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基于核心素养下的高考情境化试题的教学案例探讨

——以2023年多省份高考物理试题为例

黄晓敏
  
大海媒体号
2024年174期
江门市第一中学 广东 江门 529000

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摘要:该文章通过选取2023年多省份高考题的情境化题目进行教学案例研究,进而探讨以核心素养为焦点的情境化习题的教学策略,提高教学效益。

关键词:情境化习题  案例  教学  策略

2023年高考已经落下帷幕,从今年多省份的高考题目来看,情境化题目作为发展核心素养关键载体,依然是承载着考察学生综合素质意义。

从目前的教学现状来看,虽然教师对情境化习题有所关注,根据调查显示,在一线教学中也会对这类题目有所倾斜,但是物理习题教学还是比较模式化、僵硬化,对于情境化题目的灵活性摄取不到位和信息丰富性提取不足,总体教学风格略显单薄和固化。

一、那如何落实情境化习题的教学呢?下面笔者就2023年某些省份高考题作为分析载体,进行案例分析。

【2023年湖北物理高考题第5题】

5. 近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯,其天线类似一个压平的线圈,线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示,一正方形NFC线圈共3匝,其边长分别为、和,图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈,磁感应强度变化率为,则线圈产生的感应电动势最接近(    )

分析:随着移动支付的普及面越来越广,该NFC功能也逐渐被人所认识。

这道题通过将物理情境与电磁感应知识点结合方式,促进学生要多方面多渠道了解物理与生活生产实际的联系,教师在授课过程要渗透STSE的教育,加强现实生活及科技发展的联系,有意识调动学生利用物理理论知识去解决实际问题,

开阔学生的视野。

NFC功能是近距离无线通信功能,虽然它一开始给人一种很陌生的感觉,但是我们仔细分析题目透露的信息,题目提示是根据电磁感应原理制作的。

本试题通过问题驱动式促使学生主动思考不同面积下的电动势如何求解,而不是机械式背住,以讨论解决问题来调动学生主动获取知识的积极性,通过该类情境与实际生活相结合的题目,培养学生用物理的视角去看待周围的事物,解决现实生活问题。

【2023年江苏物理高考第13题】

13. “转碟”是传统的杂技项目,质量为m的发光物体放在半径为r的碟子边缘,杂技演员用杆顶住碟子中心,使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做匀速圆周运动。当角速度为时,碟子边缘看似一个光环。求此时发光物体的速度大小和受到的静摩擦力大小f。

分析:编题者以中国国粹“杂技”来引入情境“转碟”。将物理情境与生产生活相结合,让学生感受到物理来自于身边的点点滴滴,也体会到广大人民的生活智慧。

教师要在平时授课中引导学生多观察生活,了解体育项目和杂技表演中蕴含的物理知识,比如胸口碎大石、弹跳翘等。而且要在教学中关注如何处理这类生活气息浓厚的情境化题目,培养学生处理情境化问题能力。学生可以结合实际情境问题开展研究性学习,在研究中解决实际问题,提高了核心素养。

二、2023年高考情境化试题对培养核心素养的启示——以核心素养为焦点的情境化习题的策略探讨

1、关注生活实际问题,培养物理观念

物理情境化题目之所以困扰学生,笔者认为最核心的问题是学生在多年应试教育的浸染当中,已经习惯了冷冰冰的木块、光滑、斜面等模型,对于生活化气息比较浓厚的情境题目,学生的逻辑分析要冷静客观,这对学生的心理提出一定的考验。

例如在2023年辽宁物理高考第5题,以生活中常见的充电宝为情境,分析理想气体的p-V图像。其实该题目的情境与问题是剥离的,也就是说即使没有充电宝这个情境,平时一线教学中也是要求学生具备图像的迁移能力。

【2023年辽宁物理高考第5题】

5. “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是( )

从这一类的情境化试题,我们要在平时教学中,搜集分析以某种生产实践活动或现象为素材的情境化题目,引导学生学以致用,对生活或生产现象要具备一定的观察思考能力。学会从这些问题背后抽丝剥茧出物理模型,提炼物理规律,学会从实际问题建模的能力。引导学生从“解题”变成“解决问题”,从物理视角解释生活现象,培养核心素养。

2、赋予模型真实性,培养科学探究能力

物理上很多模型很多都是从现实问题中抽象得来,都具备思考研究意义,但是一线教学往往只是通过理论分析来得出结论,使得学生总觉得模型与现实生产生活是相脱节的。

比如笔者在讲授动量守恒定律中的人船模型时,学生对于该模型中人走船走,人停船停的情况难以理解。因此笔者借助凹形滑块模拟小船放在气垫导轨上,小球模拟走动的人,同时释放小球和轨道,观察两者如何运动。通过将模型赋予活力,形象生动的再现人船运动情境,比起我们枯燥的说教要更加能激发学生的探究热情。

