树立核心素养理念 回归物理教学本原——2022年高考（甲卷）理综第24题的解析与启示

田 元

（四川省沐川中学校，四川 乐山 614500）

《普通高中物理课程标准》（2017年版2020年修订）明确提出了高中物理课程要注重体现物理学科的本质，要充分体现出物理学科对提高学生核心素养的独特作用，为学生终身发展、应对现代社会和未来社会发展的挑战打下基础.［1］目前，教育萎缩为教学，教学退缩为教知识点，教知识点收缩为教考点，教考点压缩为教考题，从而形成了教师“反复讲评”，学生“重复刷题”的高中物理教学常态.［2］用“育分”代替了“育人”，这严重背离了物理教学的本原，不利于学生核心素养的提升，不能有效发挥物理教学的育人作用.2022年的高考物理试题对今后高中物理教学起到了很好的引领作用，大量选用生活中常见情境作为题目载体，大量考查通用性的物理方法，试题似曾相识而又不同于平时练习的题目，这就要求对物理知识的学习不仅要知其然，还要知其所以然，让平时机械的“刷题”无法有效转换成高考的“刷分”，很好地将高考试题从“知识立意”“能力立意”转向了“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”.［3］

1 试题回放

（2022年全国甲卷第24题）将一小球水平抛出，使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光.某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光，拍摄的照片编辑后如图1所示.图中的第一个小球为抛出瞬间的影像，每相邻两个球之间被删去了3个影像，所标出的两个线段的长度s1和s2之比为3∶7.重力加速度大小取g＝10 m／s2，忽略空气阻力.求在抛出瞬间小球速度的大小.

图1

2 试题分析与解析

该题以高中物理常见物理模型——水平抛出的小球做平抛运动为背景，着重考查了匀速直线运动、匀加速直线运动、运动的合成与分解、平抛运动以及勾股定理等知识，题目不偏不怪，难度合理，很好地考查了学生的物理观念素养和科学思维素养.

解析：频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，每相邻两个球之间被删去3个影像，所以图片中相邻两球时间间隔为

t＝4T＝0.05×4＝0.2 s.

设抛出瞬间小球的速度为v0，每相邻两球间的水平方向上位移为x，竖直方向上的位移分别为y1、y2，如图2.

图2

根据平抛运动位移公式可得

已标注的线段s1、s2分别为

3 教学启示

3.1 注重物理学科能力的培养

物理学科能力是一种综合性能力，它包括了多个维度，其中观察概括、解释论证、推论预测和探究创新等是不同解构视角中的共性要素，物理学科能力表现框架可归纳为三个能力维度，即学习理解，应用实践，迁移创新.［4］教师在教学中不仅要注重学生观察能力、记忆能力、概括能力等基础能力的培养，还要让学生推理能力、迁移能力、创新能力等高级能力得到提升.以本题为例，对题目所呈现的信息进行有效提取，确定小球水平抛出后的运动为平抛运动就是对学生基础能力的考查，对学生高级能力的考查主要体现在根据题目所描述的情境结合平时所学到的平抛运动相关知识进行合理推理与论证，能够理解平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，同时还需注意，本题较平时常见题有所创新，小球的运动需要分解成两个过程来处理，位移分别为s1和s2，并且s1和s2有关联，它们的长度之比为3∶7，多过程的物理问题必须找到各个过程之间的联系，再利用相关物理规律结合数学知识即可求解.

近年来，我国的教学目标发生了巨大的变化，从以培养学生基本知识与基本技能为主的“双基”目标，发展成“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的“三维”目标，再到以“育人”为目的的“核心素养”目标.从让学生掌握知识和提高考试分数升华成了“育人”和提升学生物理学科的核心素养.注重物理学科能力的培养有利于学生物理学科的核心素养提升，学生在学习物理知识，应用物理知识解决物理问题以及将学习到的物理知识与技能迁移运用到新的物理情境等过程中，将逐渐形成学生的物理观念，同时科学思维能力与科学探究能力也得到了训练和提升，从而进一步养成持之以恒、严谨认真和实事求是的科学态度及社会责任感等.所以我们要提升学生的物理学科核心素养，首先就要从培养学生的物理学科能力入手，从培养学生的学习理解能力、应用实践能力、迁移创新能力等方面着手，而不是单一地、机械地培养学生的解题能力.

3.2 注重过程教学

近年来，“内卷”现象在学校的教学活动中十分常见，学生间的“内卷”体现在加班加点地刷题刷分数，遇到难题向老师请教时，往往也只是请教解决这个问题的方法，而为什么要用这个方法来解决这个问题，或者说是这类问题，学生表现为不想关心.教师间的“内卷”体现在讲解习题时重结果，轻方法，采用大容量讲解的“满堂灌”教学模式，给学生布置的作业量几乎无人能在规定的时间内完成，作业中存在大量重复性训练的习题，教师注重学生解题速度的培养而不注重方法与能力的培养，注重训练学生在考试中取得好的分数，而不注重学生适应社会发展的综合能力的培养.久而久之，老师和学生都只注重“是什么”的“结果”，而不再注重“为什么”的“过程”，更不注重“做什么”的将来.

