基于核心素養發展水平評價的初中物理命題初探*

田宇玲

[寶安中學(集團)塘頭學校 廣東 深圳 518108]

徐春曉

(深圳市寶安區教育科學研究院 廣東 深圳 518101)

1 引言

自2001年教育部發布《基礎教育課程改革綱要(試行)》以來，20年的課改實踐與積累，引領了基礎教育理念的更新，從注重知識體系的完整性，到以發展學生能力和培養學生素養為核心，推動基礎教育全方位發展.現行普通高中物理課程標準提出了物理學科核心素養以及學業質量標準[3].其中，物理學科核心素養是經過物理學科課程學習之后，學生所形成的與物理學習有關的個人生活和適應社會所需要的必備品格與關鍵能力.學業質量則是學生在學業表現中發展學科核心素養的測量標準，標準從水平1到水平5依次提升.可以說，課程標準保障學科素養的貫徹落實，學業質量標準則是對學生所發展的學科素養水平的評價.

指向核心素養的教育理念帶動課程改革高質量地持續發展.初中與高中同屬基礎教育，初中課程是高中課程的基礎，因此，初中物理學科教學也必須落實物理學科核心素養的發展要求.而初中新課程標準目前仍在修訂中，因此，高中物理新課程標準必然在一定程度上指導著初中物理學科素養體系以及評價標準的構建.

借鑒高中物理新課程標準(2017年版)中將物理學科核心素養的4個方面細分成14個素養目標[4]，以及學業質量標準依據學科素養的4個方面進行5個水平的劃分，如表1所示.筆者在參加2021年深圳市寶安區初中物理命題比賽過程中，進行基于核心素養發展水平評價的初中物理命題初探，將素養目標和學業質量標準水平進行初中階段化的表達，并轉化為具體情境中的試題呈現.

表1 物理學科核心素養的4個方面及素養目標

2 參賽背景

深圳市寶安區舉辦2021年初中物理命題比賽，在命題環節中，選手需在3個小時內根據命題材料命制選擇題和綜合題各一道.本次比賽提供的命題材料包括了貨運飛船“天舟二號”成功發射的新聞以及與“天舟二號”相關飛行任務全解讀.素材內容非常豐富，涉及了《義務教育物理課程標準(2011年版)》(以下簡稱“課標”)中一級主題“物質”“運動和相互作用”“能量”3部分的內容[1].命題角度非常廣泛，可以考查速度、機械運動、慣性與牛頓第一定律、平衡力、機械能守恒、能量守恒、能源、電路分析、電功與電功率、物態變化、分子熱運動等等.材料關注熱點時事，注重現代科技的納入，體現命題的時代性，適用于編制符合真實情境的實際問題.

2.1 雙選題命題過程

2.1.1 命題立意

筆者依據課標和考試說明，選擇了機械能、慣性與牛頓第一定律、平衡力和能源作為主要的考查點，通過選取“天舟二號”飛船從發射到完成任務中的幾個場景與相應知識點聯系，結合近年來深圳市中考試題特點，讓學生進行辨析，考查學生能否將在物理課程中習得的物理觀念與科學思維應用遷移至新情境中，并對新情境建立比較系統的科學認識和理解.

2.1.2 題目命制

下面以天舟二號貨運飛船騰空而起、與空間站天和核心艙順利對接、靠泊空間站、與空間站之間互相輸送補充電能資源的情境，進行題目命制，所依據的課標要求及考查的主要素養目標如表2所示.

表2 雙選題所依據的課標要求及考查的主要素養目標

表2展示了本次雙選題選項編制所依據的課標要求，在立足課標的前提下，體現所考查的主要素養目標，并依據學業質量水平作出適合初中階段物理質量水平的具體表達和命題設計.

2.1.3 命題確定

【雙選題】2021年5月29日，長征七號承載著天舟二號貨運飛船騰空而起，天舟二號攜帶大量物資與空間站天和核心艙順利對接.完成對接后，天舟二號靠泊空間站，它和空間站之間可以互相輸送補充電能資源.下列說法正確的是( )

A.天舟二號貨運飛船騰空而起的過程中，飛船機械能不變.

B.發射天舟二號的過程中，若所有外力突然消失，天舟二號將豎直掉落.

C.天舟二號與天和核心艙對接后，若二者一起在特定軌道上繞地球做勻速運動，此時它們受力不平衡.

D.天舟二號靠泊空間站期間和空間站之間可以互相輸送補充電能資源，電能屬于二次能源.

參考答案：C,D.

2.2 綜合題命題過程

2.2.1 命題立意

在雙選題命題完成之后，為避免重復，筆者依據課標和考試說明，選擇了噪聲與樂音、機械運動的相對性、動態電路、電功與電功率為主要的考查點.以工程師的視角出發，從飛船的設計驗證到真正發射升空，每一細節都體現了工程師的精密設計與考量，通過考題的引導，以期學生感受到前沿科技的魅力，關注科技發展給社會進步帶來的影響，并嘗試為解決航空課題中的小難題進行創新設計，讓題目本身也可以成為學生進一步培養學科素養的素材.

2.2.2 題目命制

下面以工程師眼中的天舟二號貨運飛船發射、以及熱愛科學的學生小宇設計驗證艙體氣密性實驗的情境為依托，進行題目命制.

表3展示了綜合題命制所依據的課標要求，在立足課標的前提下，體現具體的素養目標，并依據學業質量水平作出適合初中階段物理質量水平的具體表達和命題設計.