课后,有学生问了我一个有意思的问题:如果先释放小球,后释放轨道,情况又会如何呢?我知道我已经打开他们探索科学的大门了,为了满足他们的求知欲,我现场按照他们的问题再做一遍实验,随着学生一声声啧啧声,我想作为一名老师的成功感或许就源于此吧。

通过笔者改变实验的先后顺序,不仅对比鲜明,而且真实实验比较具有震撼力,直观可视化,冲击学生的固有思维;另外通过动手实验,变抽象为形象,将情境化题目模拟再现,避免纸上谈兵,促使学生清晰整个物理过程,掌握物理规律,不至于生搬硬套,培养了学生的探索思维和开拓精神。

3、借助物理软件,培养科学思维能力

在2023年广东一模卷中,以健身自行车脚踏板作为情境,分析脚踏板上P、Q两点的运动情况,以为脚踏板上所有点都是绕着同一个转轴运动,因此P、Q两点都是绕着点O做匀速圆周运动。

对于这种问题,是学生只知其一不知其二,仅仅停留在授课时老师强调同一个转轴下,各点的角速度一样。但是忽略了该题目脚踏板同时还在做平动。

为了更进一步帮助学生理解PQ的运动绕着不同圆心做匀速圆周运动的过程,笔者借助了GeoGebra  Classic  5软件,做出了如图所示的模拟动态,形象化的再现脚踏板不同位置的运动。

这道题目紧密联系实际生活,学生感性认识不足,对于一些生活物理情境难以想象它的动态发展。这时可以借助几何画图、Algodoo等软件把一些很难描述清楚的情境动态化,可视化,培养学生的科学思维能力。

有些学生担心情境变化多端,无从下手,其实这当中是自己的多题归一的总结能力不到位,才会有此困扰。

上述物理情境,其实早在2021年的广东高考卷中就已经出现类似的了。如图所示,以车库出入口的曲杆道闸为情境,分析在转动过程中P、Q的运动情况。

无独有偶,在2022年广州一模卷也出现以某电力机车雨刮器为情境,考察雨刮器上P、Q的运动情况。

笔者在高三复习阶段,先后让学生完成以上三题,但是稍微变化情境他们就糊涂了。从中反馈出平时学生对于物理观念是机械式记忆,所以学生要善于挖掘题目当中的信息,避免生搬硬套,对物理问题要合理抽象和转化,提高自己阅读信息的素养。

另外有部分教师在授课过程中往往表现为“大水漫灌 ”,导致学生对于物理观念和规律的理解流于表面,不求甚解,只追求刷题数量。这对于学生的导向是很有影响的,因此授课要避免习题泛滥化,要总结一题多解或者多题归一的方法,触类旁通,适当的培养学生的迁移能力。

4、借助科技产品,培养科学态度与价值观

笔者在讲授超重与失重现象时,让学生思考一个情境:弹簧测力计下挂一钩码,讨论在上升和下降的过程中,测力计的示数变化是怎么样的?

笔者展示该过程,但由于测力计在运动,所以学生不容易观察到示数的变化。因此笔者用手机的慢动作录像摄像功能,通过回放,学生非常清晰观察到示数的变化,一目了然。事后,我点拨了一下学生,手机除了平时可以用来刷视频打游戏,是不是也有学习的功能呢?学生立刻心领神会。

我们不可否认手机等科技产品确实对学生有一定的诱惑力,甚至有些难以自拔。但如果是平时的说教,学生是难以有共鸣的。所以通过课堂上寓教于乐的情境教学,培养了学生正确使用科技产品,培养科学态度与价值观。

随着核心素养的课程改革不断推进,今年多省份的高考情境化试题以实际问题为背景,题目难度不大,但颇有现实思考意义,驱动学生思考现实世界与书本理论知识的关联,促进知识的内化构建和迁移应用,因此在教学中,可以通过以上几个策略,有意将物理观念和规律融入学生生活、科技发展、社会实践中,激发学生的高阶思维,有效促进学科核心素养的落实。

参考文献:

①周毅剑,罗钦红. 习题课“情境化”教学案例[J].物理教学探讨.2012(7).19——21

②杜明荣,秦煜茜.核心素养导向下高考物理试题的情境化研究[J].物理教学探讨.2022(10).40——43

③居海军. 物理习题的情境化教学[J].物理教学.2010(9).15——17

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