中考情境化命題：推動物理創(chuàng)新實驗課堂教學(xué)改革的有效路徑

劉信生 陶士金 沈業(yè)芬

摘 要：近期教育部建立中考命題的監(jiān)測與評價體系，這一舉措使中考情境化命題策略走向剛需和應(yīng)然，情境化命題策略又倒逼和推動物理創(chuàng)新實驗教學(xué)改革.本文通過以模擬家庭電路模型建構(gòu)情境教學(xué)為例，闡述創(chuàng)新實驗課堂教學(xué)是一條適應(yīng)中考情境化考試的有效路徑.

關(guān)鍵詞：情境化命題;創(chuàng)新實驗課堂;教學(xué)改革;有效路徑

中圖分類號：G6337???? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）22-0002-04

作者簡介：劉信生（1971-），男，安徽合肥人，本科，中學(xué)高級教師，研究方向：初中物理教育教學(xué);

陶士金（1964-），男，安徽巢湖人 ，本科，中學(xué)高級教師，研究方向：初中物理教學(xué);

沈業(yè)芬（1978-），女，安徽合肥人，本科，中學(xué)一級教師，研究方向：初中物理教學(xué).

1 前言

教學(xué)評價作為中學(xué)物理實驗教育過程中的重要一環(huán)，其所具有的指導(dǎo)、檢查、反饋、調(diào)節(jié)和改善功能為越來越多的人感知.因此，如何有效地、科學(xué)地運(yùn)用評價系統(tǒng)指導(dǎo)教與學(xué)，促進(jìn)師生全面、和諧發(fā)展已經(jīng)成為教育改革的焦點(diǎn)問題，教育評價也被推向教育價值層面的審視.眾所周知，中高考試題是各階段教育教學(xué)評價的最高形式，高考的指揮棒作用永遠(yuǎn)不可小覷，“高考考什么，我們就教什么”就是教育評價起到的巨大作用.2019年6月19日，國務(wù)院辦公廳在《關(guān)于新時代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》中提出：實施普通高中新課程的省份不再制定考試大綱，提高命題水平的途徑要從“優(yōu)化考試內(nèi)容”和“創(chuàng)新試題形式”入手，目的是為促進(jìn)從“應(yīng)試”教育模式向“全面育人”教育模式轉(zhuǎn)變.從2020年起，安徽省物理中考面臨“取消考綱”和“降分”雙重壓力的考驗，眾多一線物理教師心頭升起一團(tuán)疑云：物理教學(xué)向何處去？物理創(chuàng)新實驗教學(xué)是否還能繼續(xù)堅持.

2 中考情境化命題的重要意義

情境是運(yùn)用文字、數(shù)據(jù)、圖標(biāo)等形式，圍繞一定主題加以設(shè)置，為呈現(xiàn)解題信息、設(shè)計問題任務(wù)、達(dá)成測評目標(biāo)提供載體.情境化命題是從命題角度出發(fā)的一種命題方式，情境是命題者在試題中創(chuàng)設(shè)的環(huán)境、氛圍、場景等的總稱.2021年3月18日，教育部等六部委共同聯(lián)合印發(fā)《義務(wù)教育質(zhì)量評價指南》（以下簡稱《指南》），該文件將著力構(gòu)建以發(fā)展素質(zhì)教育為導(dǎo)向的科學(xué)評價體系，營造良好教育生態(tài)，扭轉(zhuǎn)不科學(xué)的教育評價導(dǎo)向，旨在促進(jìn)學(xué)校必須落實“立德樹人，五育并舉”的教育方針，深入實施素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生為適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的正確核心價值觀、扎實學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力和必備基礎(chǔ)知識的“四層”考查內(nèi)容，教育評價的形式由知識考查轉(zhuǎn)向能力考查，再到以核心素養(yǎng)為目標(biāo)的考查.文件出臺可謂一場及時雨，針對當(dāng)前學(xué)校素質(zhì)教育要不要進(jìn)行下去，如何正確進(jìn)行下去等問題給予回復(fù)，給那些已經(jīng)實施或正在開展創(chuàng)新實驗的一線物理教師吃了一顆定心丸，他們走以學(xué)生為主體“做中學(xué)”“做中研”“研中思”的創(chuàng)新實踐教學(xué)模式，為此得到充分尊重和肯定.特別是2020年江西省初中物理中考試卷最后一道大題：實驗與探究題（百分卷中占28分），將整張試卷的三分之一分值用于科學(xué)探究實驗，有針對性地考查學(xué)生的實驗創(chuàng)新能力，開全國物理中考試題改革之先河.就像一縷春風(fēng)，沁人心脾，掀起一陣物理創(chuàng)新實驗改革浪潮.在中考試題中加大情境化命題份量的趨勢，是教育評價體系的重大改革，情境化命題也打通學(xué)生自主創(chuàng)新實驗課堂有效教學(xué)的任督二脈，倒逼學(xué)校課堂教學(xué)必須按照“3個有利于”教學(xué)方向發(fā)展：有利于引導(dǎo)學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)物理知識，提升學(xué)生綜合素養(yǎng);有利于建立新課堂體系，更加突出體現(xiàn)“以生為本”的教育理念，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力;有利于完善科學(xué)合理的教育評價體系.中考情境化命題政策的落實是推動物理創(chuàng)新實驗課堂教學(xué)改革的原動力，是教育價值觀由“注重知識和能力”向“關(guān)注必備品格和關(guān)鍵能力”的巨大轉(zhuǎn)變.

