摘 要：本文結(jié)合2023年廣東高考物理動量類試題，評析其真實情境的創(chuàng)設(shè)，探討試題選拔功能的發(fā)揮及如何引領(lǐng)一線物理教學(xué)回歸課程標準。

關(guān)鍵詞：廣東高考；選拔功能；課程標準

2023年廣東高考是實施新課程、新課標、新教材和新方案的首次高考，當年的選擇性考試物理試題在結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和題型方面與往年相比保持相對穩(wěn)定，不僅能夠甄別學(xué)生的學(xué)業(yè)水平，達到選拔人才的目的，還發(fā)揮著引領(lǐng)一線物理教學(xué)的重要作用。本文以2023年廣東高考物理試題中的第10題和第15題（涉及動量問題）為例，評析其真實情境的創(chuàng)設(shè)，探討試題的選拔功能以及在引導(dǎo)一線物理教學(xué)遵循課程標準方面的作用。

1 真實情境創(chuàng)設(shè)的作用

《中國高考評價體系》（以下簡稱《高考評價體系》）中，情境是考查載體?！陡呖荚u價體系》中所謂的“情境”即“問題情境”，指的是真實的問題背景，是以問題或任務(wù)為中心構(gòu)成的活動場域。^［1］2023年廣東高考物理試題中第10題以“電動窗簾”這一簡單的生活情境為命題背景，測評了學(xué)生的基本知識和能力水平；第15題以“藥品自動傳送系統(tǒng)”這一復(fù)雜的生活情境為命題背景，考查了學(xué)生綜合運用知識應(yīng)對復(fù)雜問題的能力水平。這兩題是符合《高考評價體系》的命題要求的好題。兩道題均以生活實踐問題情境為載體，還原了知識應(yīng)用的實際過程，引導(dǎo)一線教學(xué)回歸到生產(chǎn)生活實踐中。

2020年頒布的《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新版《課程標準》”）提出“通過問題解決促進物理學(xué)科核心素養(yǎng)的達成?！?sup>［2^］2023年廣東高考物理試題中的第10題和第15題，均需要學(xué)生結(jié)合物理觀念和科學(xué)思維進行分析，解決實際生活中的問題。通過巧妙的設(shè)問，這兩道題目考查了學(xué)生的科學(xué)探究能力。同時，這兩道題目還起到引導(dǎo)高中物理教學(xué)更加注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐意識，幫助學(xué)生養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，促進學(xué)生形成物理學(xué)科核心素養(yǎng)的作用。

2 “動量”內(nèi)容在《課程標準》中的變動

2003年出版的《普通高中物理課程標準（實驗）》（以下簡稱“舊版《課程標準》”），動量與動量守恒定律內(nèi)容被安排在物理選修3-5分冊內(nèi)， 2020年頒布的新版《課程標準》，將該內(nèi)容安排在選擇性必修第一冊中。除了將該內(nèi)容從選修轉(zhuǎn)為選擇性必修外，新版《課程標準》關(guān)于該內(nèi)容的要求也有改變。兩個版本《課程標準》中關(guān)于動量內(nèi)容的對比如表1所示。

通過對比兩個版本《課程標準》的課程內(nèi)容要求可知，主要的內(nèi)容要點及程度要求基本相同，涉及“理解沖量、動量、動量守恒定律”“了解彈性碰撞與非彈性碰撞”“體會自然界的和諧與統(tǒng)一”“分析一維碰撞問題”?？梢?，新版《課程標準》是舊版《課程標準》的傳承與發(fā)展。

