谈物理情境化试题的特点及对学生能力的培养

肖国勇

教育部于2014年提出了高考改革方案，2016年全国有25个省份高考采用全国卷。关于高考改革，总体上将更加注重对学生能力和科学素养的考查，进一步体现教育公平，在试题上增加基础性、应用性、综合性、创新性的题目。

通过分析近几年新课标高考物理试卷，我们发现，卷面上出现了大量以生产、生活以及科技为背景的“情境化”考题。这给高中物理教学带来一定的启示：教师在教学中应进一步加强理论联系实际，提高学生解决问题的能力；要引导学生关注生活、关注当代科学技术发展的重要成果，要重视“情境化”试题的研究。本文重点讨论了情境化试题的特点及对学生能力的培养。

所谓情境化试题，即题目与一定的实际情境相联系，将物理问题置于真实的情境中，通过将试题中的已知量和未知量的描述赋予现实中的真实物体，这样的试题能体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念。求解这样的试题能反映学生应用物理知识解决实际问题的意识和能力。

例1：（2015新课标卷全国卷2）在下大雨的时候，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一个倾角为θ= 37°（sin37°=3/5）的斜率C，在上表面有一块质量为m的石板B，其上下表面平行于斜坡；B上有一块磨石A（含有大量的泥土），A和B都在静止状态，如图所示：假设在大雨中，A在雨水（可作为以恒定质量观看的滑动）浸泡后总质量为m，在很短的时间内，A和B之间的动态摩擦系数μ1被减小3/8； B和C之间动摩擦系数μ 2减少到0.5，A和B开始移动，这是开始的时间。在第二秒结束时，B的上表面突然变得光滑，并且μ2保持不变。已知当A开始移动时，距离B = 27m的下边缘的距离A足够长，并且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以重力加速度g = 10m / s2。求：

1.0～2秒内A和B加速度的大小；

2.从A到B的总运动时间。

例2：（2016新课标全国卷1）在游乐场的入口旁边有一个喷泉，喷出的水柱会飘浮着一个质量为M的卡通玩具。为了计算方便起见，假设水柱从横截面积S的喷口持续以速度v0竖直向上连续喷射；玩具的底部是平板（略大于S的面积）；水柱冲击到玩具地板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开，忽略空气阻力，已知的水密度是ρ，重力加速度是g。求：

1.从喷泉出来的水的质量；

2.玩具漂浮在空中时相对于喷嘴底部的高度。

情境化试题的特点

题目的信息量大，贴近生活实际

试题以实际生活中的具体问题和现代科学技术的应用作为物理问题的载体，创设一定的物理情境，组织材料并提出问题。（如例1中以“泥石流”这一自然现象为背景，考查了滑动摩擦力、牛顿第二定律、运动学等知识）题目具有浓厚的生活气息和时代感，信息丰富，内容丰富，具有特色。

从信息内容来看，它既包含代表生命事实的背景信息，也包含科学和技术实例，以及表示物理问题的条件和关系的信息；从信息呈现的角度来看，文字语言中既有信息，又有图像、图表、公式等用来同时显示信息。

符合学生的认知规律，更能激发学生学习兴趣

试题立足生活实际，结合科学技术创设物理情境，所呈现的物理情境都与生活实际息息相关，情境具有生活化、生动化、形象化的特点。（如例2中以游乐设施、喷泉水柱为背景，取材于学生喜闻乐见的生活情景，考查动量的知识）容易激发学生对科学的好奇心和求知欲，激发其运用物理知识解决实际问题的信心。物理新课标倡导“从生活走向物理，从物理走向社会”，利用身边的各种资源作为命题的素材，让学生感受到物理学在我们身边，它们可以激发学生对物理学习的兴趣，让学生体验正常生活中的物理知识，增加物理学习的自信心。

解题过程具有很强的探究性

题目中的物理对象、物理过程和情景以及要解决的问题隐含在生活、科学事实中，具有隐蔽的特点。解决问题的關键是要挖掘其物理本质，通过学生独立思考、综合分析、运用已有知识建立相应的物理模型。从而将实际问题与头脑中已有的物理模型建立联系，因而解题的过程也是学生不断探究学习的过程。如例1中考查的就是学生平时常见的“版块”模型；例2考查的是“微元”法的应用。

情境化试题对学生能力的培养

通过情境化试题，引导学生领会物理思想方法，培养物理建模能力

情境化试题的解题过程要求学生在背景材料中，提炼有关信息，建立物理模型，利用有关规律进行分析解题。物理模型建立是物理学中最常见、最重要的科研方法之一。建立模型、应用模型的能力是高中学生必须具备的能力。

情境化试题要求学生不受表面现象干扰，能透过现象看本质。物理模型具有高度的抽象性和广泛的代表性。学生所接触到的物理知识，包括原理、规律等都与一定的物理模型相联系，解决物理问题的过程也是应用物理模型的过程。在实际问题中，要求学生综合运用所学的知识分析所给的物理情境，抓住主要因素，排除次要因素干扰，建立起合理的物理模型，对问题进行适当的简化和理想化处理，并运用相应的物理规律解题。在这一过程中，学生能否对所给的物理情境进行正确地识别、简化、建立模型是解决问题的关键。而学生的物理建模能力在很大程度上决定着物理学习的能力。因此，培养物理建模能力是教学中的一个重要环节，情境化试题正是培养学生建模能力的重要素材和资源。

通过情境化试题，提高学生的信息收集处理能力

新课改要求教师教学以学生主动探索发现、获取知识为目的，强调学生主动参与探索，辅之以教师适时适度地引导和点拨，培养学生获取信息并对信息进行加工处理的能力。情境化试题要求学生在丰富的背景材料中提炼有用信息，培养学生能够独立地对所遇到的问题进行具体分析。因而解题过程也是培养学生知识应用能力和获取信息能力的过程。

通过情境化试题，提高学生的综合思维能力

情境化试题促使学生从物理理论知识到生活实际进行有机结合，而非简单叠加。对学生的学习技能、解决问题的过程、方法等提出了更高的要求。命题者通过创设一定的情境，引导学生进行合理思维分析综合提炼出实际情境中的物理状态和过程，并对试题进行简化和抽象，建立相关模型，最终应用有关规律进行解题，在此过程中有效培养学生的理解能力、推理能力、分析综合能力，提高学生的综合思维能力。

通过情境化试题，培养学生的科学素养

物理学科注重以实验为基础，要求学生在学习过程中要尊重事实。在新课标下，我们应尽量避免将研究问题的方法，包括科学思维方法作为结论直接传授给学生，应该引导学生在学习过程中去探究，在实践中归纳、总结而获得相关结论。情境化试题就是很好的探究对象，教师把物理知识、规律与合适的现实情境相融合，启发、诱导学生构建科学思维方法，规范应用物理规律，实事求是，将知识应用到日常生活中，不断地探索、创新。通过培养规范的解题过程让学生了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献，关注并思考与物理学相关的热点问题，培养可持续发展的意识，能在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献。从而培养学生科学素养，促进学生全面发展。

结语

综上所述，加强对情境化试题的研究，使学生理论联系实际，将理论知识与实践相结合，应用所学知识分析和解决问题，引导学生独立思考，有助于素质教育的实施，有助于培养和提高学生的综合思维能力和科学素养。