基于物理等級考試作答表現的學生科學思維素養的評價與分析

魏欣 高杰

[摘要]科學思維是物理學科核心素養的重要組成部分，也是學生正確分析和解決物理問題的主要環節。以天津市物理等級性考試試題為例，通過分析學生在情境活動中的答題表現，評價學生科學思維發展的優勢和不足，確定影響科學思維順利開展的主要原因，明確提升科學思維素養水平的著力點并給出相應的教學建議：突出情境知識本質、重視概念和規律的建立過程、多種方式促進整體思維。

[關鍵詞]物理學科核心素養；科學思維；教學建議

[中圖分類號]G424.74[文獻標識碼]A

[文章編號]1673—1654（2023）02—033—011

本文為教育部教育考試院“十四五”規劃支撐專項課題“基于學科核心素養的新高考分數標準參照解釋的研究”（課題批準號：NEEA2021043）研究成果之一。

一、問題提出

（一）課程標準和高考評價體系對科學思維的要求

科學思維是物理學科核心素養的核心內容。《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》將科學思維界定為：“科學思維”是從物理視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式；是基于經驗事實構建理想模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等方法在科學領域的具體運用；是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出質疑和批判，進行檢驗和修正，進而提出創造性見解的能力和品格，“科學思維”主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素[1]。可以看到，科學思維素養的各要素均以行為動詞方式進行界定，對應學生在問題解決過程中的活動。其中，模型建構、科學推理和科學論證代表了在解決問題過程中的重要環節，科學論證和質疑創新是包含了模型建構和科學推理的較為高階的學習活動。

高考評價體系中指出：情境是實現“價值引領、素養導向、能力為重、知識為基”的綜合考查的載體[2]。高考評價體系中“情境”即“問題情境”，是以問題或任務為中心構成的活動場域。學生面對問題情境所進行的解決問題或完成任務的活動即為“情境活動”。根據目前高考的考查方式，高考內容的問題情境是通過文字與符號描述的方式即紙筆形式進行建構的，而情境活動也同樣是通過文字與符號的形式進行的。高考解題的過程被界定為一種活動，這種活動與科學思維界定中的活動具有高度的對應性，因而學生在高考中的情境活動是以科學思維為主的。那么，影響不同水平考生科學思維順利開展的主要原因是什么？對這個問題進行研究，有助于更好地理解科學思維素養的內涵，進一步明確在教學中落實核心素養的實踐方向。等級性考試的題目具有嚴謹的科學性，考試結果樣本量大，借助學生在物理等級性考試中的數據結果及答題表現來分析這個問題，可以比較準確地厘清其中的規律。

（二）對科學思維素養進行分析有助于學科核心素養的落實

發展學生的科學思維素養是重要的教學目標之一，有些一線教師對于科學思維素養內涵不夠清晰，在教學中，存在以套路化的重復訓練作為提升科學思維水平的主要手段，使物理核心素養難以真正在教學中落實。在歷年天津市學業水平等級性考試中，考查科學思維素養的試題在整個試卷中的占比近80%。從這一視角對學生的答題表現進行分析并提出教學改進建議，有助于教師在教學中從理論和實踐兩個方面改進教學，更有效地提升學生的科學思維能力。

通過分析學生作答表現，探尋數據呈現的規律及其背后的深層原因，梳理學生在解決問題時運用的知識與方法，找到學生科學思維素養發展的薄弱點及提升的著力點，是提高評價科學性的重要途徑，同時也為研究如何落實核心素養提供有力依據。

（三）高考試題重視對學生科學思維的考查

天津市教育質量評估監測中心高考評價項目物理學科組（以下簡稱“評價組”）基于物理學科核心素養的內涵，對2022年天津物理等級性考試的試題（以下簡稱“試題”）進行題項和分值劃分，如表1所示。

從表1中可以發現，試題對于科學思維的考查題項最多，分值最大，為78分；物理觀念為10分，科學探究為12分，說明物理等級考非常重視科學思維這一學科核心素養的考查。物理觀念是基礎，科學思維是運用物理觀念解決問題的過程，在素養導向、能力為重、知識為基的高考評價體系下，歸屬于科學思維的試題數量必然要多于考查物理觀念和科學探究的試題。因此從考查科學思維的試題中，選取答題表現具有代表性的試題進行分析，診斷學生科學思維發展中存在的問題，從而找出提升科學思維素養的著力點，對整體提升學生物理核心素養水平具有更大的意義。

