教材中蘊含豐富的生活情境，教師要鼓勵學生結合物理知識做延伸性學習，引導學生觀察、思考和探究科技前沿和社會熱點問題.

3.2 將課堂延伸到生活，感受真實情境

學生對生活常識的見識較淺，通常是由于缺少思考和觀察.作為物理教師，應貫徹“物理來源于生活”的理念，將生活融入到物理課堂之中，創(chuàng)設一個良好的學習情境.在實驗課導入部分做好功課，結合生活實例融入相關物理知識，拓寬物理學科視野，能使學生通過解答問題體驗到知識的應用價值.在解決物理問題時，要做到觀察與思維并重.教師可采用課堂提問與課外作業(yè)相結合的方式培養(yǎng)學生的觀察能力，讓學生用口頭或文字描述觀察到的物理現象，及時評價并反饋學生的觀察效果.

3.3 注重物理思維的培養(yǎng)

順利完成應用性實驗試題，需要將語言完成從文字語言—物理語言—數學語言的轉變.“文字語言”要求學生通過閱讀試題中的文字，抓住關鍵詞，在設置課堂題目訓練中，盡量創(chuàng)設一些復雜的情境，帶領學生進行讀題訓練，增加閱讀量，提高閱讀速度，培養(yǎng)學生的信息獲取能力.“物理語言”要求學生準確提取信息后，建構物理模型，然后還有大量的計算環(huán)節(jié)，這就需要培養(yǎng)學生的“數學語言”.學生必須具有扎實的數據處理能力.教師可以定期選取計算量大，但難度不高的題目帶領學生解題，從而有目的的訓練學生的數據處理能力.教師還應注重學生發(fā)散思維的培養(yǎng)，多設置一些開放性的題目，并且鼓勵學生大膽發(fā)言.

4 結語

綜上所述，本文通過對2021—2023年高考中勻變速直線運動試題的分析，總結出實驗試題的特點，并結合“四翼”對應用性的要求構建應用性的指標體系.教師在教學過程中應引導學生注重情境帶來的信息，提高思辨能力，增強物理思維的建構，大膽思考，大膽創(chuàng)新，相信教師做好以上教學環(huán)節(jié)，學生就能夠更加順利地解答符合應用性要求的試題.

參考文獻：

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