課程內(nèi)容要求區(qū)別主要體現(xiàn)在以下三點：第一，教育理念的提升。由舊版《課程標準》的“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀”，提升為新版《課程標準》的“物理觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”。第二，新版《課程標準》更強調(diào)對教學(xué)過程的要求。例如，在理解動量定理和動量守恒定律方面，舊版《課程標準》要求“通過實驗”，而新版《課程標準》要求“通過理論推導(dǎo)和實驗”，突出理論推導(dǎo)的重要性。又例如，舊版《課程標準》的內(nèi)容要求“理解動量與動量守恒定律”，而新版《課程標準》在傳承原要求外，還增加了“沖量”“理解動量定理”與“體會分析物理問題的方法”的要求說明。第三，強調(diào)真實情境。新版《課程標準》更強調(diào)分析與解釋“生產(chǎn)生活中”的現(xiàn)象。

2023年廣東高考物理試題均體現(xiàn)了上述的要求變化，以下結(jié)合第10題與第15題進行闡述說明。

3 試題評析

（第10題）某同學(xué)受電動窗簾的啟發(fā)，設(shè)計了如圖所示的簡化模型。多個質(zhì)量均為1kg 的滑塊可在水平滑軌上滑動，忽略阻力。開窗簾過程中，電機對滑塊1施加一個水平向右的恒力F，推動滑塊1以0.40m/s的速度與靜止的滑塊2碰撞，碰撞時間為0.04s，碰撞結(jié)束后瞬間兩滑塊的共同速度為0.22m/s。關(guān)于兩滑塊的碰撞過程，下列說法正確的有（" ）。

A. 該過程動量守恒

B. 滑塊1受到合外力的沖量大小為0.18N·s

C. 滑塊2受到合外力的沖量大小為0.40N·s

D. 滑塊2受到滑塊1的平均作用力大小為5.5N

試題分析：由于滑塊1與滑塊2碰撞時，受到水平向右的恒力F，則碰撞過程動量不守恒。高中物理教學(xué)中，如果說明碰撞時間極短，即內(nèi)力遠大于外力，也認為是動量守恒，題中給出時間為0.04s，是否為極短？題目考查學(xué)生對動量守恒定律的理解，由于碰前總動量為0.40kg·m/s，碰后總動量為0.44kg·m/s，可判斷系統(tǒng)總動量不守恒。根據(jù)動量定理可知，I合＝Δp，可以求得滑塊1受到合外力的沖量大小為0.18N·s，滑塊2受到合外力的沖量大小為0.22N·s，由沖量的定義式I合＝Ft，可求得滑塊2受到滑塊1的平均作用力大小為5.5N。

試題評析：首先，該試題以“電動窗簾”這一生活情境為命題背景，引導(dǎo)學(xué)生通過簡化模型來處理實際情境，體現(xiàn)了新版《課程標準》在分析與解釋生產(chǎn)生活現(xiàn)象的要求。

其次，試題考查學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究素養(yǎng)。高中物理中，當出現(xiàn)碰撞時間極短，即內(nèi)力遠大于外力的情況，也認為碰撞前后的動量守恒，題中給出的時間為0.04s，是否為極短？學(xué)生在解題中必然會遇到這個問題，如何處理？是套用以往的結(jié)論，得出動量守恒，還是從系統(tǒng)碰撞前后的總動量是否相等進行判斷？此題要求考生將實際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，以此考查其模型建構(gòu)能力。同時，還要求學(xué)生綜合題目中的數(shù)據(jù)得出結(jié)論并進行驗證，從而考查其科學(xué)推理、科學(xué)論證的能力，以及科學(xué)探究過程中必須具備的證據(jù)意識。故此題的設(shè)問符合新版《課程標準》中科學(xué)思維水平4的要求：“能恰當使用證據(jù)證明物理結(jié)論；能對已有結(jié)論提出有依據(jù)的質(zhì)疑，采用不同方式分析解決物理問題。”^［5］

最后，試題體現(xiàn)了新版《課程標準》的要求，引導(dǎo)高中物理教學(xué)回歸《課程標準》。新版《課程標準》里新增“沖量”“動量定理”“理論推導(dǎo)”的內(nèi)容要求，這些新增的內(nèi)容均體現(xiàn)在具體的選項設(shè)置中。新版《課程標準》明確“定量分析一維碰撞問題”，試題只考查一維碰撞。新版《課程標準》在“命題建議”中提出試題的情境要具有“真實性”。由于實際生產(chǎn)生活中，各物理量的數(shù)值往往不是整數(shù)，該試題的數(shù)值比較接近真實情況，相關(guān)的數(shù)值運算也考查學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力。該題不能直接套用動量守恒定律來解決，而是要在具體的情境中分析動量是否守恒，用動量定理進行計算。

