中考物理試題分析及教學思考

郭晴晴

摘要：SOLO分類理論是通過等級劃分來評價學生思維能力的一種研究方法。運用SOLO分類理論，對2017—2021年安徽省中考物理試題所考查的思維層次進行深入分析，明確各知識板塊的考查趨勢，得到對于教學實踐的思考：對于單點結(jié)構(gòu)水平和多點結(jié)構(gòu)水平考查要求的知識，應立足教材，夯實知識基礎;對于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平考查要求的知識，可巧用思維導圖，構(gòu)建知識體系;可設置驅(qū)動型任務，推動學生思維層次向拓展抽象結(jié)構(gòu)水平發(fā)展。

關(guān)鍵詞：SOLO分類理論;中考物理;試題分析;思維層次

一、SOLO分類理論下試題考查的思維層次及示例

SOLO（Structure of the Observed Learning Outcome）分類理論是通過等級劃分來描述學生的思維能力，從而對學生學習質(zhì)量進行評價的一種方法。該理論認為，雖然一個人的認知水平不可測，但在應對及解決問題時所展現(xiàn)出的思維層次卻是可以探知的;面對問題時的解決過程，學習者的反應表現(xiàn)出一種由簡單到復雜的思維層次變化。該理論將這種思維層次變化由淺入深劃分為五類（如下頁圖1所示）：前結(jié)構(gòu)水平、單點結(jié)構(gòu)水平、多點結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平、拓展抽象結(jié)構(gòu)水平。

依據(jù)SOLO分類理論，我們可以將學生解答試題時所需的思維層次劃分為五種表現(xiàn)：

（1）前結(jié)構(gòu)水平，指學生無法理解題目條件，面對問題時邏輯是混亂的，不能得出正確答案。

（2）單點結(jié)構(gòu)水平，指學生僅憑單一知識點或單一思路直接得出結(jié)論。

（3）多點結(jié)構(gòu)水平，指學生找到了多個解決問題的思路，但無須把各種思路整合起來。

（4）關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平，指學生能夠從題目中提取多個有效信息，并能整合所掌握的信息來解決問題。

（5）拓展抽象結(jié)構(gòu)水平，指學生不僅能有效提取和利用題目中的多個信息，并能對所學知識進行拓展和遷移，運用抽象思維能力解決相關(guān)問題。

試題命制、解答的前提是學生的表現(xiàn)至少處于單一結(jié)構(gòu)水平，即不存在前結(jié)構(gòu)水平。由此，我們可以得到試題對應考查的思維層次：單點結(jié)構(gòu)水平、多點結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平和拓展抽象結(jié)構(gòu)水平。下面選取具有代表性的試題加以說明。

（一）單點結(jié)構(gòu)水平試題

（2017年安徽省中考物理卷第1題）在音樂中，中音C調(diào)“1”（“do”）的頻率是262 Hz，D調(diào)“1”（“do”）的頻率是294 Hz，由此可知，D調(diào)“1”比C調(diào)“1”的? ? ? ? ? ? ? ? 高（選填樂音的三要素）。

本題考查的是音調(diào)與頻率的關(guān)系，學生只要知道“發(fā)聲體振動頻率越高，音調(diào)越高”這個單一知識點即可得出正確答案。

（二）多點結(jié)構(gòu)水平試題

（2020年安徽省中考物理卷第12題）在物理學習過程中，對物理知識的正確認識是非常重要的。以下說法正確的是（）

A. 物體的運動速度越大，慣性越大

B. 磁場和磁感線都是真實存在的

C. 電動機工作時消耗的電能主要轉(zhuǎn)化成機械能

D. 熱機工作的實質(zhì)是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

本題考查的是影響慣性大小的因素、磁場與磁感線的概念、電動機的能量轉(zhuǎn)化、熱機的能量轉(zhuǎn)化等多個知識點，知識點之間各自獨立，無須進行關(guān)聯(lián)、整合。

（三）關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題

（2020年安徽省中考物理卷第9題）某同學家使用燃氣熱水器，平均每天需將100 kg的水從18 ℃加熱到58 ℃。若天然氣完全燃燒放出熱量的70%被水吸收，則熱水器平均每天消耗天然氣? ? ? ? ? ? ? ? ? ?m³[c_水=4.2×10³J/（kg·℃），q_天然氣=4.0×10⁷J/m³] 。

本題考查的是熱量、熱值、熱效率的概念以及相關(guān)公式的應用，涉及多個知識點，學生需從題目中提取出有效信息，并整合所掌握的信息來解決問題。

（四）拓展抽象結(jié)構(gòu)水平試題

（2021年安徽省中考物理卷第10題）在某星球表面，物體所受重力與質(zhì)量的比值約為3.8 N/kg，大氣壓約為760 Pa。假設能在該星球表面用水做托里拆利實驗，如圖2所示，水的密度為1.0×10³kg/m³，則經(jīng)實驗測出的h約為? ? ? ? ? ? ? m。

要想正確解答此題，需要學生透徹掌握托里拆利實驗的原理，會靈活運用液體壓強公式進行計算，并對g的物理意義有充分的理解。本題的難點主要在于g的取值發(fā)生了變化，需要學生將已有知識遷移到新的情境中。

