學科融合落實素養 學科育人引導教學
——2023年廣東省初中學業水平考試物理試題評析

陳永基

(佛山市高明區教師發展中心,廣東 佛山 528000)

2023年既是“雙減”政策頒布后的第二年中考,同時又是《義務教育物理課程標準(2022 年版)》(以下簡稱“新課標”)公布后的第2年中考,2023年廣東省初中學業水平考試物理試題(以下簡稱“2023年廣東中考物理試題”)既遵循了新課標要求,又體現了“雙減”政策的推進與落實.試題從不同角度靈活地考查學生的“物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任”4大物理學科核心素養,體現“穩、新、活”的特點.試題整體穩而不難、新而不偏、活而不怪,試題難度對比上年保持穩定,實現“減負提質”的延續,注重情境的創設與考查方向的創新,嚴格依據新課標命題,與時俱進,既落實了立德樹人根本任務,又注重發展學生的核心素養,對課堂教學起到正向引領作用的導向作用.

1 依據課程命制原則,考查物理必備知識

2023年廣東中考物理試題總分100分,考試時間 80min,題型多樣化,包含選擇題、填空題、作圖題、實驗題、計算題和綜合能力題,題型搭配合理,各題分值比例適當,如表1所示.考查內容覆蓋新課標課程內容的5個一級主題及以下的所有二級主題,體現新課標的理念,考查知識點較為全面,見表2所示.題型結構穩定,難度以基礎題和中等題為主,其中中等題目比例有一定上升,難題分值不大,沒有偏題怪題,落實“雙減”.從表2可以看出,按主題分類,試卷中一級主題“物質”占6%、“運動和相互作用”占48%、能量占32%、“實驗探究”占14%;按知識板塊分類,聲光熱占32%、力學占41%、電學占23%,物質結構和能源占4%.可見整卷的主干基礎知識考查分值約占80%以上,難度分布科學合理,考查的知識覆蓋學科必備知識,為教學內容的選取提供重要的導向作用.

表1 題型及分值

表2 命題主題、考查知識及分值

2 聯系生活實際,突出物理情境的創設

新課標的課程理念“從生活走向物理,從物理走向社會”中提到:遵循初中學生身心發展規律,貼近學生生活,關注學習生長點,以具體事實、鮮活案例、生活經驗和基本概念等引導學生進行理性思考.[1]2023年廣東中考物理試題在命制層面,落實了新課標中創設真實問題情境的要求,有真實情境的試題共21題,這些情境化的設計,既強化了對學生是否綜合運用基礎知識、基本規律和基本方法解決真實生活實際問題的考查,又強化了對學生是否真正內化物理概念和規律,具備物理觀念的考查.

例1.(第1題)荔枝是一種嶺南佳果.小明拿起一個荔枝,如圖1所示,它的尺寸l大小約為

圖1 例1圖

(A) 0.1 cm. (B) 3 cm.

(C) 0.3 m. (D) 1 m.

例2.(第2題)端午節期間,小明在家里煮粽子,粽香四溢說明

(A) 分子在不停地做無規則運動.

(B) 分子間存在引力.

(C) 分子間存在斥力.

(D) 分子可以再分.

例3.(第3題)小明買了一個方便移動的儲物箱,如圖2所示.儲物箱安裝輪子的目的是

圖2 例3圖

(A) 增大摩擦.

(B) 減小摩擦.

(C) 增大壓強.

(D) 減小壓強.

以上例題1～3是試題的第1～3題,例1估測嶺南佳果荔枝的直徑、例2端午煮粽子所體現的物理現象和例3移動儲物箱減小摩擦力的應用,跟往年不同的是在題組前標注了“從生活走向物理”,通過生活實際情景的加入,將“問題情境化,情境實際化”.此外還有第4題廣東省南澳島北回歸線標志塔、第7題公交車的運動、第9題用古琴彈奏名曲《高山流水》、第10題吸盤模擬馬德堡半球實驗等等,這些題目取材廣泛,創設的情境貼近學生生活,符合學生學業水平和心理發展特點,以具體事物、生活經驗或學習探索等方式呈現,考查學生調用物理知識構建物理模型以及分析、解決實際問題的能力,引導學生進行理性思考,從物理視角去觀察生活,學會用物理知識、概念和規律解釋常見自然生活現象和解決常見物理問題.