3 中考情境化命題是推動物理創(chuàng)新實驗課堂教學(xué)改革的有效路徑

長期以來的教學(xué)現(xiàn)狀是打著素質(zhì)教育旗號走應(yīng)試教育之路，學(xué)校里以超長課時為代價，對習(xí)題進(jìn)行“精講多練”;考前的“百日沖刺”“百題壓軸”，以流水線上的機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)品式的方式進(jìn)行超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，學(xué)生在大量重復(fù)性訓(xùn)練中得到的只是模仿能力，即“靜態(tài)”模式下的記憶能力、運(yùn)算能力等淺層次學(xué)業(yè)測評能力，它無法培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識分析問題、解決問題的創(chuàng)新創(chuàng)造力等深層次能力，即無法對學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)進(jìn)行全方位的測量.因此，要徹底清除功利化教學(xué)方式和“劇場效應(yīng)”的負(fù)面影響，真正減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)的有效途徑就是改變中考試題的評價方式，讓那些通過死記硬背、生搬硬套和大量“刷題”得高分等急功近利行為無處遁形;以學(xué)科核心素養(yǎng)為教育價值觀，培養(yǎng)全面發(fā)展的人為核心，培養(yǎng)學(xué)生在面對生活中的復(fù)雜問題時表現(xiàn)出來的解決問題的必備品格和關(guān)鍵能力為導(dǎo)向.實行中考命題情境化改革，正面引導(dǎo)學(xué)校課堂充滿青春活力，在創(chuàng)新創(chuàng)造的氛圍中形成以學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)為主基調(diào)，教師的引導(dǎo)和服務(wù)為表現(xiàn)形式的新型課堂教學(xué)，這種新思潮必將成為滾滾洪流，勢不可擋，倒逼并催生創(chuàng)新實驗課堂的誕生.創(chuàng)新實驗課堂必須以具體情境為總基調(diào)，教師按照設(shè)計、展示、交流、評價、拓展5個教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行施教，在螺旋式上升中體現(xiàn)具體課堂模型建構(gòu).其整體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示.

4 基于情境化命題的課堂創(chuàng)新實驗教學(xué)案例分析

命題改革是一項系統(tǒng)工程，牽一發(fā)而動全身.在當(dāng)前國家教育部對義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測改革中，物理中考試題的命制必須杜絕超出課標(biāo)或者照搬書本教條現(xiàn)象存在，命題的方向要與學(xué)生經(jīng)歷的實驗過程緊密聯(lián)系，學(xué)生的答題表現(xiàn)要能夠反映學(xué)生通過實驗內(nèi)化的經(jīng)驗與行為，反映學(xué)生在實驗中動手動腦的科學(xué)思維層次.中考情境化試題的實施對一線課堂教學(xué)將產(chǎn)生積極導(dǎo)向作用，基于教材實驗素材進(jìn)行情境化課堂創(chuàng)新實驗教學(xué)代表未來教學(xué)走向，下面以家庭電路的常見問題為例進(jìn)行情境化教學(xué)設(shè)計.