知识形成的规律，是要让学生通过感知—推理—概括—应用的思维过程去发现真理，掌握规律，提高能力.［5］而不是直接将各种定义、公式、原理等结论性知识进行“死记”，解决问题也不是直接将“死记”的知识进行“硬套”.“死记硬套”只能使学生思维僵化，更谈不上激发学生的潜能，培养学生的创新能力和提升学生的核心素养.具体落实到某一题目的解答，也仍然是一个过程.以本题为例，小球从被抛出，再到经过两个特殊的位置，实际上小球在空间的运动也是一个过程，我们可以分析小球在空间运动情况，结合平抛运动的一般规律进行分析、推理与解答.而不是将平时反复大量机械刷题得到的几种解题“套路”用来生搬硬套，本题巧妙地将小球运动过程中的两段位移以比例形式呈现，生搬硬套用物理公式来堆砌反而使物理问题复杂化，不利于问题的解决.我们不能单纯地理解为试题出现了反“套路”，更应看到试题实际上起到了对今后教学的导向作用，不能就题论题以提高学生的解题能力为目标，而是要在立德树人方面下功夫，回归到物理教学的本原，培养能够适应社会发展和祖国需要的人才.

3.3 注重变式教学

如何将学生从茫茫题海中解救出来，使学生包括解题能力在内的综合能力得以提升，“变式教学”就是一个很好的方法.我们不再以大量相似或者相同的题目让学生进行机械刷题，重复做题，浪费学生宝贵的学习时间，而是将同一个题目进行变式训练，将试题描述的情境进行变换，或将试题已知与未知条件进行变换，或将解决问题运用到的物理知识进行拓展，或将解题方法进行创新等，使学生包括解题能力在内的物理学科能力得以提升.

要做好高中物理的“变式教学”，不仅要做好物理题目的变式训练，更应做好教学方式与方法的改变，教学的最终目的是通过教师的“教”让学生有所“学”，所以归根结底是体现在了学生的“学”上面.学生才是学习的主体，我们不妨将教学的中心转移到接受教育的学生，真正做到以生为本.课堂上我们将更多的时间留给学生，让学生在课堂学习的过程中自己去发现问题，教师针对学生发现的问题或者疑惑先让学生间进行充分的讨论，让学生自己解决问题和归纳解决问题的方法.难度较大的题目或者较难理解的知识点往往只有较少一部分学生能自己处理解决，这时不妨发动不能解决问题的学生来暴露出问题的症结，让能够自我解决问题的学生来分享解题方法或对知识的认识与理解，让他们自己发现问题，自己解决问题，让他们收获知识与体验成功的快乐，这种主动学习使学生掌握的知识更为牢固.美国著名的学习专家爱德加·戴尔研究表明，个人学习或被动学习的学习效果在30%以下，而团队学习、主动学习和参与式学习的学习效果却在50%以上.所以将以老师讲为主的教学变为以学生参与学为主的教学不仅有利于提升课堂教学的效果，也有利于培养学生核心素养，提高学生综合素质.

3.4 注重情境教学、理论联系实际

《中国高考评价体系》明确指出素质教育培养出的合格人才应该能够学以致用，能够探索并解决日常生活、学术科研、国家发展乃至人类社会所面临的各种实际 问 题，［6］这 就 要 求教学中必须注重理论联系实际，注重物理知识与现代科学技术、社会与经济的发展相联系，注意物理知识在日常生产、生活等方面的应用.将物理试题情境化、生活化，不仅有利于培养学生应用物理知识解决物理问题的能力，还有利于培养学生将生活情境转化为物理情境的能力，培养学生实事求是的科学态度.将前面的题目转化为物理情境：将一小球从O点水平抛出，下落轨迹如图3所示，已知小球由O点到A点和由A点到B点所用时间均为0.2 s，两段位移之比为s1∶s2＝3∶7.重力加速度大小取g＝10 m／s2，忽略空气阻力.求小球抛出时的速度大小.

图3

这样一来，试题的难度下降了不少，问题变得迎刃而解了.以2022年全国高考物理试题的甲、乙两套试卷为例，涉及到理论联系实际的题目就多达8道（如表1）.

表1

物理教师要引导学生从“解题”向“解决问题”的转变，就必须在平时的教育教学活动中，注意理论联系实际，引导学生把生活中的真实情境转化为物理情境，建立物理模型，提升学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力，从而促进学生核心素养的培养和发展.

3.5 注重试题表达准确易懂

高考被认为是一种最为公平的竞争，一直都具有极高的社会关注度，所以试题的描述必须注重严谨，避免引起歧义，易于学生理解题意.试题中描述“使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄”，以及“某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光”，这些内容都容易让考生理解频闪仪和照相机是两个设备，而两个设备是独立工作还是协同工作，以及怎样协同工作试题没有交代，拍摄的是照片还是视频也没交代.当然，考生会与使用手机拍照进行类比，认为二者是同时工作的，也就是说频闪仪闪光的同时照相机会进行拍照，但试题后来描述的“某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光”，就容易让考生想到是不是有某次拍摄时频闪仪没有闪光，或者是频闪仪闪光时相机没有拍照.分析整个题目可以大概认为这里的频闪仪和照相机实际上就是一台频闪摄影器材，那么这里是否可以直接描述为频闪照相机，再对频闪照相机拍摄原理做一个简单介绍，让包含偏远落后地区在内的所有学生都能轻松理解题意.将考查目的指向物理问题本身，而不是对题意的揣摩.提出这个建议似乎有点吹毛求疵，但对培养学生的科学态度与责任应该说是极为有利的.

通过对2022年高考（甲卷）理综第24题的解析，再结合整套试题的分析，笔者感受到了高质量高考试题之所以优秀，是因为通过一套试题就可以准确回答“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”.［6］教育教学工作者也应该在此引导下，回归到物理教学的本原，培养学生物理学科核心素养.