素质教育背景下的高考物理试题背景趋势探究

    于斌

    高中物理是一门实用性很强的学科，在工业生产、日常生活和科技发展等方面有着广泛的应用.素质教育背景下的高中物理教学根本目的是培养学生的理论应用与实践的能力，即能够将具体的生活现象转化成物理模型，从而运用物理知识进行分析和解决.就近几年的高考试题发展趋势来看，越来越多的试题采用真实的生产、生活实际问题为试题背景，来考查学生的知识实际应用能力，其主要类型有以下方面.

    一、物质模型的具体化趋势

    高中物理中的物质模型主要是质点、点电荷、理想气体、弹性小球、轻质弹簧、理想化的匀强电场、磁场等.学生在实际的物理学习和探究过程中，常常接触这些理想化的物质模型，对其并不陌生，就质点来说，在运动有关的问题中，学生也是常常的接触到，对一些圆形、正方形、矩形的物体自然而然地看作是质点.但是对于生活中的一些具体物体，尤其是一些不规则的物体，学生往往会感到力不从心，这就影响学生对问题的分析和解答效率.

    例1 （2018全国2卷15题）高空坠物极易对行人造成伤害.若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ?）

    A.10N ?B.102N ?C.103N ?D.104N

    分析：本题是一个非常简单的动量计算试题，将鸡蛋看成一个质点，通过动能定理或机械能守恒定律求出鸡蛋落地的速度即可.但本题以高空坠物为试题背景，研究对象由学生所熟悉的小球变为真实的“鸡蛋”，并从25层高楼抛下，增加了问题的真实性，根据常识，楼房一层大约高3米，本题可以看做是质点从75米的高度自由落下，对地面产生的冲击力为多少？则运用动能定理可以得出mgh=12mv2，从而求出鸡蛋落地的瞬时速度，最后根据动量定理和牛顿第三定律求出鸡蛋对地面的冲击力.

    二、过程模型真实化

    高中物理试题会涉及各种运动问题，学生在学习和研究中常常涉及的运动过程模型有平抛运动、匀速直线运动、匀速圆周运动、匀变速直线运动、简谐运动等;物理场强的过程模型有匀强磁场的磁感应强度均匀增加、减小，电场强度的均匀增加、减小等;理想气体的状态变化有等压变化、等温变化、绝热变化、等容变化等.这些都属于学生熟悉的过程理想模型，大多数学生能够正确地分析和运用公式，通过已知量对未知量进行分析和求解.但这些理想化模型也会让学生的思维僵化，通过套用方式解决问题，一旦试题的场景变了，学生就会手足无措.鉴于此，高中物理教师要结合真实的情境提升学生知识灵活运用的能力，根据真实情况进行过程模型的构建，从而有效地解决问题.

    例2 （2018年江苏卷6题）火车以60m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°.在此10s时间内，火车（ ?）.

    A.运动路程为600m

    B.加速度为零

    C.角速度约为1rad/s

    D.轉弯半径约为3.4km

    分析：高中物理教材中的各种理想化过程模型都是从生活中的具体现象抽象得来的，教师应该引导学生运用过程模型的原理解决生活生产中一些实际问题.本题以常见的交通工具火车为背景，以指南针的偏转角度和过程为研究对象，这样的情境既让学生感到熟悉，有探究的欲望，也能激发学生的实际问题分析兴趣.火车以60m/s的速率转弯，可以抽象为一个匀速圆周运动模型，10s内通过的路程为600m，火车做圆周运动属于变速运动，因此合力不为零，加速度也就不可能为零了.火车的角速度其实就是指南针的偏转角速度，指南针的指针在偏转的过程中同样做匀速圆周运动，因此角速度为ω=ΔθΔt，带入解得为3.14180（rad/s），知道角速度和运动速度，火车的运动半径也就迎刃而解了.

    总而言之，在新课程改革素质教育的趋势下，不仅要让学生能够运用常见的理想化模型进行物理问题的解决，更要将生产生活中的真实情境和现象融入到物理教学中，引导学生能够将熟悉的生活现象抽象成理想化模型，从而提高学生的思维能力和创新能力.真实的物理现象更具有说服力和生命力，在加深学生理解物理知识的同时，能够有效地促进学生的自主学习能力和探究能力的提升，教师要注重让学生运用物理知识进行生活实际问题的分析和解答，让物理问题能够从理想化的模型转化到真实的生活生产现象中，从而推动新课程改革的发展，提高学生的物理核心素养.