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从高考试题的情境设置浅谈物理常规教学对应策略

2021-03-27赵林浩

科学与生活 2021年35期
关键词:机械能小车试题

赵林浩

摘要:教育部基于学生德智体美劳全面发展要求,构建了具有指导意义的高考评价体系。本文结合2021年高考试题中新的试题变化,从试题的情境设置与解法两个方面分析,进而阐述了试题的情境载体设置对物理常规教学的启示。

关键词:情境载体简单情境活动复杂情境活动教学启示

高考评价体系主要由“一核”、“四层”、“四翼”三部分组成。其中“一核”为核心功能,既立德树人,服务选材,引导教学。是对素质教育中高考核心功能的概括,回答:“为什么”考的的问题。四层为考查内容,既核心价值,学科素养,关键能力,必备知识,回答:“考什么”问题。四翼为考查要求,既基础性,综合性,应用性,创造性,回答“怎么考”的问题。高考评价体系在四层、四翼的基础上还明确规定了高考考查的试题载体-----情境。考试以“情境”承载考查内容,实现高考考查的要求。

高考试题通过情境载体,体现“四层”的考查内容;实现“四翼”的考查要求。基于情境的复杂程度,情境活动可分为两层:第一层是简单的情境活动,第二层是复杂的情境活动。结合物理学特点,高考试题中的简单情境活动主要对应“四翼”中的基础性考查要求,重点考查日常教学中学生必备知识的储备,基础思维方式应用。复杂情境活动主要考查学生应用物理知识解决生活实践问题,学习探索问题的综合素质。复杂情境活动试题体现考查的“综合性”“应用型”和“创新性”。本文以2021年高考试题为例,试从高考情境试题设置与日常物理教学的关系为突破口,来寻求新高考评价体系下物理教学的对应策略,以期获得更好教学效果。

一、基于基础知识考查下的情境活动的教学策略

2021(全国甲卷)15题。“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图,先将纽扣绕几圈,使穿过纽扣的两股细绳拧在一起,然后用力反复拉绳的两端,纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后,纽扣绕其中心的转速可达50r/s,此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为( )

A.10m/s2        B.100m/s2          C.1000m/s2        D.10000m/s2

解析:该题以生活中常见的圆周运动为问题情境,意在考查学生从实践中抽象出物理模型;应用基本物理公式解决问题的能力。由:  100m/

教学启示:必修二曲线运动中圆周运动的描述,学生开始接触往复运动的研究方法:线速度—v,角速度—ω,周期—T。常规教学中我们只注重周期T的讲述,忽略n的意义与应用;注重  等公示的机械记忆而忽略公式的理解。从此题解法可以看出只要学生理解了转速n的含义,并能合φ理利用转速公式,问题就会迎刃而解。

教学策略:(1)应注重基础物理量意义的理解、应用,避免强制的机械记忆。(2)多引导学生应用基本知识解决生活实际问题,教学回归生活;理论联系实际,勤思考探究,减少大量的试题训练。

二、基于综合性应用考查下的综合实践情境试题的教学策略

2021(全国卷)24题。如图,一倾角为 的光滑斜面上有50个减速带(图中未完全画出),相邻减速带间的距离均为d,减速带的宽度远小于d;一质量为m的无动力小车(可视为质点)从距第一个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现,小车通过第30个减速带后,在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面,继续滑行距离s后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为 ,重力加速度大小为g。

(1)求小车通过第30个减速带后,经过每一个减速带时损失的机械能;

(2)求小車通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能;

(3)若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能,则L应满足什么条件?

解析:本题以汽车下坡时设置减速带为命题依据,解题时

要将失去动力的汽车在下坡时的运动实例处理成物理中斜面滑块模型。要求学生要在能量守恒这一物理思想观念引领下,综合应用运动学、力学、动能定理等知识解决这一较复杂问题。解题过程考查学生:对运动的过程分析、综合应用知识的能力、通过解题结论创造性的总结得到理论对实践的指导意义。

(1)设小车通过第30个减速带后,经过每一个减速带损失的机械能为△E,由于相邻减速带间平均速度相等。所以损失的机械能等于减少的重力势能:

(2)由(1)知小车通过第50个减速带后的速度为v1,则在水平地面上根据动能定理有

从小车开始下滑到通过第30个减速带,由动能定理得

解得

故在每一个减速带上平均损失的机械能为

(3)由题意可知

从此题的解题过程得到1.物理是一门重过程的学科。此题要先分析清小车先做匀加速,而后与前30个减速带碰撞过程中,损失的机械能大于减少的重力势能,速度逐渐减小;当运动到第30个减速带以后每两个减速带之间减少的势能等于碰撞损失的机械能,所以速度才不会变化。学生只有分析清这一复杂运动过程,才会找到解题思路理清物理量之间关系。解题过程启示我们教学中多对学生进行过程分析训练;注重培养学生过程思维的条理性、整体性;切勿记忆性机械识记,只重结果不重视过程。2.注重能量守恒这一物理基本思想的解题应用。让学生深刻领悟,任何运动过程都伴随着能量变化,能量伴随着运动的始终。教学中应向学生深入渗透这一重要思想,并能利用能量守恒这一思想,分析运动过程,统领解题全局,解释验证题目结果。

总之,新高考评价体系下“四翼”考查要求是通过“情境”载体来实现的。简单的情境考查基本知识、必备能力的要求。复杂情境活动对应综合能力、创新能力的考查。新高考评价体系下的物理教学策略:⑴基础知识的讲述应深挖物理概念、理论公式的基本内涵与外延;理清基本物理量、物理概念提出的问题情境背景,理解解决问题的基本思想。⑵综合应用类内容的讲述,应注重培养学生的探究能力;重视过程分析,能在牛顿运动定律、能量守恒、动量守恒的物理思想统领下应用多方面知识解题。物理教学要多引导,勤探究,以学生为主体摒弃题海战术,培养学生的分析综合能力、创新意识,落实学科核心素养。

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