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新高考背景下物理学科核心素养培养的教学策略

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车慧清施生晶

摘??要：在新颁布的《中国高考评价体系》背景下，通过分析新高考物理试题的考查内容和考查要求，对标蕴含的物理学科核心素养，得到教学启示，助力于高考备战。

关键词：中国高考评价体系;核心素养;教学策略

《普通高中物理课程标准》（2017年版2020年修订）提出的物理学科核心素养包括：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度和责任四个方面[1]。2020年高考全国物理试题全面对标《中国高考评价体系》，注重物理学科核心素养的考查。本文基于高考试题分析，挖掘其所蕴含的核心素养，并提出针对性的教学策略，为高考备考提供参考。

1?2020年全国1卷物理压轴题的命题思路和解题方法赏析

1.1?原题再现

【原题】在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图1所示。质量为m，电荷量为q（q0）的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。

知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ=60°。运动中粒子仅受电场力作用。

（1）求电场强度的大小;

（2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？

（3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0，该粒子进入电场时的速度应为多大？[2]

1.2?命题意图分析

“中国高考评价体系”提出的“一核?四层?四翼”明确回答了高考“为什么考”“考什么”“怎么考”这三个重要命题[2]。本题紧扣评价体系，不仅考查学生对物理学科必备知识的掌握程度，进一步考查了学生学会分析问题、处理问题的关键能力和核心素养。作为一道单体多过程的综合性计算题，较往年物理学科的压轴题难度适中。带电粒子在静电场中的运动为载体，考查的必备知识是点电荷在静电场中的运动，运动学的基础知识、类平抛运动、动能定理和动量定理等;考查学生对已掌握理论知识，学会融会贯通的知识迁移能力;进一步考查学生用运动学中类平抛运动，通过分析研究带电粒子的静电场运动问题物理模型进行建构，并进行相互推理论证的科学思维。

基于上述考查目标，题目设置了有界电场为约束条件，探究带电粒子在静电场中的运动规律，动能变化和动量变化规律。首先需要学生运用数学知识，结合题设条件先确定物理模型中的几何关系，再通过分析推理，得到带电粒子在初速度与所受唯一力垂直的前提下，参考类平抛运动模型进行解题。

1.3?两种不同解题思路赏析

通过上述对于本题考查内容和命题意图的分析，已经明确了本题所涉及的主要知识点和解题思路，以下采用“审题—建构—求解—检验”四个解题环节对两种解题思路分别进行比较分析，如图3所示。

按照图3给出的解题思路和相关物理模型构建出发，统筹分析题目涉及到的物理量、运动过程和运动规律，分别从动能定理和动量定理原型的基础物理模型和等效重力场的综合性物理模型这两个方面出发，进行解题。

第1问考查静电场的电场强度E大小，学生只要对题目给出的物理模型分析，结合动力学和运动学的基本知识便可以迎刃而解。第2问考查力对空间的积累效应，求使粒子穿过电场后的动能增量最大所对应的初速度，解法一：可以从功能原理入手，根据动能定理，要使动能增量最大，则电场力做功要最大，那么在有界条件下，结合几何关系可以容易得到最大位移应该在图2所示的D点位置;解法二：可以从等效重力场模型的类平抛运动入手，寻找等效最低点进行解题。第3问考查力对时间的积累效应，求穿过电场前后动量变化量的大小为mv0的初速度，要求学生在知识脉络中要推理动量改变量等于該时间内电场力产生的冲量，且已知条件给出了当初速度为0时C点出射的粒子动量变化为mv0，那么只要在有限条件下寻找与C点出射时间相等的点即可，根据动量定理或者等效重力场模型，都容易得到该点为图2中的B点。

以上第2问和第3问中的两种解题方法，虽然最终都是采用类平抛运动规律进行求解，但是两种方法的推理分析，科学思维截然不同。第一种方法从动能定理和动量定理原型出发，结合受力情况和几何关系综合分析得到出射点的位置;第二种方法从构建等效重力场的综合性物理模型进行考虑，可以更清晰易懂地得到出射点位置。

2?基于试题赏析，对标核心素养

2.1?物理观念

试题以带电粒子在圆形有界匀强电场中的运动为载体，考查学生对位移、速度、加速度、点电荷、电场强度、静电场力等物理概念的掌握;突出考查了学生对匀（变）速直线运动、牛顿第二定律、类平抛运动、动能定理和动量定理等物体运动观念的理解;灵活考查了学生熟练运用牛顿第二定律和类平抛运动规律，分析解决具体问题的能力。试题立足于运动学、动力学、功能关系和静电场中传统的物理概念和物理规律，采用难度递进式的设问形式层层推进，很好