基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)視角的成都中考物理試題分析

何鐵

摘 要：物理核心素養(yǎng)與物理課程的目標(biāo)和內(nèi)容直接相關(guān)，對(duì)于理解物理學(xué)科本質(zhì)，設(shè)計(jì)物理教學(xué)，以及開展物理評(píng)價(jià)等有著重要的意義和價(jià)值。中考試題作為學(xué)生義務(wù)教育階段的終結(jié)性考試，其命題導(dǎo)向?qū)ξ锢斫虒W(xué)實(shí)踐過(guò)程中落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有著強(qiáng)有力的指導(dǎo)性。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)科核心素養(yǎng)；物理思維；物理考試

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）9-0048-4

1 核心素養(yǎng)與物理學(xué)科核心素養(yǎng)

1.1 核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的規(guī)定是在世界教育改革的浪潮中反復(fù)摸索與實(shí)踐的產(chǎn)物，較難給予一個(gè)確切的定義。無(wú)論是經(jīng)合組織還是歐盟，都在兩個(gè)層面談?wù)摵诵乃仞B(yǎng)：一是一般意義層面，二是學(xué)科意義層面。

基于“學(xué)生終身發(fā)展和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求”的生本視域，辛濤、姜宇等人關(guān)于核心素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)比較有代表性。他們認(rèn)為，核心素養(yǎng)就其內(nèi)涵而言，應(yīng)當(dāng)以學(xué)生在現(xiàn)在及未來(lái)社會(huì)中應(yīng)該具備的關(guān)鍵能力、知識(shí)技能及態(tài)度情感等為重點(diǎn)；就學(xué)科屬性而言，核心素養(yǎng)并不指向某一學(xué)科知識(shí)，并不針對(duì)具體領(lǐng)域的具體問(wèn)題，而是強(qiáng)調(diào)學(xué)生能夠積極主動(dòng)并且具備一定的方法獲得知識(shí)和技能；就功能指向而言，核心素養(yǎng)的功能超出了職業(yè)和學(xué)校的范疇，不僅限于滿足基本生活和工作需要，而是更有助于使學(xué)生發(fā)展成為更為健全的個(gè)體。

核心素養(yǎng)作為國(guó)家對(duì)于教育的頂層設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的共同素養(yǎng)。在國(guó)際核心素養(yǎng)遴選標(biāo)準(zhǔn)中，學(xué)科指向的核心素養(yǎng)是重要的考慮因素。

1.2 物理核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

若從“素養(yǎng)”的本義延伸看，物理素養(yǎng)應(yīng)是學(xué)生通過(guò)物理學(xué)習(xí)而獲得的物理知識(shí)、技能、方法、思維及觀念。物理核心素養(yǎng)應(yīng)是物理學(xué)中最具學(xué)科本質(zhì)、體現(xiàn)學(xué)科價(jià)值的關(guān)鍵素養(yǎng)，是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理或?qū)W習(xí)物理某一個(gè)領(lǐng)域所應(yīng)達(dá)成的關(guān)鍵能力、知識(shí)技能、物理思維和情感態(tài)度價(jià)值觀。

作為自然科學(xué)的一門基礎(chǔ)學(xué)科，物理學(xué)具有巨大的物質(zhì)價(jià)值，它的成果可以轉(zhuǎn)化為推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。現(xiàn)代物理學(xué)中體現(xiàn)的科學(xué)思想和科學(xué)方法論，已影響和滲透到人們社會(huì)生活的各個(gè)方面，并成為現(xiàn)代人類文化的重要組成部分。物理課程不是以使學(xué)生學(xué)會(huì)物理學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的知識(shí)為目的，而是應(yīng)該把物理學(xué)家認(rèn)識(shí)世界的模式和科學(xué)思想方法貫穿在教學(xué)過(guò)程中，使學(xué)生在學(xué)習(xí)前人所創(chuàng)造積累的知識(shí)基礎(chǔ)上能創(chuàng)造性地去開拓前人沒有涉及的知識(shí)領(lǐng)域。因此，這樣的基礎(chǔ)應(yīng)該是一種適應(yīng)終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本方法、物理思維和價(jià)值觀。

在廣泛征求意見后，新近公布的物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。

物理觀念是從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、能量等的基本認(rèn)識(shí)，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華?！拔锢碛^念”包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)觀念、相互作用觀念、能量觀念及其應(yīng)用等要素。

科學(xué)思維是指從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括過(guò)程；是分析綜合、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化；是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。“科學(xué)思維”主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。

而實(shí)驗(yàn)探究是指提出物理問(wèn)題，形成猜想和假設(shè)，獲取和處理信息，基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力?！皩?shí)驗(yàn)探究”主要包括問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流等要素。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境（STSE）的關(guān)系基礎(chǔ)上逐漸形成的對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任感?！翱茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任”主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)倫理、STSE等要素。