表3 綜合題所依據的課標要求及考查的主要素養目標

續表3

2.2.3 命題確定

【綜合題】天舟二號貨運飛船是中國空間站關鍵技術驗證及建造階段首飛貨運飛船.按照任務規劃，搭載天舟二號貨運飛船的長征七號運載火箭在文昌航天發射場點火發射，天舟二號貨運飛船攜帶物資與在軌運行的天和核心艙進行交會對接，為后續飛行任務和空間站任務奠定基礎.

(a)

(b)

(1)火箭發射成功時，“天舟二號”的工程師們紛紛流下激動的淚水，火箭發射時巨大的聲響就像是吹響了勝利的號角，是對他們在項目中刻苦攻關的有力肯定.對于他們來說，這巨大的響聲______(“屬于”或“不屬于”)噪聲；

(2)長征七號運載火箭裝備了具有自主知識產權的新型液氧煤油發動機，點火后對火箭產生一個力，可以使火箭從靜止變為運動，原因是______.此時，長征七號運載火箭承載著天舟二號貨運飛船騰空而起，天舟二號貨運飛船相對于地面是______(選填“運動”或“靜止”)的.

(3)小宇通過查閱資料了解到，科研人員通常要采用一些方法檢驗飛船艙體的氣密性.小宇就設計了如圖3(b)所示的電路，假設電路中所用電流表與電壓表的量程足夠大，其中R0的阻值為100 Ω，RX和RY是兩個相同壓敏電阻，其電阻值隨環境氣壓變化如表4所示.

表4 綜合題(3)表

將兩個壓敏電阻RX和RY分別置于艙體X和真空室Y中，并將待檢驗的艙體X置于真空室Y中.艙體X中的氣體壓強與地球上的大氣壓相近，約為1.0×105Pa.若艙體X不漏氣，則艙體X與真空室Y中的氣壓不變；若艙體X漏氣，經過一段時間后便會有氣體從艙體X泄露進入Y中，則艙體X中的氣壓將減小，Y中的氣壓將增大.請回答以下問題：

①若艙體X不漏氣，當開關S接a時，電流表的示數為______A.

②若艙體X漏氣，當開關S接b時，電壓表的示數將______(選填“增大”“減小”或“不變”)，電路的總功率比未漏氣時電路的總功率______(選填“大”或“小”).

參考答案：(1)不屬于;(2)力可以改變物體的運動狀態,運動;(3)① 2, ② 增大,大.

2.2.4 解法說明

以下以綜合題第(3)題為例，作解法說明如下：

本題對于初中學生的理解能力、推理能力、分析綜合能力有一定的要求.其中第①小問考查學生的電路分析能力，以及對歐姆定律的綜合應用能力.

根據艙體X不漏氣的情況，從表格可以知道壓敏電阻RX=10 Ω.當開關S接a時，根據電路分析可知，此時定值電阻與壓敏電阻RX串聯，電路中的總阻值R=R0+RX=100 Ω+10 Ω=110 Ω，根據歐姆定律

第②小問考查學生的電路分析能力，以及對歐姆定律的綜合應用能力.根據艙體X漏氣的情況，經過一段時間后有氣體從艙體X泄露進入Y中，則艙體X中的氣壓將減小，Y中的氣壓將增大，從表格可以知道壓敏電阻RY阻值變小.當開關S接b時，根據電路分析可知，此時定值電阻與壓敏電阻RY串聯，電路中的總阻值R=R0+RY，電壓表測定電阻兩端的電壓.

3 總結與展望

通過本次命題活動，筆者進行了基于核心素養發展水平評價的初中物理命題初探，以考查學科素養發展水平為初心，通過將學業質量標準水平初中化的方法，進行具體情境中的命題設計.對于目前的初中試題命制，筆者有如下幾點總結與展望：

(1)試題命制要立足課標.以課標要求作為知識點考查的根本落腳點，落實將國家課程標準作為教學、評估和考試命題的依據；借鑒高中新課標中表述的學科核心素養，將素養目標作為命題考查點依據之一.同時，參考高中新課標中學業質量標準，結合初中階段物理課程目標和具體情境設計了具體的質量水平，以期找到適當的初中物理質量標準的切入點，在筆試中對學生的素養發展水平進行考查和評價.

(2)構建指向物理學科核心素養的問題.問題是對學生學科核心素養評價的依托，筆者根據命題目標進行問題構建，包括指向素養不同方面的問題構建和指向素養不同水平的問題構建，前者通過從命題材料的不同角度進行設問，例如從飛船上升過程中機械能是否守恒的角度以及從飛船的發射由于力改變了物體的運動狀態的角度，從而考查“物理觀念”中的“能量觀”以及“運動與相互作用觀”；后者則通過設置不同難度的問題，例如從對飛船發射時的響聲問題，考查學生根據聲音的特征辨析樂音和噪聲的物理概念，從飛船相對工程師是否運動的問題，考查學生是否能夠通過選取不同的參照物，解釋運動相對性的問題，從而考查“物理觀念”的不同水平.

(3)注重試題評價的整體性.試題本身的情境和設問考查了學生的物理觀念和科學思維，要求學生了解所學的物理概念和規律及其相互關系，能解釋相應現象；能在問題情境中選擇恰當的模型解決簡單的問題；能對常見的物理問題進行分析推理，獲得結論并作出解釋.但試題的命制應指向對核心素養各個要素的綜合評價[5]，注重素養的整體性.本次題目命制仍缺少對科學探究以及科學態度與責任方面的評價.當然，物理學科核心素養的評價方法多種多樣，在初中階段的筆試中如何科學地評價學生發展核心素養的水平，值得我們進一步實踐與研究.