二、對近五年安徽省中考物理卷的分析

筆者嘗試運用上述SOLO分類理論下試題考查思維層次的界定，歸納總結(jié)出了近五年（2017—2021年）安徽省中考物理試題所考查的思維層次。

（一）各思維層次分值占比

試題各思維層次的分值占比如圖3所示，其中的“U”“M”“R”“E”分別代表單點結(jié)構(gòu)水平、多點結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平和拓展抽象結(jié)構(gòu)水平（后同）。

1.橫向解讀。

2017年安徽省中考物理卷以關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題為主，占比高達54.4%，單點結(jié)構(gòu)水平和多點結(jié)構(gòu)水平試題共占比41.1%，拓展抽象結(jié)構(gòu)水平試題占比4.4%，試卷難度中等。

2018年安徽省中考物理卷各思維層次試題占比較2017年發(fā)生了明顯變化：多點結(jié)構(gòu)水平試題占比24.4%，是2017年的兩倍;關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題占比44.4%，與2017年相比有所下降。整體而言，單點結(jié)構(gòu)水平和多點結(jié)構(gòu)水平試題共占比55.6%，而關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題占比44.4%，且未涉及拓展抽象結(jié)構(gòu)水平試題，試卷難度偏低。

2019年安徽省中考物理卷中關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題占比進一步下降至40%，而拓展抽象結(jié)構(gòu)水平試題占比達8.9%，試卷難度偏高。這更有利于區(qū)分思維水平較高的優(yōu)秀學生，體現(xiàn)了新課程標準對學生提出的較高的能力要求。

2020年安徽省中考物理卷分值進行了重大調(diào)整，卷面總分數(shù)從90分調(diào)整為70分。其中，單點結(jié)構(gòu)水平和多點結(jié)構(gòu)水平試題共占比48.6%，關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題占比47.1%，拓展抽象結(jié)構(gòu)水平試題占比4.3%，試卷難度中等。

2021年安徽省中考物理卷中關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題占比上升至52.9%，而單點結(jié)構(gòu)水平占比試題則下降至20.0%，拓展抽象結(jié)構(gòu)水平試題占比5.7%，試卷難度中等偏高。

2.縱向解讀。

近五年安徽省中考物理卷主要考查的是關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題，每年均占總分值的50%左右;其次是單點結(jié)構(gòu)水平試題，考查比例一直穩(wěn)定在30%左右，但2021年所占比例明顯下降;而多點結(jié)構(gòu)水平試題占比有逐年上升的趨勢，由10%上升到20%左右。這表明了減少較低思維層次試題考查、提升整體思維層次水平和難度的趨勢。

（二）知識點分值及思維層次分布

依據(jù)《義務教育物理課程標準（2011年版）》，將近五年安徽省中考物理試題涉及知識點進行歸類，可分為如下七大板塊：（1）物質(zhì)的形態(tài)與變化;（2）物質(zhì)的屬性與結(jié)構(gòu);（3）機械運動和力;（4）聲;（5）光;（6）功與能;（7）電與磁。七個知識板塊考查情況詳見下頁表1（數(shù)字表示考查的分值）。

從中我們可以看出，“物質(zhì)的形態(tài)與變化”板塊知識考查分值較低，在2分左右，2017年占分較高（7分），2019年未考查;思維層次主要集中在關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平，難度中等?！拔镔|(zhì)的屬性與結(jié)構(gòu)”板塊知識的考查，每年的分值浮動較大，在2—11分之間;以單點結(jié)構(gòu)水平試題為主，總體難度較低。值得注意的是，2019年這部分內(nèi)容不僅考查分值達到了11分，而且還有3分的考查要求為拓展抽象結(jié)構(gòu)水平?！皺C械運動和力”板塊知識在中考中占有重要地位，分值在19—35分之間;各個思維層次均有所涉及，主要考查關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平，2020年開始出現(xiàn)拓展抽象結(jié)構(gòu)水平試題，總體難度較高?！奥暋卑鍓K知識考查分值比較穩(wěn)定，一直在2分左右;且以單點結(jié)構(gòu)水平試題為主，總體難度較低?！肮狻卑鍓K知識每年考查的分值浮動較大，在2—9分之間;主要考查多點結(jié)構(gòu)水平，總體難度不高?！肮εc能”板塊知識考查分值在10分左右;各思維層次均有所涉及，其中關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題每年都會出現(xiàn)，總體難度較高?！半娕c磁”是在近五年安徽省中考物理卷中分值占比最高的板塊，考查分值在27—39分之間;各思維層次均有所涉及，尤其是關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平，每年考查分值在15分以上，并且?guī)缀趺磕甓紩型卣钩橄蠼Y(jié)構(gòu)水平試題，總體難度很高。