3 以立德樹人為導向,發揮育人功能

新課標的試題命制中提出:“要體現積極向上的價值追求和健康的審美情趣,反映中華優秀傳統文化、我國科技發展的新成就.”[1]該理念強調試題應堅持立德樹人為導向,堅持正確的價值取向,對育人起到積極導向作用.

3.1 以主題為線索,凸顯科技成就

例4.(第11題)火箭搭載飛船升空過程中:火箭向下噴出氣體而向上運動,說明力的作用是________的;火箭外殼與空氣摩擦會發熱,這是通過________的方式改變外殼內能;宇航員座椅的質量________(選填“變大”“變小”或“不變”).

例5.(第12題)圖3是飛船與空間站完成對接時的情景,以空間站為參照物,飛船是________的.空間站利用太陽能電池板獲得能量,太陽能來自太陽內部的核________變.空間站的圖像信號是通過________波傳回地面的.

圖3 例5圖

“以主題為線索”的課程結構理念在《標準(2011年版)》中沒有明確提出,以上兩道題目,試題創新性地以“航天主題”——2023年5月30日,神舟十六號載人飛船與空間站成功對接,作為主題線索.通過神舟十六號載人飛船升空和對接的事件,考查了力的相互作用、能量相互轉化、運動的相對性、電磁波的傳輸和核聚變等相關知識.另外還有第19題我國自主研發的大型飛機C919首次試飛,這些題目都緊抓社會熱點,緊扣我國科技成就,以物理學習主題的方式,將科技與物理問題結合,引導學生主動關注國家前沿科技的發展,體會物理學對社會發展的推動作用,從而讓學生自小樹立科技強國的理想,養成“探求真理”“勇于探索”的必備品格.

3.2 弘揚中華傳統文化,堅定文化自信

例6.(第21題) 明代宋應星在《天工開物》中記載的農業生產汲水裝置——轆轤,沿用至今.圖4甲是一種轆轤,由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成.提水時,用力使大輪轉動,小輪隨之轉動并纏繞井繩,提起水桶.

圖4 示意圖

(1) 圖甲所示轆轤可視為不等臂杠桿,為方便提水,它是按照________(選填“省力”或“費力”)杠桿來設計的.用轆轤提水的某時刻示意圖如圖4乙所示,它的支點是“A”“B”或“C”中的______點.

(2) 設大輪與小輪的半徑比為3∶1,水桶受到的總重力為90 N.使周長為3 m的大輪轉動一圈,水桶勻速上升,井繩對水桶做功________J;若要使轆轤靜止在圖乙所示位置,作用在C點最小的力應為________N.(不計井繩的粗細和自重)

(3) 圖丙所示水龍頭開關的設計也應用了同樣的原理,為了更省力,開關應選用________(選填“①”或“②”).

本題的命題情境源于《開工天物》中的農業生產汲水裝置——轆轤,考查了杠桿、功和能等知識,以輪軸模型為主線,從明代的轆轤遷移到現今的水龍頭,讓學生感受到我國古代勞動人民利用省力杠桿的知識進行生產勞動的聰明才智,同時感受到物理知識的應用給生產生活帶來的便利,既體現了中華農耕文化的博大精深,又增強了學生民族自豪感和對中華傳統文化的自信,同時通過對勞動教育的滲透,引導學生注重觀察身邊勞動過程中的物理現象,是否能利用所學的物理知識和方法對勞動裝置進行改進.

綜合上述的例4～6,題目的背景從古到今,都在解決問題的過程中潛移默化讓學生感受到了科學、技術、勞動、生產、社會間的密切聯系,拉近了物理與現實生活、勞動生產與科學技術間的距離,使學生領會物理學有著巨大應用價值,使他們“知行合一,學以致用”,促進育人成效.

4 踐行跨學科實踐,發展學生核心素養

“跨學科實踐”是物理課程內容新增加的組成部分,新課標提出:“跨學科實踐的主題內容的設計旨在發展學生跨學科運用知識的能力、分析和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力,培養學生積極認真的學習態度和樂于實踐、勇于創新的精神.”[1]基于此,物理試題的命制應結合教學內容特點,踐行“跨學科+實踐”,既要與其他學科融合,又要突出實踐,關注學生動手操作體驗,從而全面發展學生核心素養.