4.1 設(shè)計：提出有價值的問題，創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生認(rèn)知情境的教學(xué)環(huán)境

認(rèn)知心理學(xué)研究表明，認(rèn)知活動具有情境關(guān)聯(lián)性.源于現(xiàn)實世界的生活情境是學(xué)習(xí)者進(jìn)行問題解決和意義建構(gòu)的平臺，這種情境與學(xué)習(xí)者的精神世界融為一體.設(shè)計水平是問題的核心，決定主體的素質(zhì)高低，特別是對以形象思維為主的初中生而言，在自己熟悉的生活情境、真實的實驗操作過程、社會生活廣泛應(yīng)用的高科技中發(fā)現(xiàn)問題，更容易引發(fā)學(xué)生共鳴共振，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)生動力，將自己的想法轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新設(shè)計的作品，例如設(shè)計物理小實驗、小制作，既能體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力，又能在情境創(chuàng)設(shè)過程中培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、動手能力和創(chuàng)新能力.例如：在家庭電路中，電器正常工作的電壓為220V，標(biāo)有“220V 60W”的燈泡在實際電壓為210V下發(fā)光的實際功率是多少？運(yùn)用規(guī)律解釋在用電高峰期，家中燈泡比正常要暗些，這是為什么？針對這類電學(xué)綜合題，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行理論分析最是諳熟，但殊不知學(xué)生的理性高度不夠，聽得也是云遮霧繞.筆者帶領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用學(xué)生熟悉的實驗室器材，模擬家庭電路結(jié)構(gòu)，設(shè)計創(chuàng)新實驗，進(jìn)行情境教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生體會其中原理，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng).

教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)離不開物理模型的構(gòu)建，建構(gòu)主義理論認(rèn)為，由學(xué)生的心智模型轉(zhuǎn)化為物理模型必須要經(jīng)過思維提升的過程，而創(chuàng)新實驗就是推動這個思維轉(zhuǎn)化的不竭動力.由于家庭電路電壓為220V，超出人體安全電壓的范圍，不允許學(xué)生在無安全防護(hù)的情況下使用，打消學(xué)生直接做實物電路的想法.那怎么辦？是否能用實驗室現(xiàn)有的器材來模擬完成？師生共同討論，可以采用學(xué)生穩(wěn)壓電源模擬家庭電路的供電電源（進(jìn)戶線）;用滑動變阻器模擬長距離輸電線（由于輸電線電阻不能忽略）;用6套“2.5V 03A”小燈泡與開關(guān)模擬家庭電路中各種并聯(lián)用電器;用電流表測量干路總電流;用電壓表測量小燈泡兩端的實際電壓.

4.2 展示：搭建平臺讓學(xué)生演示作品，用語言解釋創(chuàng)新過程

在教師引領(lǐng)下，學(xué)生按照設(shè)計好的模型在實驗室尋找所需器材進(jìn)行組裝，首先選一塊長方形的白色廣告泡沫板作為展板;用電烙鐵分別在6枚“2.5V 03A”小燈泡尾部的螺旋套與錫塊處各自焊接一根導(dǎo)線（方便直接接入電路中）.依次將小燈泡各串接一個開關(guān)，再并聯(lián)接入電路中，形成六條支路;在干路上接入電流表，再接入電壓表測量并聯(lián)電路兩端電壓;由于輸電線電阻的存在，可以用“20Ω 1.0A”的滑動變阻器代替輸電線;用學(xué)生穩(wěn)壓電源提供6V穩(wěn)定電壓（如圖2所示）.請參與制作的同學(xué)在課堂上向全班同學(xué)展示作品并組織語言介紹家庭電路模型結(jié)構(gòu)中每一個組成部分的作用和特點(diǎn).

4.3 交流：師生交流討論帶動生生、師生交流辯論

家庭電路模型構(gòu)建的過程，是在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心參與、體驗成功、獲得發(fā)展的過程，是深度學(xué)習(xí)的范疇.基于已構(gòu)建的家庭電路模型，師生之間通過一系列問題鏈的設(shè)置，采用任務(wù)驅(qū)動策略展開問題解決和科學(xué)思維訓(xùn)練：（1）如何針對模型分別實施操作，模擬傍晚家庭用電器大量使用（高峰用電時的情境）和深夜家庭用電器較少使用（用電低谷時的情境）？（2）分別針對家庭用電高峰和用電低谷情況，家庭電路中的實際電壓和輸電線上電流大小的變化規(guī)律如何，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是什么？（3）在用電高峰時，如何才能保證用電器兩端實際電壓的穩(wěn)定？等等，以問題為主線，層層推進(jìn)，在解決問題的過程中逐步培養(yǎng)學(xué)生高階思維.

4.4 評價：教師引導(dǎo)學(xué)生在進(jìn)行自我肯定中加以否定

如圖3所示，學(xué)生依次閉合燈泡開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度隨閉合開關(guān)數(shù)的增加變得越來越暗;再依次斷開燈泡的開關(guān)，分別讀出每次操作時電壓表和對應(yīng)的電流表的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度隨斷開開關(guān)數(shù)目的增加變得越來越亮.在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生畫出家庭模擬電路的電路圖和等效圖，從而發(fā)現(xiàn)輸電導(dǎo)線的分壓作用不容忽視，讓學(xué)生順理成章地得出：由于長途輸電線阻值的存在，由于用電高峰時的電流較大，輸電線將分得一部分電壓，因此在用電高峰時期家用電器獲得電壓低于額定電壓（如圖4所示），這是導(dǎo)致家用電器無法正常工作的重要原因.

