以“STSE”為背景的2016年高考試題探析

肖飛燕 錢呈祥

(1. 浙江省永嘉中學(xué),浙江 溫州 325100; 2. 浙江永嘉縣上塘中學(xué),浙江 溫州 325100)

以“STSE”為背景的2016年高考試題探析

肖飛燕1錢呈祥2

(1. 浙江省永嘉中學(xué),浙江 溫州 325100; 2. 浙江永嘉縣上塘中學(xué),浙江 溫州 325100)

以“STSE”為背景的高考物理試題，關(guān)注物理學(xué)在社會(huì)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用,具有多樣性、綜合性的特點(diǎn),立意新穎、構(gòu)思巧妙、可讀性強(qiáng),注重考查學(xué)生物理基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用、情景過程的解讀、物理模型的轉(zhuǎn)化、思想方法的應(yīng)用等諸多方面.

高考物理；STSE;素材

“STSE”是科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的英文縮寫,是物理教育的重要內(nèi)容，在新課改理念引領(lǐng)下,STSE類試題成為高考物理中的熱點(diǎn)和亮點(diǎn)之一.該類試題重視物理學(xué)與自然、社會(huì)問題的聯(lián)系,通過實(shí)際物理情景的創(chuàng)設(shè),要求考生通過分析,從真實(shí)情景中抽象出物理模型,再?gòu)奈锢砟Ｐ椭蟹治銎渲械奈锢硪?guī)律、各物理量的變化及相互之間的關(guān)系.體現(xiàn)以知識(shí)為載體的能力測(cè)試主導(dǎo)思想,注重考查對(duì)物理概念、規(guī)律的理解，強(qiáng)調(diào)知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，注重考查考生應(yīng)用語言文字、數(shù)學(xué)方法表達(dá)物理思想與物理過程的能力，注重考查學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,有利于高校選拔有學(xué)習(xí)潛能的合格新生,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣,形成科學(xué)的價(jià)值觀.本文探析以“STSE”為背景的2016年高考物理試題,以期拋磚引玉.

1 2016年高考物理“STSE”試題評(píng)析

例1(北京卷第20題):霧霾天氣是大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述,是特定氣候條件與人類活動(dòng)相互作用的結(jié)果.霧霾中,各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則,但可視為密度相同、直徑不同的球體,并用PM10、PM2.5分別表示直徑小于或等于10μm、2.5μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫).某科研機(jī)構(gòu)對(duì)北京地區(qū)的檢測(cè)結(jié)果表明,在靜穩(wěn)的霧霾天氣中,近地面高度百米的范圍內(nèi),PM10的濃度隨高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小,且兩種濃度分布基本不隨時(shí)間變化.據(jù)此材料,以下敘述正確的是( ).

A. PM10表示直徑小于或等于1.0×10-6m的懸浮顆粒物

B. PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其受到的重力

C. PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運(yùn)動(dòng)

D. PM2.5濃度隨高度的增加逐漸增大

評(píng)析:本題考查布朗運(yùn)動(dòng).對(duì)于信息題,不要過多關(guān)注題目的長(zhǎng)度,一定要仔細(xì)閱讀題干,從中找出相應(yīng)的信息,布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),不是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),形成的原因是由于液體分子對(duì)懸浮微粒無規(guī)則撞擊引起的,布朗運(yùn)動(dòng)既不是顆粒分子的運(yùn)動(dòng),也不是液體分子的運(yùn)動(dòng),而是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映.本題中B選項(xiàng)正確.

例2(江蘇卷第6題):電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,磁體附近的金屬弦被磁化,因此弦振動(dòng)時(shí),在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音,下列說法正確的有( ).

A．選用銅質(zhì)弦,電吉他仍能正常工作

B．取走磁體,電吉他將不能正常工作

C．增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

D．磁振動(dòng)過程中,線圈中的電流方向不斷變化

評(píng)析:選用銅質(zhì)弦時(shí),不能被磁化,不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,電吉他不能正常工作,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;取走磁體時(shí),金屬弦磁性消失,電吉他不能正常工作,選項(xiàng)B正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),選項(xiàng)C正確;根據(jù)楞次定律可知,磁振動(dòng)過程中,線圈中的電流方向不斷變化,選項(xiàng)D正確.

