浙江省中考物理命題變革之探

摘? ?要：文章從STEM角度分析2018年浙江省部分地市中考科學試題，提出當前中考物理試題命制中STEM理念的呈現特點和趨勢，以此體現中考物理命題的變革方向，引導初中科學教學落實對學生STEM素養的培養。

關鍵詞：STEM教育;浙江中考;物理命題研究

作者簡介：陳緒杰，浙江省寧波市東錢湖中學教師，研究方向為中學科學教學。（浙江? 寧波 315121）

中圖分類號：G623.23? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1671-0568（2019）26-0063-02

近年來，STEM教育理念主導著一些國家的科學教育政策并成為研究熱點。2018年，浙江省教育廳教研室啟動“以STEM教育為切入點的創新教育”項目，推動浙江省STEM教育發展。

浙江省近年來的中考科學試題多以生活、生產、自然現象和科技成果為背景，重視對試題情境的選擇和創設，結合數據表格、曲線圖、儀器構造示意圖等設置有意義的問題。中考試題不僅關注學科內知識的綜合，還注重學科間的融合，部分試題選擇精心，能體現“科學·技術·工程·數學”相融合的情境，凸顯了STEM教育理念。下文以2018年浙江省部分地市中考科學試題中的物理試題為例，分析STEM理念下的命題變革與趨勢，以促使教師提升培養學生STEM素養的意識。

一、體現科學技術在生活中的應用

中考試題的原創性、新穎性是評價試卷質量的重要依據。在STEM教育導向下，部分試題以科技新產品為問題情境，引導學生關注生活現象及其蘊含的科學原理，引導教師在教學中滲透科學在工程、技術和社會等方面的應用價值。

例1 （2018衢州）：指紋鎖是一種集光學、電子計算機、精密機械等多項技術于一體的高科技產品，它的“鑰匙”是特定人的指紋（S1）、磁卡（S2）或應急鑰匙（S3），三者都可以單獨使電動機工作而打開門鎖。下列電路設計符合要求的是? ? ? 。

命題立意分析：試題以指紋鎖為素材，結合電路基本知識，考查學生的信息獲取、處理能力以及對知識的遷移應用能力。試題聯系生活，關注科技熱點，可使學生在解答問題的過程中感受所學知識的實用性，引導學生將所學知識與生活實際相聯系，并引起學生對科學、技術、社會、環境問題的關注。

在浙江省2018年各地市中考試題中，類似的問題情境較多。如臺州卷的“3D打印筆”和“自動開合小壺蓋”、嘉興卷的“水陸兩棲飛機”和“筆記本電腦散熱控制”、紹興卷的“自動溫控足浴盆”、寧波卷的“市政自動排水裝置模型”、溫州卷的“身高體重測量儀”和“豆漿機”等。在科技高速發展的當代，新產品層出不窮，此類試題能引導教師和學生關注身邊的科技產品，思考和研究相關原理，培養學生將平常所見的新事物迅速與自己所學知識相聯系并進行解讀的意識，使學生在分析和解決問題的過程中掌握一定的技術原理，體驗科學、技術在生活中的應用。

二、重視STEM素養的培養

STEM素養由科學素養、技術素養、工程素養和數學素養組成，要求學生能熟練運用已有的科學知識（如物理、化學、生物科學和地球空間科學），提出自己對自然界的理解，參與提出能影響自然界的有關決策。在項目研究過程中使用、管理、理解與評價相關技術，提出設計、開發方案，并能在小組合作中發現、表達、解釋、改進，進行有效交流。

在STEM教育導向下，浙江中考科學部分試題以應用科學知識解決工程或技術問題為驅動，要求學生結合坐標圖、表格等數據分析進行評判或推斷，體現出對學生STEM素養的考查。

