例谈高中物理命题中落实立德树人核心的情境创设

摘 要：《中国高考评价体系》提出，高考命题应选择合适的素材，通过真实的问题背景来建构试题，在实际问题的背景中发挥核心价值的引领作用，使学生运用必备知识来解决问题。本文结合实例探讨了高中物理命题如何创设情境，落实高考“立德树人”的核心功能。

关键词：命题；立德树人；情境创设

2019年颁布的《中国高考评价体系》，明确了高考的核心功能是“立德树人、服务选才、引导教学”［1］。同时，《中国高考评价体系说明》指出：高考评价体系中所谓的“情境”即“问题情境”。“问题情境”指的是真实的问题背景，是以问题或任务为中心构成的活动场域。情境分为“生活实践情境”和“学习探索情境”两种。［2］如何通过建构这两种情境来发挥核心价值的引领作用，使学生能够运用必备知识和关键能力解决实际问题，是我们当前命题研究的主要方向。

高中物理课程是普通高中自然科学领域中的基础课程。从学科的角度来看，物理与现实生活密切相关。然而，真实情境往往比较复杂，其中涉及许多与题设无关的变量，因此在命题时，我们往往倾向于使用抽象的物理模型。这样做虽然可以考查学生所必备的物理知识，但却忽视了高考“立德树人”的核心任务。试题作为考查的基本单元，与课堂讲解和练习中的物理模型不同。创设合适的真实情境话题不仅可以考查物理知识，还能强化育人功能。下文将结合实例探讨如何创设情境。

1 生活实践情境

生活实践的情境来源于我们的日常生活以及生产实践，特点是素材丰富、来源广泛。下文将从四个类型的情境创设来分析。

1.1 核心价值观情境

为了体现立德树人的根本任务，应将社会主义核心价值观融入命题中，让学生在解决物理问题时能够不断地进行内化。

（以考查匀变速直线运动为例）一辆小汽车在运动过程中，因前方堵车，先做匀减速运动，直至道路通畅后，重新加速启动。小车运动的v-t图像如图1所示，求小汽车因堵车而多花费的时间。

虽然堵车是一个日常生活问题，但其作为题目的立意并不合适。我们可以做如下的情境创设。

汽车礼让行人已经成为城市交通亮丽的风景。一辆小汽车沿平直路面匀速行驶，在斑马线前礼让行人过程的v-t图像如上图所示，求小汽车因礼让行人而多花费的时间。

虽然两个情境所考查的物理知识相同，但从立意来看差别很大，礼让行人的情境创设体现了“文明”这一核心价值观。再如物理学史类的情境、团结协作的情境等，都能够体现价值观的导向。

1.2 科学技术情境

科学技术情境可以让学生认识科学技术、接触科技知识、了解科学前沿，从而激发学生对科技的兴趣，帮助学生增长创造的兴趣，加深学生对未来和科技发展的思考，培养学生主动学习的能力。

（以考查超重、失重为例）在电梯中悬挂一个弹簧测力计，弹簧测力计下端挂一个质量为0.3kg的物体，重力加速度为10m/s2。当整个电梯以大小为2m/s2的加速度匀加速上升时，求弹簧测力计的读数。

该题目情境的创设略显牵强，虽然电梯上升的加速度可能在短时间内达到稳定，但是弹簧秤的示数很难在短时间内稳定。我们可以利用先进的科学技术创设以下超重和失重的考查情境。

目前许多智能手机都配备了加速度传感器，能够通过图像显示加速度的变化。当用手掌平托手机并打开加速度传感器时，将手机向上抛出，我们可以获得加速度随时间变化的图像（如图2所示）。根据图像，我们需要判断：

（1）手机是在哪个时刻脱离手的？

（2）在t2至t3时间段，手机是处于超重状态还是失重状态？

通过创设这样的情境，学生可以了解到手机科技的快速发展，感受到手机操作变得更加便捷。学生可以轻松地联想到，通过在电梯中平托手机也能测量自身的加速度。这种做法与使用弹簧测力计来测量超重和失重相比，更能体现科技的进步。在当今社会，科技的发展日新月异，例如手机的无线充电技术、加湿器的冷蒸发技术等。教师让学生多接触、多了解这些技术的物理原理，能够让学生学以致用。

1.3 体育运动情境

体育运动中蕴含着丰富的物理知识，可以说各类体育运动都是创设情境的宝库。体育运动的情境在各类习题、试题中都有所体现，例如人教版高中物理教材必修第二册第六章“复习与提高”B组第7题［3］，以及多个省份的高考试题等。创设体育运动的情境，能够让学生接触了解体育知识，从而培养学生对体育运动的兴趣。

（以考查平抛运动为例）如图3所示，在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球，经时间t1落到斜面上B点处。若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出，经时间t2落到斜面上的C点处。求：