2 基于物理核心素養(yǎng)的成都中考試題分析

2.1 以運(yùn)動(dòng)會(huì)為題材建立物質(zhì)觀念

（A卷填空16題） 2015 年 5 月 11 日，第九屆全國(guó)殘疾人運(yùn)動(dòng)會(huì)在成都開賽，其中游泳項(xiàng)目在電子科技大學(xué)清水河校區(qū)游泳館展開。如圖1所示，游泳時(shí)向后劃水，人向前運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)人向前運(yùn)動(dòng)的力的施力物體是（ ），此現(xiàn)象說(shuō)明力的作用是（ ）。

試題分析 本題對(duì)應(yīng)的考點(diǎn)及要求是：力的概念（Ⅰ）、力的作用效果（Ⅰ）。本題結(jié)合近期在成都發(fā)生的大事件——第九屆全國(guó)殘運(yùn)會(huì)在成都和綿陽(yáng)同時(shí)舉行，其中游泳項(xiàng)目在電子科大舉辦，這一同學(xué)們身邊的事物，將物理考點(diǎn)編入其中。題中對(duì)施力物體和受力物體的判定是一個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，而力的作用是相互的這一知識(shí)點(diǎn)是力學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)，同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)。本題考查了物理觀念中的物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)觀念、相互作用觀念。

2.2 以物理模型為背景的科學(xué)思維

（B卷7題 壓軸題）如圖2所示，輕質(zhì)硬桿K左側(cè)與墻體相連（可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，不能水平移動(dòng)），右側(cè)與A固定；長(zhǎng)方體滑塊B置于光滑水平地面上， A與B的接觸面粗糙程度不變，A、B間的滑動(dòng)摩擦力大小為 f；人的重力為 G，人與地面的接觸面積為 S；動(dòng)滑輪 P 的重力為 GP。

在拉動(dòng)過(guò)程中選取了三段時(shí)間，用表格記錄了 A、B、C的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（如表1）。圖 3記錄了繩對(duì) C 豎直向上的拉力 FC，圖4記錄了人對(duì)繩豎直向下的拉力 FD。

在拉動(dòng)過(guò)程中，B足夠長(zhǎng)，A始終沒有掉下；C 受水的阻力，C 露出水面后表面附著的水的質(zhì)量忽略不計(jì)；運(yùn)動(dòng)中空氣阻力不計(jì)；細(xì)繩的質(zhì)量、滑輪與軸的摩擦忽略不計(jì)；繩或豎直或水平，不可伸縮且長(zhǎng)度足夠。求：

（1）在 4～6 s 內(nèi)，桿 K 對(duì) A 作用力的方向，并簡(jiǎn)述理由。

（3）若 C 的重力 GC=40 N，F(xiàn)3 =2F1，且 F3′∶F 2′∶F1′=3∶2∶1，則 C 在 0～2 s 內(nèi)所受的浮力為多少？人在 8～10 s 內(nèi)做功的功率為多少？

試題分析 本題對(duì)應(yīng)的考點(diǎn)及要求是： 二力平衡的條件（Ⅱ）；力的合成（Ⅰ）；摩擦力（Ⅰ）；壓強(qiáng)（Ⅲ）；浮力（Ⅱ）；定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組（Ⅰ）；功、功率（Ⅱ）。

該題作為2015年成都中考?jí)狠S題，難度顯而易見。初中力學(xué)綜合問(wèn)題分析的基礎(chǔ)是針對(duì)研究對(duì)象的受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析。本題要求學(xué)生對(duì)3個(gè)不同時(shí)間段內(nèi)的3個(gè)主要研究對(duì)象做出清晰的受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，列出相應(yīng)的方程并求解，難度較高。

初中物理教學(xué)應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力、理解能力、綜合分析能力等核心的科學(xué)思維能力，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，中考也應(yīng)該有題目對(duì)學(xué)生的這些能力進(jìn)行考查。

本題第二問(wèn)對(duì)學(xué)生的分析能力、推理能力考查力度比較大。字母運(yùn)算是初中學(xué)生的弱項(xiàng)，但是高中學(xué)習(xí)中會(huì)大量遇到，初中必須奠定一定的基礎(chǔ)。本題對(duì)學(xué)生的字母運(yùn)算能力有一定程度的考查。能否抽象出浮力模型、摩擦力模型、滑輪組模型進(jìn)行綜合分析、推理論證是解決此題的關(guān)鍵，充分體現(xiàn)了物理科學(xué)思維核心素養(yǎng)的重要性。

2.3 以解決實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)探究

（A卷27題）家住天府新區(qū)的小希家今年種植的五星枇杷獲得了豐收。小希想知道枇杷的品質(zhì)和密度是否有關(guān)，于是他和小明利用家庭實(shí)驗(yàn)室的器材測(cè)出了枇杷的密度。