三、基于分析的教學思考

基于上述分析可知，近五年安徽省中考物理卷中單點結(jié)構(gòu)水平和多點結(jié)構(gòu)水平試題每年占比45%左右，關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題每年占比50%左右，拓展抽象結(jié)構(gòu)水平試題每年占比5%左右，總體而言是非常穩(wěn)定的。這既凸顯了對學生思維層次的考查，又保證了一定的區(qū)分度。另外，各知識板塊所考查的思維層次水平也有較大差別，這說明安徽省中考對不同知識板塊提出的要求是不同的。因此，教師也應針對不同知識板塊提出與中考要求相契合的教學手段，擺正教學重心。如：“聲”板塊知識只要求學生達到單點結(jié)構(gòu)水平的思維層次，而“機械運動和力”與“電和磁”板塊知識則要對學生提出較高要求，需要使大部分學生都達到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平，并在此基礎上進一步培養(yǎng)抽象思維和拓展能力，邁向拓展抽象結(jié)構(gòu)水平。

此外，對于不同思維層次的內(nèi)容，我們的教學要更有針對性。

（一）單點結(jié)構(gòu)水平和多點結(jié)構(gòu)水平：立足教材，夯實知識基礎

單點結(jié)構(gòu)水平和多點結(jié)構(gòu)水平每年占比45%左右，并且涉及各知識板塊。這表明安徽省物理中考比較重視對基礎知識的考查。而這些基礎知識往往是教材內(nèi)容的簡單延伸。教材既是中考出題的重要參考，也是教師實施教學的主要依據(jù)。但這并不意味著教師要照本宣科，而是要以教材為基礎為學生創(chuàng)造直接經(jīng)驗，使學生親歷探究過程，從而達到對知識的真正理解與掌握。

例如，“聲音是由物體振動產(chǎn)生的”這一知識點，在教學過程中，通過揚聲器上跳動的紙屑、音叉濺起的水花、手指感受聲帶的振動等直觀經(jīng)驗的積累，無須死記硬背，學生很容易便能在腦海中留下深刻印象。

（二）關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平：運用思維導圖，構(gòu)建知識體系

由單點結(jié)構(gòu)水平到多點結(jié)構(gòu)水平是量的積累，而由多點結(jié)構(gòu)水平到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平則是質(zhì)的轉(zhuǎn)變，僅由孤立知識點的講解無法使學生的思維能力達到質(zhì)的提升。所以在教學中，教師應幫助學生發(fā)掘相關(guān)知識點之間的聯(lián)系，形成完整的知識體系。制作思維導圖就是一種非常實用的方法，可引導學生先從核心知識點入手，然后根據(jù)后續(xù)的學習逐步進行擴充，找到各知識點之間的聯(lián)系，從宏觀上把握知識，形成完整的知識系統(tǒng)，構(gòu)建完善的知識體系。

以滬粵版初中物理八年級下冊教材為例，第六章《力和機械》、第七章《運動和力》、第八章《神奇的壓強》、第九章《浮力與升力》，雖然被分成了四個章節(jié)，但實際上各章節(jié)之間環(huán)環(huán)相扣，都在“機械運動和力”板塊內(nèi)，是一個密不可分的整體。在此板塊中，“力”為核心知識點。教師引導學生首先圍繞“力”制作思維導圖，包含力的基礎概念，如什么是力、力的作用效果、力的單位、力的作用是相互的、力的三要素等。根據(jù)后續(xù)的學習，再逐步擴充至力的測量、幾種常見的力（重力、摩擦力、彈力、浮力等）、幾種簡單機械、力與運動的關(guān)系、壓強等。在補充過程中明晰各知識點之間的聯(lián)系，如浮力的本質(zhì)就是浸在液體中的物體上、下表面受到的壓力差，而壓力差的產(chǎn)生又與液體內(nèi)部的壓強特點有關(guān)，甚至可以進一步利用液體壓強公式推導出物體所受浮力的大小。如此，逐步將各個孤立的知識點連接起來，形成完善的知識體系。

（三）拓展抽象結(jié)構(gòu)水平：任務驅(qū)動，發(fā)展思維能力

達到拓展抽象結(jié)構(gòu)水平的關(guān)鍵在于抽象能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展，即將舊知識遷移到新情境、解決新問題的能力。在教學中，教師可以通過設置驅(qū)動型任務，使學生通過自主探索完成任務，從而提高解決問題的能力，提升思維能力。

例如，“伏安法測電阻”實驗教學中，在學生已掌握伏安法測電阻的原理和電路圖的基礎上，教師提出問題：如果沒有電流表或沒有電壓表，你能測出定值電阻的阻值嗎？如果可以，你能設計出幾種方案？請畫出你所設計的電路圖，并根據(jù)電路圖連接電路，測出定值電阻的阻值。在此任務中，教師給學生創(chuàng)設了一個新的情境，并且完成任務的方法不唯一。學生需要依據(jù)已有知識創(chuàng)新地解決問題，在此過程中，深化對知識的理解，發(fā)揮遷移發(fā)散能力，發(fā)展思維能力。

以上只是筆者運用SOLO分類理論的一次嘗試。在開展研究和實踐的過程中，我們應正視并盡量避開SOLO分類理論的局限，充分發(fā)揮其在評價學生學習上的獨特價值，幫助我們理解學生、評價學生，進而發(fā)展學生。

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