例3(天津卷第8題):我國(guó)高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平,和諧號(hào)動(dòng)車組是由動(dòng)車和拖車編組而成,提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車,不提供動(dòng)力的車廂叫拖車.假設(shè)動(dòng)車組各車廂質(zhì)量均相等,動(dòng)車的額定功率都相同,動(dòng)車組在水平直軌道上運(yùn)行過程中阻力與車重成正比,某列動(dòng)車組由8節(jié)車廂組成,其中第1和5節(jié)車廂為動(dòng)車,其余為拖車,則該動(dòng)車組( ).

圖2

A. 啟動(dòng)時(shí)乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動(dòng)的方向相反

B. 做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),第5、6節(jié)與第6、7節(jié)車廂間的作用力之比為3∶2

C. 進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的速度成正比

D. 與改為4節(jié)動(dòng)車帶4節(jié)拖車的動(dòng)車組最大速度之比為1∶2

評(píng)析:此題是力學(xué)綜合問題,考查牛頓第二定律、功率以及動(dòng)能定理等知識(shí)點(diǎn);解題時(shí)要能正確選擇研究對(duì)象,靈活運(yùn)用整體及隔離法列方程;注意當(dāng)動(dòng)車功率一定時(shí),當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),動(dòng)車的速度最大，選項(xiàng)D正確.

圖3

例4(浙江卷第17題):如圖3所示為一種常見的身高體重測(cè)量?jī)x.測(cè)量?jī)x頂部向下發(fā)射波速為v的超聲波,超聲波經(jīng)反射后返回,被測(cè)量?jī)x接收,測(cè)量?jī)x記錄發(fā)射和接收的時(shí)間間隔.質(zhì)量為M0的測(cè)重臺(tái)置于壓力傳感器上,傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比.當(dāng)測(cè)重臺(tái)沒有站人時(shí),測(cè)量?jī)x記錄的時(shí)間間隔為t0,輸出電壓為U0,某同學(xué)站上測(cè)重臺(tái),測(cè)量?jī)x記錄的時(shí)間間隔為t,輸出電壓為U,則該同學(xué)的身高和質(zhì)量分別為( ).

評(píng)析:此題以身高體重測(cè)量?jī)x為背景,考查了物體的平衡、傳感器及速度的計(jì)算問題;關(guān)鍵是搞清測(cè)量的原理,然后聯(lián)系物理知識(shí)列方程解答;此題難度不大,但是題目新穎,有創(chuàng)新,能較好地考查學(xué)生分析問題、處理問題的能力，選項(xiàng)D正確.

2 高考物理“STSE”的命題趨勢(shì)

“STSE”物理題常以日常生活、現(xiàn)代科技應(yīng)用為背景,注重理論聯(lián)系實(shí)際,體現(xiàn)了物理與生產(chǎn)、生活實(shí)際的密切聯(lián)系,體現(xiàn)了新課改所倡導(dǎo)的“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”的課改理念.試題情境設(shè)計(jì)注重加強(qiáng)物理與生活、社會(huì)的聯(lián)系,考查考生運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,要求學(xué)生對(duì)試題所展示的實(shí)際情景進(jìn)行分析、判斷,弄清物理情景,抽象出物理模型.然后運(yùn)用相關(guān)物理知識(shí)得出正確的結(jié)論，其特點(diǎn)為選材靈活、形態(tài)復(fù)雜、立意新穎，對(duì)考生的理解能力,推理能力,綜合分析應(yīng)用能力,尤其是從背景材料中抽象、概括、構(gòu)建物理模型的能力要求較高,是備考的難點(diǎn).

實(shí)際應(yīng)用型命題不僅能考查考生分析問題和解決實(shí)際問題的能力,而且能檢驗(yàn)考生的潛能和素質(zhì),有較好的區(qū)分度,有利于選拔人才.2016年高考題加大了對(duì)理論聯(lián)系實(shí)際的考查,突出“學(xué)以致用”,充分體現(xiàn)了由知識(shí)立意向能力立意轉(zhuǎn)變的高考命題方向.