例2 （2018溫州）：如圖甲是某身高體重測量儀，當體檢者站在臺面上時，能自動顯示其身高、體重。已知壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關系如圖乙所示。現要求用電壓表、電流表分別顯示身高和體重的大小，且電壓表、電流表的示數分別隨身高、體重的增大而增大。下列電路設計最合理的是? ? ? ? ?。

命題立意分析：試題背景來自學生熟悉的“身高體重測量儀”，以解決“最合理的電路設計”為問題驅動，考查串并聯電路、歐姆定律、電流表和電壓表使用等電學核心知識。學生要先分析坐標圖中阻值與壓力大小的關系，再結合電路圖推斷隨著身高和體重的增加電流表和電壓表示數的變化，從而綜合判斷電路設計的合理性。試題將學生的生活和學科知識融合，考查學生應用核心原理并通過建立模型等高階思維進行創造性設計的能力，要求學生具有較強的讀圖能力以及分析與綜合、抽象思維、邏輯思維和批判性思維能力。

三、注重STEM的思維培育

STEM思維是推動STEM學習行為的不竭動力，它是從STEM教育的視角對客觀事物的認知方式。在STEM教育導向下，溫州卷、臺州卷、寧波卷均將STEM試題作為“壓軸題”。試題情境和立意新穎，情境較為復雜，對數學能力要求高，總體難度較大。

例3 （2018寧波）：某市政自動排水裝置模型，控制電路由電壓為12V，R為壓敏電阻，R0為定值電阻，壓敏電阻通過杠桿ABO與圓柱形浮體相連，AB︰BO= 4︰1。

（1）綠燈亮時表示水位在安全位置以下，排水泵不工作;紅燈亮時，排水泵正常工作，此時水位超安全位置上限。請按要求完成工作電路的連接。

（2）已知壓敏電阻受到壓力為360N，通過電磁鐵線圈的電流為100mA，當水位上升到浮體剛好全部浸入水中時，排水泵啟動;當水位回落到浮體只有2/5 體積浸入水中時，杠桿ABO仍處于水平位置，線圈中電流為30mA，排水泵停止工作，求浮體的重力多大？

（3）在調試時，發現水位已達到安全位置上限，但排水裝置還未啟動。如果其他條件不變，要使排水裝置符合設計要求，應該將與壓敏電阻相連的壓板向? ? ? （填“左”或“右”）移動。

命題立意分析：本題以設計“市政自動排水裝置模型”為問題驅動，表達該系統的工作原理，結合電磁繼電器、串并聯電路、阿基米德原理、受力分析、杠桿平衡條件、歐姆定律等一系列知識，再運用數學運算，解決真實的復雜生活問題。要順利完成本題，學生需要調用已有的科學知識，在有效提取信息、整合信息的基礎上，通過計算、推理、空間想象，綜合各方面的能力解決問題。

此類試題的情境創設，在體現科學、技術和工程知識的基礎上，要求學生具有利用數學方法和思維分析解決科學、技術及工程問題的能力，體現了對學生STEM綜合素養的考查。

近年來，STEM教育漸成為關注的熱點，從浙江省2018年各地市中考物理試題中的STEM“印記”來看，對學生STEM素養的考查已進入命題者的視野，以STEM導向的試題命制成為趨勢。中考兼有學業水平測試和選拔性測試的功能，重在考查學生的學科素養和科學思維能力。思維能力是一個人最核心的能力，培養學生的STEM思維不可能一蹴而成，而是一個長期的過程，需要教師在課內外進行有意識的培養。在教學中，教師應關注生活生產，創設真實的問題情境，具備開展項目式學習的意識和跨學科融合的意識，嘗試創設或開發需要利用跨學科方法解決的工程問題，組織學生在各種信息面前進行審視、判斷、評價和創造，有效培養學生的STEM思維能力。

參考文獻：

[1] 程亮，鄭曉蕙.美國中學生物學課程中的STEM教育理念及其啟示[J].生物學教學，2015，（6）.

責任編輯 袁靜琴