（第15題）下圖為某藥品自動傳送系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)由水平傳送帶、豎直螺旋滑槽和與滑槽平滑連接的平臺組成，滑槽高為3L，平臺高為L。藥品盒A、B依次被輕放在以速度v0勻速運動的傳送帶上，在與傳送帶達到共速后，從M點進入滑槽，A剛好滑到平臺最右端N點停下，隨后滑下的B以2v0的速度與A發(fā)生正碰，碰撞時間極短，碰撞后A、B恰好落在桌面上圓盤內(nèi)直徑的兩端。已知A、B的質(zhì)量分別為m和2m，碰撞過程中損失的能量為碰撞前瞬間總動能的14。A與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，AB在滑至N點之前不發(fā)生碰撞，忽略空氣阻力和圓盤的高度，將藥品盒視為質(zhì)點。求：

（1）A在傳送帶上由靜止加速到與傳送帶共速所用的時間t；

（2）B從M點滑至N點過程中克服阻力做的功W；

（3）圓盤的圓心到平臺右端N點的水平距離s。

試題分析：藥品盒在傳送帶上先做勻加速直線運動，當速度達到傳送帶速度后做勻速運動。由牛頓第二定律，對A有μmg＝ma，又v＝at，可求得A在傳送帶上由靜止加速到與傳送帶共速所用的時間t。B從M點滑至N點的過程中，已知初速度與末速度，過程中重力與阻力做功，由動能定理可求出克服阻力做的功W。因為B與A碰撞時間極短，滿足動量守恒定律，另外碰撞過程中損失的能量為碰撞前瞬間總動能的14，即碰撞后的總動能等于碰前動能的34。通過解方程組，同時有碰撞后A的速度必大于B的速度的隱含條件，可以求出碰撞后A、B的速度。碰撞后的A、B做平拋運動，由平拋的高度可求得時間，根據(jù)題目的情境，對A有xA＝s＋R， 對B有xB＝s－R，通過兩式相加，可求得圓盤圓心到平臺右端N點的水平距離s。

試題評析：首先，試題以“藥品自動傳送系統(tǒng)”這一生活情境為命題背景，引導(dǎo)學(xué)生感受科技應(yīng)用帶來的生活變化。

其次，該題體現(xiàn)了《高考評價體系》的基礎(chǔ)性、綜合性與應(yīng)用性。藥品自動傳送系統(tǒng)涉及傳送帶、曲線下滑、碰撞、平拋等多個運動過程。這些過程均涉及高中物理的基礎(chǔ)知識，要求學(xué)生綜合運用所學(xué)知識來解決問題，從而突顯了問題的綜合性和挑戰(zhàn)性。此情境不僅是物理知識在醫(yī)療系統(tǒng)優(yōu)化中的實際應(yīng)用案例，也充分體現(xiàn)了物理知識的應(yīng)用性與實踐價值。

再次，該題考查了學(xué)生的科學(xué)思維與科學(xué)探究能力。題目要求學(xué)生對復(fù)雜的情境進行拆解分析，考查了模型建構(gòu)的方法。第（2）問求解中，學(xué)生需要結(jié)合曲線下滑的特點，選擇動能定理來求解阻力做的功，這考查了科學(xué)思維中的科學(xué)推理要素。學(xué)生在綜合動量守恒和能量守恒，碰撞后的總動能等于碰前動能的34等已知條件，列方程組解出A的速度有兩解時，該如何取舍？這要求學(xué)生對兩個結(jié)果進行評估與反思，以此檢驗他們對科學(xué)探究過程和結(jié)果進行評估與反思的能力，體現(xiàn)科學(xué)論證的嚴謹要求。