二、分析思路

（一）考生表現水平的劃分

為更加準確、客觀地分析和評價不同水平考生的核心素養發展水平及內在原因，評價組繼承近年來高考評價工作的成功經驗，將全市考生劃分為精通（G4）、熟練（G3）、基本（G2）、基本以下（G1）四個水平組。依據課程標準中學業質量水平描述，應用安戈夫法，結合2022年考試學生分數段的分布情況，參考歷屆試題的難度及考生的答題表現，確定了不同水平組之間的臨界分數，得到不同水平組考生的分數范圍，如表2所示。

（二）考生作答的分析思路

從試卷中找出重點考查科學思維能力的典型例題進行分析，通過定量分析數據規律和定性分析卷面情況及答題感受，對考生科學思維的水平進行分析。

選擇題主要依據各選項需要進行的科學思維過程以及需要調動的知識和方法進行分析，并結合不同水平學生的得分率及錯選比例，分析不同水平組學生科學思維發展的差異。

計算題的分析采用數據和卷面表現相結合的方法，在對比不同水平組學生得分率的基礎上，選取有顯著差異的群體卷面，梳理典型作答表現并進行分類，探尋學生的答題過程及思路，對產生問題的內在原因進行分析，從而對考生的科學思維要素發展的內在機制作出更準確、深入的分析。

為進一步從形成結果的過程和內在原因進行分析，評價組訪談了不同區域及不同類型學校的學生57人、教師14人，整理了教師對試題的看法和考生的答題感受，通過開放性的問題對考生作答每道試題的思維過程進行分析。這些定性的結果為數據的定量分析提供了強有力的支撐，使得出的結論更加全面、準確，更貼近考生的真實情況。

三、結論與討論

（一）抓住本質特征是開展科學思維的前提

在解決物理問題的開始，需要首先從物理學的視角審視所要解決的問題，明確所研究的對象或過程具有哪些本質特征，才能對反映這些本質特征的物理量展開分析和推理。

例1：

在同一均勻介質中，分別位于坐標原點和x=7 m處的兩個波源O和P，沿y軸振動，形成了兩列相向傳播的簡諧橫波a和b，某時刻a和b分別傳播到x=3m和x=5m處，波形如圖所示。下列說法正確的是

A. a與b的頻率之比為2：1

B. O與P開始振動的時刻相同

C. a與b相遇后會出現干涉現象

D. O開始振動時沿y軸正方向運動

本題涉及兩列相向傳播的簡諧波，選項的陳述也多為兩列波的關系，那么解答本題的要點就是要將兩列波進行對比。進行對比的基本思路就是要首先找到兩個對象的相同屬性，這個相同點即為兩個對象間的聯系，然后再通過推理得到兩個對象間的不同點。A選項的判斷就需要從題目中給出的“在同一均勻介質中”這一條件，得出兩列波的波速相等，再從圖像中得到兩列波波長的關系，進而根據公式v=λf得出頻率的關系。利用波速相等這一特征，結合題目中給出的傳播距離得出傳播的時間，進而判斷B選項；C選項的判斷則需要利用兩列波頻率關系結合波的干涉現象條件；D選項的判斷需要對機械波形成的原因有清晰的認識，理解各質點的振動依次重復波源的振動，因此可以根據即將起振質點的振動方向來判斷波源的起振方向。

對考生的作答情況進行統計，結果如表3所示。

本題是所有選擇題中得分率最低的一道題，從考生作答數據可以看出，對比不同水平組的得分率，G3和G4組之間的差異最為明顯，G1、G2組的得分率相同。對于全體考生，錯選D選項的比例最高：在各水平組中，G4組錯選C選項的比例最高，G1、G2和G3組均是錯選D選項的比例最高，其中G2組錯選D的集中度最高。