小希的方法：

（1）用天平測(cè)一個(gè)枇杷的質(zhì)量，天平平衡時(shí)右盤砝碼和游碼如圖5甲所示，則枇杷的質(zhì)量為_________kg。

（2）如圖5乙所示，往量筒中加入適量的水，記下此時(shí)水的體積；將這個(gè)枇杷放入量筒，再次記錄讀數(shù)。枇杷的體積為_________cm3。

（3）枇杷的密度為__________kg /m3。

小明認(rèn)為小希的方法不當(dāng)，應(yīng)當(dāng)取更多的枇杷測(cè)量。小明的方法：

（1）在筐里隨機(jī)挑選 6 顆枇杷，用天平測(cè)得它們的總質(zhì)量為 m。

（2）任意選出其中 2 顆用量筒測(cè)得體積為 V。

（3）枇杷的密度ρ=。

你認(rèn)為小明這種測(cè)密度的方法是否正確，并簡(jiǎn)述理由。

試題分析 本題對(duì)應(yīng)的考點(diǎn)及要求是：科學(xué)探究——用天平測(cè)量物體的質(zhì)量，測(cè)固體的密度；科學(xué)內(nèi)容——密度（Ⅲ），質(zhì)量（Ⅱ）。本題在探究能力方面的要求主要是：①會(huì)使用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器； ②能收集數(shù)據(jù)，得出結(jié)果；③對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行描述和解釋；④有評(píng)估意識(shí)。

本題考查了4個(gè)問(wèn)題：第一問(wèn)、第二問(wèn)考查天平和量筒的使用及讀數(shù)，難度低，第一問(wèn)得分率偏低，不合理；第三問(wèn)考查測(cè)量密度得出結(jié)果，對(duì)學(xué)生的單位換算、計(jì)算能力有一定要求，難度中等；第四問(wèn)考查對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行描述、解釋及評(píng)估意識(shí)，部分學(xué)生誤認(rèn)為這是累積法減小誤差。

本題設(shè)計(jì)中的亮點(diǎn)是：題目情景來(lái)自于學(xué)生真實(shí)的探究經(jīng)歷，更側(cè)重于對(duì)學(xué)生真正探究能力的考查。第四問(wèn)的設(shè)問(wèn)角度新穎，對(duì)學(xué)生的理解能力、判斷能力、表述能力有較高要求。

建議 在對(duì)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)培養(yǎng)過(guò)程中，要重視過(guò)程體驗(yàn)，關(guān)注學(xué)生面臨的真實(shí)問(wèn)題。注重探究活動(dòng)中出現(xiàn)的新問(wèn)題，有意識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的評(píng)估意識(shí)和表述能力。

2.4 源自STSE背景下的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

（A卷選擇題10題）2014 年 8 月，我國(guó)自主研發(fā)的“華龍一號(hào)”核電站總體技術(shù)方案通過(guò)專家評(píng)審。核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.目前核電站都是通過(guò)聚變反應(yīng)來(lái)釋放核能

B.核電站產(chǎn)生的核廢料對(duì)環(huán)境沒有污染

C.核反應(yīng)堆中發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可以控制的

D.核反應(yīng)堆所用的核燃料主要是氫的同位素

試題分析 試題要求屬于Ⅰ級(jí)要求，對(duì)應(yīng)課標(biāo)中的“了解”。試題用新聞材料“我國(guó)自主研發(fā)的華龍一號(hào)核電站總體技術(shù)方案通過(guò)專家評(píng)審”創(chuàng)設(shè)情境，能增強(qiáng)民族自豪感，關(guān)注我國(guó)核技術(shù)的發(fā)展和環(huán)境問(wèn)題。這就要求學(xué)生在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境（STSE）的關(guān)系基礎(chǔ)上逐漸形成對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任感。

基于對(duì)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的理解來(lái)分析2015年成都市中考物理試題，發(fā)現(xiàn)試題從題型的設(shè)置、考點(diǎn)素材的選擇上充分體現(xiàn)了對(duì)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的考查。試題符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，恰當(dāng)?shù)胤从沉宋锢砜茖W(xué)與技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用，以及其對(duì)社會(huì)進(jìn)步的影響和帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題。物理核心素養(yǎng)與物理課程的目標(biāo)和內(nèi)容直接相關(guān)，對(duì)于理解物理學(xué)科本質(zhì)，設(shè)計(jì)物理教學(xué)，以及開展物理評(píng)價(jià)等有著重要的意義和價(jià)值。如何在具體的教學(xué)實(shí)踐中落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是我們每一個(gè)物理教師的責(zé)任和價(jià)值追求。

參考文獻(xiàn)：

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[5]成都市初中畢業(yè)生學(xué)業(yè)物理考試說(shuō)明（試行）2015.

（欄目編輯 陳 潔）