（1）AB和AC的距离之比；

（2）t1和t2之比。

这样的抽象模型在讲解平抛运动的规律和基础训练的时候很适用，相应的情境创设如下。

北京冬奥会成功举办，使北京成为世界仅有的“双奥之城”。跳台滑雪是冬奥会重要竞技项目。如图4所示，运动员在第一次以速度v在滑雪道上水平飞出，经时间t1落在B点，第二次因失误以速度0.5v水平飞出，经时间t2落在C点。（问题略）

由于滑雪运动需要的条件较高，所以平抛运动还可以用排球、篮球、飞镖、射箭等运动来创设情境。

1.4 实际生活、生产情境

在日常生活中，学生需要学会从常见的现象中抽象出物理模型，这种能力需要逐步培养。创设能够激发学生思考的情境，有助于帮助他们养成勤于思考的习惯，并帮助他们提高从实际现象中抽象、建模的能力。

（以考查共点力的平衡为例）如图5所示，物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持拉力F的大小不变，方向与水平面成45°角，物块也恰好做匀速直线运动，求物块与桌面间的动摩擦因数。

基于该模型，还可以创设如下情境。

小明通过绳子拉动地面上的木箱，起初小明认为水平拉应该最省力。当保持水平匀速拉动时，所用拉力为F，水平拉动较为吃力。通过尝试，小明发现拉力方向与水平面成45°角时，木箱能保持匀速直线运动状态所需的拉力也为F。请你通过计算确定木箱与地面间的动摩擦因数和使木箱做匀速直线运动的最佳角度。

通过创设情境，学生可以将日常生活中遇到的拉箱子问题转化为物理模型，激发自己思考。

下文是生产情境中涉及牛顿力学的多过程问题的一个实例。

（2022年浙江高考6月卷第19题）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图6所示，倾斜滑轨与水平面成24°角，长度L＝4m，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为μ＝29，货物可视为质点（取cos24°＝0.9，sin24°＝0.4，重力加速度g=10 m/s2）。（问题略）

该情境是一个实际的应用的过程，其展示了通过滑轨将货物装到卡车上的过程，意在让学生了解实际的物流过程；该题所用的数据也是实际数据的近似值，让学生能够感受到这是一个真实的情境。

2 学习探索情境

学习探索的情境可以分为两类：一类是实际实验情境，另一类是解决问题情境。

2.1 实际实验情境

物理是以实验为基础的学科。在物理的学习过程中，学生需要通过重复已有实验，学会根据原理设计实验，选择相应的实验器材，设计实验步骤，收集并处理实验数据，分析实验误差。目前，各省的高考题中实验部分的分值比重有所增加。对实验知识的考查不仅限于实验题，还渗透到了其他题型中。实验题目是基于真实实验情境的。在创设这些情境时，一个重要的要求就是保证情境的完整性。

在进行实验时，从实验设计到最终的误差分析，考查的不仅是学生对相关知识点的掌握程度，更重要的是学生对整个实验流程的全面理解。在新高考改革后，江苏卷的实验题一直以完整性为考查核心。这样的考查方式虽然可能无法涵盖力学、电学和其他领域，但对于引导教学方向来说却极为关键。因此，命制实验题目应当重视学生对完整实验流程的掌握。

2.2 解决问题情境

所有命题的最终目的都是引导学生解决问题。在命题时，将解决问题的情境独立出来，特别适用于开放性习题的命制。在选择题目材料时，学生的创新能力是一个重要的考量因素，而最能体现学生创新能力的是他们获取和应用新知识的能力。

（以考查振动为例）在弹吉他时，拨动琴弦，琴弦会发生振动。琴弦振动的频率f由琴弦的质量m、长度L和张力F共同决定。请通过分析，写出琴弦振动的频率f与琴弦的质量m、长度L和张力F的比例关系式。

本题可以通过提供琴弦振动的材料来进行情境创设。在分析过程中，学生需要运用量纲分析法，并根据提供的材料进行灵活思考。

教师可以结合教材的拓展内容建构此类情境。另外，推导电容器能量公式、探究弹簧能量公式以及分析薄膜干涉的半波损失等也都是优秀的命题素材。

3 结语

以上对情境创设的思考仅是对情境创设进行了简单的分类，并通过几个实例指出了各类情境创设的可能方向。在实际的命题过程中，相同的知识点可以通过不同的情境来考查，而且各类情境也可以相互融合，这要求我们在命题过程中进行综合考虑。

参考文献

［1］教育部考试中心.中国高考评价体系［M］.北京：人民教育出版社，2019：6.

［2］教育部考试中心.中国高考评价体系说明［M］.北京：人民教育出版社，2019：36．

［3］人民教育出版社 课程教材研究所 物理课程教材研究开发中心.普通高中教科书 物理 必修 第二册［M］.北京：人民教育出版社，2019：42．