對于波這種特殊的運動形式，其形成的本質原因是介質中的各質點做受迫振動而依次模仿波源的振動，使振動和能量得以傳播出去，頻率、波速、波長，是反映機械波典型屬性的物理量。頻率反映波的振動本質特征，由波源決定；波速是反映其傳播特征的物理量，由介質決定；波長則是這兩方面的特征共同作用決定的。因此在認識機械波的時候，就需要從其產生的本質原因和描述其本質屬性的物理量這兩個角度來展開，把握好這些內容，是下一步進行科學推理的基礎。對于G4組考生，在進行推理的過程中，在判斷波長和波速時由于失誤導致對兩列波頻率關系判斷錯誤；而對于G1、G2和G3組考生，對機械波形成的本質原因掌握不好則是錯選的主要原因，這一問題在G2組學生中表現更為明顯，說明對于中等學生而言，對物理現象本質屬性的理解和掌握尤其應引起重視。

對于有關常見問題的推理考生掌握得比較好，甚至一些較為復雜的推理也能比較順利地完成，但一旦涉及物理現象的本質特征相關的推理，即使并不復雜，得分率也并未由于推理的復雜程度較低而有所提升。這說明，推理能力的真正提升，需要以把握現象本質屬性為基礎，然后再進行推理的相關訓練，才能收到比較好的效果。因此，在教學和復習中，對于現象本質特征的得出過程，需要通過多種方式來增加學生的學習體驗，以提高學生對本質特征的理解水平，在解決問題過程中才能靈活、自如地運用這些本質特征進行推理。

（二）提取關鍵物理量是進行科學思維的需要

考查各知識內容的試題情境中包含多個過程、多個對象的試題，如何找到多個過程之間、多個對象之間的關聯，是解決這類問題的主要途徑，而有意識提取關鍵物理量是建立聯系的關鍵。

例2：

采用渦輪增壓技術可提高汽車發動機效率。將渦輪增壓簡化為以下兩個過程，一定質量的理想氣體首先經過絕熱過程被壓縮，然后經過等壓過程回到初始溫度，則

A.絕熱過程中，氣體分子平均動能增加

B.絕熱過程中，外界對氣體做負功

C.等壓過程中，外界對氣體做正功

D.等壓過程中，氣體內能不變

解答本題需要調動的規律包括熱力學第一定律、氣體實驗定律。要正確作答，不僅要深入理解兩個規律中所涉及物理量的物理意義，還要熟練掌握兩個規律之間的關聯，能夠將溫度變化與內能變化、做功情況與體積的變化進行對應。另外值得注意的是，本題涉及兩段變化，先經歷一段絕熱過程，然后經過等壓過程，然而這兩段并不是各自獨立的，題目中“然后經過等壓過程回到初始溫度”的陳述，從物理學的視角可以提煉為“第二段等壓過程的末狀態與第一段過程的初始狀態溫度相同”，也就是說，需要準確提取“溫度”作為聯系兩段變化過程的關鍵物理量，后續的科學推理才能順利進行。

對考生的作答情況進行統計，結果如表4所示。

從考生作答數據可以看出，對于全體考生而言，少選C選項和錯選D選項的比例明顯較高，選項C、D均為對等壓過程的判斷，結合選項內容可以判斷出，對等壓過程的推理錯誤是導致答題失誤的主要原因。對比不同水平組在該題上的得分率可以發現，G2和G3組之間差異最大，而進一步觀察G2和G3組錯選情況則可發現，雖然這兩個水平組都是漏選C選項的比例最高，但G3組錯選D的比例與漏選C的比例接近，而G3組錯選D的比例與漏選C的比例差異較大。這說明，對于G3組考生，有一定的能力嘗試對等壓過程的規律進行推理，但由于未能有效提取聯系等壓過程與絕熱過程的關鍵物理量——“溫度”的特點，造成錯誤判斷內能不變；而G2組考生則多為未能有意識尋找反映對等壓過程的推理，導致找不到有效的思路而放棄推理。

可見，在推理過程中，有效提取關鍵物理量是進行有效科學推理的需要，在抓住對象或過程本質特征的基礎上，進一步聚焦反映本質特征的關鍵物理量展開推理，這是情境活動中的重要環節。