通過在進(jìn)行家庭電路模型建構(gòu)過程中的操作實踐和數(shù)據(jù)分析，解決學(xué)生在知識理解中遇到的各種障礙，在情境設(shè)計過程中并不是一味地擴(kuò)展知識容量和提升難度系數(shù)，而是基于課標(biāo)必須掌握的內(nèi)容，此處即串、并聯(lián)電路電阻特點(diǎn)和分壓原理.這完全符合初中學(xué)生的認(rèn)知水平，不會給學(xué)生增加學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān).教師最后要向?qū)W生交代清楚，模擬電路是直流電源，而家庭電路是交流電源，這也是不完美之處.

4.5 拓展：注重知識應(yīng)用提升，發(fā)展創(chuàng)新創(chuàng)造能力

通過對家庭電路用電高峰和低谷的分析和研判，學(xué)生也明白輸電線對電能的消耗作用不可小覷.教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，將電能從發(fā)電廠輸送到用戶過程中由于路途遙遠(yuǎn)，輸電線的電阻更是無法忽略掉，這時候，教師就有意識地引入“電損”概念，根據(jù)電流的熱效應(yīng)，輸電線上的電阻通電就要發(fā)熱，輸電線上損耗的熱功率為P=I2R，它正比于電流的平方（焦耳定律Q=I2Rt，所以減小輸電電流或輸電線的電阻就可以在一定程度上降低電能損失.那么減小輸電電流或輸電線電阻，在現(xiàn)實生產(chǎn)中哪種方法更容易實現(xiàn)？有學(xué)生根據(jù)電阻規(guī)律提出想法：在距離一定時，可以通過增大導(dǎo)線橫截面積減小電阻，但是太粗的導(dǎo)線無法架設(shè)在空中;金或銀電阻率雖然小 ，但是由于價格昂貴而無法普及;所以只能采用減小輸電電流的方法：由于發(fā)電廠輸出的電功率一定，根據(jù)P=UI，若提高輸電電壓，那么線路中的電流I一定會減小，輸電線上損失的電功率（P損=I2R）就一定減少，如果線路中電流降低到原來的1/n，那么線路中損失的功率就減少為原損耗的1/n2 ，從減少輸電線路上的電功率損耗和節(jié)省輸電導(dǎo)線所用材料兩個方面來說，遠(yuǎn)距離輸送電能要采用高電壓或超高電壓的方法為首選，因為電能在配電站中將輸送電壓提上去可以有效地降低線路中的功率損失，提高遠(yuǎn)距離輸電效率（如圖5所示）.通過對物理知識的拓展，在學(xué)生深入分析問題和解決問題過程中，逐步提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng).

5 結(jié)語

創(chuàng)新實驗課堂教學(xué)對情境化命題有著非常重要的現(xiàn)實意義，德國物理學(xué)家勞厄說過：“教育無非就是一切已學(xué)過的東西都忘掉的時候所剩下的東西，重要的不是獲得知識而是發(fā)展思維能力.”從初中學(xué)生的身體和心理成長規(guī)律看，物理思維能力的提升必須嵌合在具體生活情境化教學(xué)中，而創(chuàng)新實驗教學(xué)就是將物理原理和規(guī)律運(yùn)用到現(xiàn)實生活的最好教學(xué)形式，符合初中學(xué)生正確核心價值觀的形成進(jìn)程，也鉚合“從生活走向物理，從物理走向社會”的教學(xué)理念.

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是當(dāng)下物理學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，創(chuàng)新實驗課堂教學(xué)能科學(xué)地培養(yǎng)以基礎(chǔ)知識為內(nèi)容的物理觀念，提升和訓(xùn)練以研究方法為目標(biāo)的科學(xué)思維與科學(xué)探究能力，培養(yǎng)以物理學(xué)科社會價值為核心的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，學(xué)生在物理學(xué)科學(xué)習(xí)過程中形成正確價值觀、關(guān)鍵能力和必備品格.中考情境化命題改革的深入推廣倒逼創(chuàng)新實驗課堂教學(xué)模式體系的形成，對中考評價體系的完善也起到不可小覷的作用.

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（收稿日期：2021-07-19）