解決實(shí)際應(yīng)用型題目的過程,實(shí)質(zhì)是對(duì)復(fù)雜的實(shí)際問題的本質(zhì)因素(如運(yùn)動(dòng)的實(shí)際物體、問題的條件、物體的運(yùn)動(dòng)過程等)加以抽象、概括,通過純化、簡(jiǎn)化,構(gòu)建相關(guān)物理模型,依照相應(yīng)物理規(guī)律求解，并還原為與實(shí)際問題相關(guān)的終結(jié)答案的過程.其解題思路為:首先,攝取背景信息,構(gòu)建物理模型.在實(shí)際題目中,錯(cuò)綜的信息材料包含著復(fù)雜的物理因素,要求考生在獲取信息的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上,對(duì)題目信息加工提煉,通過抽象、概括、類比聯(lián)想、啟發(fā)遷移等創(chuàng)造性的思維活動(dòng),構(gòu)建出相關(guān)的模型(如對(duì)象模型、條件模型和過程模型等).其次,要弄清實(shí)際問題所蘊(yùn)含的物理情景,挖掘?qū)嶋H問題中隱含的物理?xiàng)l件,化解物理過程層次,探明物理過程的中間狀態(tài),理順物理過程中諸因素的相互依存、制約的關(guān)系,尋求物理過程所遵循的物理規(guī)律,依據(jù)規(guī)律得出條件與結(jié)果間的關(guān)系方程,進(jìn)而依常規(guī)步驟求解結(jié)果.

要提高復(fù)習(xí)的效果,就要研究近年來物理學(xué)科高考特點(diǎn)和考題,為課堂設(shè)計(jì)、習(xí)題選擇提供指導(dǎo).近年來物理學(xué)科高考特點(diǎn)為穩(wěn)中求變,體現(xiàn)了課改方向，加大了考查能力的力度,命題設(shè)計(jì)突出真實(shí)性和情境性.重視考查學(xué)生得出結(jié)論的過程，注重基礎(chǔ),突出主干,較好地處理主干知識(shí)與非主干知識(shí)考查的關(guān)系;以聯(lián)系生活、生產(chǎn)實(shí)際、科學(xué)前沿為背景,關(guān)注科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀,滲透科學(xué)研究方法;關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用所帶來的社會(huì)熱點(diǎn)問題;理論聯(lián)系實(shí)際試題多在知識(shí)與生活的交匯點(diǎn)設(shè)計(jì)試題,這些試題要求學(xué)生注重對(duì)事物整體結(jié)構(gòu)、功能的認(rèn)識(shí),以及對(duì)事物變化發(fā)展過程的分析理解.其次,理論聯(lián)系實(shí)際試題多以現(xiàn)實(shí)中的問題為命題立意,這些試題大多綜合社會(huì)的熱點(diǎn)、焦點(diǎn)以及與人類生活密切相關(guān)的話題,強(qiáng)調(diào)人與自然、與社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的現(xiàn)代意識(shí),這類試題需要學(xué)生積極主動(dòng)地去關(guān)心國(guó)家、社會(huì)和全人類的發(fā)展,有利于將學(xué)生從死記硬背中解放出來,到社會(huì)中去學(xué)習(xí).有必要增設(shè)一些科普性的專題講座,如“科技發(fā)展史與科技前沿”“空間技術(shù)的開發(fā)與利用”“環(huán)境與人類的發(fā)展”等等,以拓寬學(xué)生視野.教師應(yīng)徹底改變一講到底的課堂模式,應(yīng)結(jié)合具體的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知能力,實(shí)施以學(xué)生為主體的啟發(fā)式教學(xué),點(diǎn)燃學(xué)生探求知識(shí)的火花,激發(fā)他們的創(chuàng)造興趣.教師要不斷地“誘導(dǎo)、激勵(lì)、點(diǎn)撥”,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的,這樣才能在高考中以不變應(yīng)萬變,取得好成績(jī).

[1]陸真,沈婷,錢海濱.從點(diǎn)綴到主角——新世紀(jì)科學(xué)教育中STSE的課程形式與功能演進(jìn)[J].課程·教材·教法,2009,(3).

[2]喬紅華.STSE教育在中學(xué)物理教學(xué)中的實(shí)踐研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué),2005.