（三）對問題情境的整體化認識是提升科學思維的關鍵

在較為復雜的問題情境中解決綜合性較強的問題時，經常需要在多個相關的規律中準確選擇恰當的規律展開推理，也需要在多個物理過程中精準聚焦合適的切入點進行分析，這就需要學生具有結構化的整體思維。

例3：

如圖所示，邊長為a的正方形鋁框平放在光滑絕緣水平桌面上，桌面上有邊界平行、寬為b且足夠長的勻強磁場區域，磁場方向垂直于桌面。鋁框依靠慣性滑過磁場區域，滑行過程中鋁框平面始終與磁場垂直且一邊與磁場邊界平行，已知a

A.鋁框所用時間相同

B.鋁框上產生的熱量相同

C.鋁框中的電流方向相同

D.安培力對鋁框的沖量相同

本題是一道電磁感應的綜合問題，針對題目中所描述的“鋁框依靠慣性滑過磁場區域”這一過程，四個選項分別從運動學角度、能量角度、電路角度、動量角度對這一過程進行考查，充分體現了試題的綜合性。正確解答本題，首先需要能夠正確地對這一過程進行模型建構，即正確分析鋁框運動過程。另外，不僅需要熟練掌握時間、焦耳熱、電流方向、安培力沖量這些物理量是由哪些因素決定的，還需要在對各物理量進行推理判斷的過程中，靈活運用多種推理方法進行定性和定量的判斷，在判斷時間關系時，需要抓住位移相同而平均速度相同；判斷焦耳熱時，需要首先將焦耳熱轉化成克服安培力所做的功，然后抓住位移相同而安培力不同；判斷安培力沖量時，需要先推導出安培力沖量與磁通量變化的關系，然后根據位移相同及豎直邊相同得出磁通量相同。可見，這樣的問題解決，需要綜合性較強的科學思維。

對考生的作答情況進行統計，結果如表5所示。

從考生作答數據可以看出，對于全體考生，錯選B選項的比例最高，因為相對于A、C兩個選項，判斷B選項需要調動的知識更多，綜合性更強，判斷過程需要在思路上更加聚焦。

進一步分析不同水平組學生錯選情況可以發現，G2、G3和G4組考生錯選B的比例最高，其中G3和G4組考生錯選B的集中度比G2組更高，而G1組考生除了錯選B的比例比較高之外，錯選C的比例最高。究其原因，由于在對B選項進行科學推理的過程中，首先需要在眾多的方法中進行篩選，由于鋁框進、出磁場的過程速度都在減小，因此鋁框中的感應電流也在減小，無法應用焦耳定律判斷焦耳熱；由于進、出磁場的動能變化無法具體求解，因此能量守恒定律也不能判斷焦耳熱；只有應用功能關系，將焦耳熱與克服安培力做功相對應，才能對焦耳熱的大小進行判斷，整個過程不僅包含了模型建構與科學推理，在判斷過程中，還需要多次調用模型的特點和規律。顯然，這就需要始終站在整體的角度，理清兩個方面的關系：一是鋁框的運動過程分析及各階段對應初、末的關系；二是與焦耳熱有關的各規律所涉及的物理量以及各規律在解決該問題時的可行性，這兩方面的關系梳理要貫穿解決問題的始終，這樣的整體思維，可以有效地將各段過程聯系起來，將各種解題思路進行對比，從而有效地進行科學推理。

計算題的解決過程中，則進一步凸顯了結構化整體思維的重要性。

例4：

冰壺是冬季奧運會上非常受歡迎的體育項目。如圖所示，運動員在水平冰面上將冰壺A推到M點放手，此時A的速度v0=2 m/s，勻減速滑行x1=16.8 m到達N點時，隊友用毛刷開始擦A運動前方的冰面，使A與NP間冰面的動摩擦因數減小，A繼續勻減速滑行x2=3.5 m，與靜止在P點的冰壺B發生正碰，碰后瞬間A、B的速度分別為vA=0.05 m/s和vB=0.55 m/s。已知A、B質量相同，A與MN間冰面的動摩擦因數μ1= 0.01，重力加速度g取10 m/s2，運動過程中兩冰壺均視為質點，A、B碰撞時間極短。求冰壺