最后，該題有效地引領(lǐng)高中物理教學(xué)回歸《課程標準》。

作為高考最后一道壓軸題，既沒有繁雜的解題過程，也不需要學(xué)生積累大量刷題得到的二級結(jié)論才能解決。高考試題應(yīng)該引領(lǐng)一線教學(xué)回歸基礎(chǔ)知識與基本技能。^［6］該題旨在引導(dǎo)高中物理教師在教學(xué)中注重學(xué)生對基礎(chǔ)物理模型的理解，關(guān)注力學(xué)途徑的選取與應(yīng)用，強調(diào)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題，以及對物理問題結(jié)果的深入討論與準確判斷，以此培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與科學(xué)探究能力。此題有望改變當前大量訓(xùn)練、重復(fù)操作的練習(xí)或作業(yè)現(xiàn)狀，引導(dǎo)教學(xué)聚焦于育人目的，注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，并強調(diào)提高學(xué)生綜合運用知識解決實際問題的能力。^［7］

4 教學(xué)的啟示

2023年廣東高考物理動量類試題，選擇的真實情境貼近生活實踐，較好地考查了學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究等物理核心素養(yǎng)，引導(dǎo)高中物理一線教學(xué)遵循新版《課程標準》，回歸學(xué)科育人功能。通過試題評析，筆者有以下幾點啟發(fā)。

第一，試題引領(lǐng)高中物理教學(xué)要結(jié)合新版《課程標準》來開展。高中基礎(chǔ)年級應(yīng)遵循學(xué)生認知規(guī)律和學(xué)生發(fā)展水平，設(shè)計基礎(chǔ)性與選擇性課程。對物理規(guī)律的教學(xué)，應(yīng)注重理論推導(dǎo)與實驗設(shè)計環(huán)節(jié)的安排。教師應(yīng)積極落實新版《課程標準》中提出的實踐活動建議，分步驟、分階段地提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。

第二，試題引領(lǐng)高三復(fù)習(xí)備考要研究清楚新版《課程標準》的內(nèi)容要求。只有準確把握新版《課程標準》的內(nèi)容要求，才能使得復(fù)習(xí)課的內(nèi)容選取更加精準，難度更加適宜。教師可以結(jié)合舊版《課程標準》中的行為動詞的說明，來把握教學(xué)內(nèi)容的難度。例如舊版《課程標準》對“理解”這一行為動詞的說明為：闡述、解釋、估計、理解、計算、說明、判斷、分析、區(qū)分。從2023年廣東高考物理試題可以看出，對動量部分的內(nèi)容考查，均在行為動詞說明的范圍以內(nèi)。同理，對于《課程標準》中涉及的“了解”“認識”“理解”“應(yīng)用”等層級要求，教師需要有一個清晰明確的理解，這樣高三備考才能更加精準有效。

第三，研究基于真實情境試題的應(yīng)對方法。命題基于真實的情境，是近年高考題的鮮明特點。在處理情境問題時，要注意引導(dǎo)學(xué)生掌握以下三個環(huán)節(jié)的處理方法：首先，信息提取。學(xué)生要學(xué)會從審題中得出信息，并將信息以草圖的形式展示出來，同時在草圖上標出相應(yīng)的已知條件和所求目標。其次，建模。通過對草圖的分析，學(xué)生需要將其與高中所學(xué)的物理模型進行比對，找到情境中相對應(yīng)的物理模型（或模型組合）。最后，對找到的物理模型，學(xué)生需要結(jié)合實際的已知條件，進行受力分析與過程分析，分析草圖情境中所涉及的物理規(guī)律，并應(yīng)用相應(yīng)的知識進行解答。同時，教師在高三備考中，應(yīng)有意識地加強真實情境試題的選擇與訓(xùn)練，并引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗與啟發(fā)，積累解決真實情境問題的元認知策略。

參考文獻

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