（1）在N點的速度v1的大小；

（2）與NP間冰面的動摩擦因數μ2

本題是一道力學綜合問題，涉及三段過程：冰壺A經歷兩段受力不同的勻減速直線運動之后，與靜止的冰壺B發生正碰，使二者的運動狀態都發生變化。解決本題需要調動的規律有：動能定理，動量守恒定律。對于第一問，直接對冰壺A的第一段減速過程利用動能定理即可求解；對于第二問，需要首先對第三段碰撞過程應用系統的動量守恒定律，求出冰壺A碰撞前的速度，然后在第二段減速過程列出動能定理，將之前求解出的冰壺在A點速度和與冰壺B碰撞前的速度作為此段過程的初、末速度進行求解。本題呈現的三段物理過程比較清晰，但在各段運動的求解過程中并沒有按照過程發生的時間順序依次列方程求解，因此對學生的結構化整體思維有一定的要求。

對考生的作答情況進行統計，結果如表6所示。

從考生作答數據可以看出，本題的鑒別功能在G1和G2組學生之間體現得最為明顯（得分率差異達到0.53），本題整體得分率為0.77，兩問的得分率均在0.7以上，這個難度的題目即使是G1水平組的學生通過努力也是可以掌握的。那么，探尋G1組學生在解答該題過程中的主要問題，找到他們出現問題的主要原因，有助于整體提升學生解決此類問題的能力。

對G1組考生的試卷進行抽樣，抽取了40份試卷分析G1考生的具體作答情況，將其出現頻次較高的典型錯誤進行分類，可以發現一些普遍性的問題。

在第1問的典型錯誤作答中，發現學生普遍能夠選擇出解題所需要的規律，但在推理過程中出現符號錯誤、物理量代入錯誤、運動公式選擇不夠簡潔導致的計算錯誤。說明這些學生具備科學思維的基礎，但由于對規律的運用不夠，不能保證科學思維過程的順利進行。

在第2問的作答中，出現的典型錯誤多是沒有選擇正確的規律：典型錯誤一，是對兩段減速過程整體列動能定理，但沒有準確抓住整個過程的初、末狀態以及功的正負號問題；典型錯誤二，是由于對碰撞過程的初末狀態沒有分析清楚，導致動量守恒定律列式錯誤；典型錯誤三，是由于對研究對象的確定和對過程的分析混亂，以及錯誤選擇了后兩段過程的能量關系表達式進行求解。這幾種典型錯誤，究其原因，都是因為在解決問題的過程中，對整個運動過程沒有一個整體的認識，而將注意力集中在某一段過程，因此無法將各段運動進行聯系，或在求解過程中對已分析出的物理量的使用出現混亂。

在情境活動過程中，在面對綜合性較強的問題時，需要學生能夠從研究的材料中揭示隱蔽條件，排除多余因素的干擾發現有價值的因素，迅速選擇解題策略；當思維受阻時，能及時改變思維路線，修正原有的方案。這些都需要首先對情境有整體化的認識，在此基礎上運用甄別、類比等創造性的科學思維方法理解和處理問題，進而在解決問題過程中進行結構化的整體思維。因此，在教學中通過多種方式促進知識和思維的結構化，是進行綜合性科學思維的關鍵。

四、教學建議

基于上述實例分析，為更有效地在教學中提升學生的科學思維素養，提出以下教學建議。

（一）情境活動突出知識本質，提升科學思維的質量

通過情境活動形成物理方法和觀念，進而應用這些方法和觀念解釋現象、解決問題，是落實物理學科核心素養的重要途徑。在教學中，一是要創設真實的教學情境，讓學生經歷科學探究和思維加工，保證物理概念和規律的內化，形成學科的思想；二是要重視將這些觀念用于解決實際問題，發展學生提出問題、分析問題和解決問題的能力[3]。可見，有效的情境創設和由此產生的情境活動不僅可以幫助學生獲得知識和能力，還可以促進素養的發展。

情境活動強調學生的自主體驗及問題解決，那么，怎樣的情境能夠產生有效的情境活動呢？物理概念的建立、理解和應用過程都需要創設情境，而這個情境，需要充分體現對象或過程的本質特征。要在學生通過生活經驗形成的經驗性常識基礎上，創設情境，引導學生對所觀察的現象重新加工，概括現象的共同屬性，抽象現象的本質特征，從而實現從經驗性常識向物理概念的轉變。例如，在自由落體運動的教學中，部分學生的經驗性常識是重的物體比輕的物體下落得快。教師可以首先演示橘子比紙巾下落得快，然后要求學生能否讓紙巾下落得更快一些，能不能讓紙巾下落得和橘子一樣快，學生很自然想到將紙巾團成團，在此基礎上，再引導學生分析開始紙巾下落得慢的原因是空氣阻力的影響。之后再通過牛頓管的實驗，抽象出物體在真空中下落快慢相同，從而形成自由落體運動的抽象概念。在此過程中，由于“將紙巾團成團會使下落快慢不同”這個情境的創設突出體現了“阻力是決定下落快慢因素”這一本質特征，同時通過在學生習以為常的現象中創造認知沖突而將這一本質特征凸顯出來，使得學生在概念的得出過程中經歷了科學思維的過程，這個科學思維是圍繞本質特征而進行的，因此對概念和規律的認知不僅僅停留在現象的表面，而是深入到現象的本質屬性，這樣的過程，不僅使學生能夠在科學思維的過程中更靈活地運用這些概念和規律，也為后續對情境更深層次的科學思維的開展奠定了基礎、明確了方向。

（二）重視概念和規律的建立過程，提高科學思維水平

概念是對物理對象和過程本質特征的描述，規律則反映了概念間的關系。能否正確運用物理概念和規律在復雜的情境中解釋現象、解決實際問題，一方面取決于對規律中的概念是否有準確而深入的理解，另一方面取決于對這一規律適用的情境和條件是否能準確地把握，因此在規律中每一個概念建立之初，就需要在教學中對概念的內涵有充分的解讀，并通過實例不斷豐富學生對概念外延的認識，進而在規律的得出以及應用過程中，掌握規律本身的同時，不斷深化對相關概念的認識，最終實現對概念和規律的提煉和升華。這樣，當學生面對涉及多個物理量的問題情境時，才能準確地提取關鍵物理量進行有效推理。

例如機械能守恒定律的教學，在教材中首先是通過理論推導得出結論，推理的目的是得出規律，但教學過程的目標應該不僅僅限于規律的得出，而是在從豎直運動到沿光滑斜面的運動，再到沿光滑曲面的運動過程對定律進行科學推理的過程中，讓學生不斷地去體會如何正確理解表達式中動能、勢能、功等概念的內涵，規律得出后，還需要在不同的情境中體會如何正確選擇規律所適用的過程，以及過程初、末狀態的判斷。物理量是表征概念的重要載體，學生對于功、動能、勢能等概念的學習并不僅僅是在這些概念的引入之初，更需要經過像機械能守恒定律得出過程中的科學推理，才能真正對這些概念及其之間的關系有清晰的認識，進而在應用規律之前能有效提取關鍵物理量為解決問題指明方向，并在應用規律進行推理過程中清晰各物理量的含義。因此，需要在科學推理能力的培養過程中，重視對于概念和規律理解的深化和提升，而對概念和規律有深刻的理解，也能更有效地進行科學推理。

（三）多種方式促進整體思維，提升科學思維的深刻性

物理教育的目標不是去獲得一大堆由事實和理論堆砌的知識，而應是實現一個趨向于核心概念的進展過程[4]。學生對概念和規律的認識不是一蹴而就的，需要通過多維度、多層次的學習體驗，來逐步推進、層層深化對概念和規律的理解。因此，通過大概念來驅動整個單元的教學過程，使得各課時的教學設計能夠彼此呼應、互為補充，使學生能夠將各零碎的內容建立清晰的脈絡，進行知識的整合與深度加工，有助于避免知識的碎片化，使知識和方法的結構化程度不斷提高，這是促進核心素養發展的有效手段[5]。

例如在直線運動這一主題的教學過程中，應始終貫穿“運動的描述”這一大概念，從位移、速度、加速度等描述運動物理量的引入，到表征這些物理量關系的公式和圖像，這些內容的教學過程中，都應以描述運動為大任務來驅動教學，可以讓學生繪制生活中一些常見運動的運動圖像，也可以根據教師所提供的百米賽跑、飛船發射等特殊運動的圖像，在學習勻變速直線運動的規律時，有意識地引導學生體會圖像和公式的一一對應關系等等。經歷了這些對知識進行加工的科學思維過程，學生既豐富了學習體驗，也提升了科學思維的水平。

在電場這一內容的教學過程中，則應圍繞“電場的描述”這一主題展開教學，通過電場強度和電勢這兩個概念的建立過程，電場線和等勢面的獲得過程的經歷，使學生逐步體會電場力的屬性和能的屬性分別如何來描述，幫助學生對“電場”這一抽象的物質有從形象到抽象的認識，從而進一步分析帶電粒子在電場中的運動規律及能量規律。在教學過程中，要注重學生的學習體驗。如不同電場的電場線分布這一內容中，應引導學生從電場強度的定義及矢量合成的角度詳細分析電場中各點電場強度的大小及方向，一步步帶領學生繪制出電場線，而不是急于給出電場分布圖讓學生機械記憶所謂的規律。只有在這些科學思維的過程中，學生才能夠真正理解電場線分布是如何反應電場的特點及規律的，才能將其中的知識和方法內化為觀念，從而不僅能熟練掌握學過的典型電場分布，面對陌生的電場也能解決相關問題，實現知識的遷移。

章節復習或整個高中學段的復習階段，是思維碎片化現象最為凸顯的時期，這個時期教師在學習上的有效引導，決定著學生在新課學習階段初步建立的整體思維意識能否真正成為學生思維體系的一部分。在復習階段，是最適合進行單元教學的時期，將知識進行整合，使之具有更強的系統性，知識和方法的脈絡也更加清晰，有助于學生在掌握分散知識的基礎上提升對知識和方法的認識層次，從而建立整體思維。如在復習摩擦力這個概念時，可以不局限于在平衡問題中分析摩擦力，通過動力學問題中摩擦力的分析，更有利于使學生對摩擦力在不同情境中的分析方法有清晰的認識；同時通過平衡與不平衡問題的對比，也使這兩種狀態之間的關系更加明確。在較復雜的問題情境中解決問題、完成任務，尤其需要結構化的知識和整體化的思維，復習教學中應努力建立不同章節知識之間的聯系，力求使知識整體化、系統化。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）[M].人民教育出版社，2020：4-5.

[2]教育部考試中心.中國高考評價體系說明[M].人民教育出版社，2019：28-29.

[3]普通高中物理課程標準修訂組.普通高中物理課程標準（2017年版）解讀[M].高等教育出版社，2018：54-57.

[4]楊九詮.學生發展核心素養三十人談[M].華東師范大學出版社，2017：141.

[5]廖伯琴.普通高中課程標準（2017年版）教師指導[M].上海教育出版社，2019：56-65.

Evaluation and Analysis of StudentsScientific Thinking Literacy Based on their Performance in Graded Physics Examination

Wei Xin1Gao Jie2

1 Heping District Teacher Development Center，Tianjin，300021 2 Tianjin Academy of Educational Science，Tianjin，300191

Abstract：The scientific thinking is the important component of the Physics subject core competencies，and also the main link for students to correctly analyze and solve physical problems. Taking the graded examination questions of physics in Tianjin as examples，this paper analyzes the advantages and disadvantages of studentsscientific thinking development through their performance in situational activities，identifies the main reasons that affect the smooth development of scientific thinking，clarifies the focus of improving the level of scientific thinking literacy and gives corresponding teaching suggestions，such as focusing on the essence of situational knowledge，emphasizing the establishment process of concepts and laws，and promoting overall thinking through various ways.

Key words：Physics Subject Core Competencies，Scientific Thinking，Teaching Suggestion

（責任編輯：白云、陳暢、許志勇）