例7.(第22題)小明了解到有種說法“在室內穿兩件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”.他采用圖5的裝置進行實驗:在甲、乙兩個相同的瓶子中裝入等體積的熱水,用兩層灰色薄棉布包裹著甲瓶(內層緊貼,外層相對寬松),用一層灰色厚棉布緊貼包裹著乙瓶,用數顯溫度計測量瓶中熱水的溫度,測得有關數據如表3所示.

圖5 裝置圖

表3 數據記錄表

(1) 表中有一個溫度值記錄錯誤,該錯誤的溫度值是________℃.水溫會先降到41.0 ℃的是________瓶.已知瓶中水的體積是350 mL,該瓶中水的溫度降至41.0 ℃時,其放出的熱量是____J.

(2) 如果把瓶中的熱水換成冰塊,________瓶中的冰塊熔化較慢.分析實驗結果,可猜想“在室內穿兩件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是兩件薄衣服中間有________.

(3) 請寫出一個生活中與你的猜想相符合的例子:.

本題命題主要依據是新課標“跨學科實踐主題”中的二級主題“物理學與日常生活”.本題通過設計生活實踐的情境,以對比“在室內穿兩件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”為主題任務,通過分析表格讀取數據,比較甲、乙兩瓶水經歷相同時間所對應的不同水溫,判斷甲乙瓶子保溫能力的高低,從而推斷兩件薄衣服與一件厚衣服誰更保暖.本題涉及內能知識和熱量計算,考查了學生信息提取、模型建構、科學推理和科學論證的能力.其中第(3)問需要猜想,寫一個與生活中相符合的例子,參考答案可以是:“蓬松的羽絨服,由于絨朵間有大量空氣,由于空氣是熱的不良導體,可以有效防止熱量的散失.”試題利用開放性的設問方式,減少題型固化和機械刷題,能反映出學生是否具備高階思維的能力,是否具備知識的遷移能力以及規范的語言表達能力來解決問題.

本題在“跨學科”方面,跨出物理學科的視野,體現了物理學科與數學、生物等學科的融合,引導學生提倡低能量、低消耗,踐行低碳生活,具有節能環保的意識.本題在“實踐”方面,從日常生活中提出問題→設計方案→獲取證據→分析論證→猜想與交流,體現了科學探究的過程,引導學生在日常生活中要帶有問題意識和樂于動手操作實踐的意識,通過“做中學”更好地發展學生的核心素養.[2]

2023年廣東中考物理試題除了第22題以外,第21題命題依據是“跨學科實踐主題”中的二級主題“物理學與工程實踐”,第12題和23題命題依據是二級主題“物理學與社會發展”.2023年廣東中考試題注重將“跨學科實踐主題”融入題目中,注重時代性,充分體現新課程理念,完善義務教育課程體系,發揮了正確的導向作用.

5 教學啟示:學科育人 引導教學

5.1 注重評價引領

新課標強調:物理學習評價以學生發展為本,強化素養導向,促進學生學習和教師教學的改進,促進“教—學—評”有機銜接.在實際教學中,部分物理教師的教學評價存在一定問題,例如:(1) 只關注知識掌握的多少和深淺,忽視解決真實問題的綜合能力的評定;(2) 只重視終結性評價的結果,忽視過程性評價,評價方式單一;(3) 只確立教師本身為評價主體,而忽視對學生的評價.故此,要處理好“教”“學”“評”三者的關系,強化評價與課程標準、教學目標的一致性.例如在課堂教學中應“目標”先行,教師先結合課程標準、教材、教案和學情確定教學目標;然后根據教學目標設計教學活動和學生活動,構建與教學目標相適應的教學評價體系和評價指標,通過創設真實情境激發學生主動學習,通過創造機會讓學生參與交流、討論,同時課堂教學中教師要根據評價指標及時判斷學生的學習效果;最后通過綜合評價判斷學習目標的達成情況.評價中要重視不同學生的差異發展,充分發揮教師、學生和學校在評價中的作用,采用師生互評、學生自評與同伴評價、定性評價與定量評價、終結性評價與過程性評價、測試評價與日常評價相結合等多樣的方式進行評價,發揮“以評促教、以評促學”的作用.[3]

5.2 注重學科融合

長期以來,我們以單獨學科教學為主,“各自為政”,不能很好地培養“綜合性”人才.2023年5月教育部等十八部門印發了《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》,其中第6點提出:“落實跨學科主題學習原則上應不少于10%的教學要求.”[4]教師在開展教學活動的時候,筆者有以下幾點建議:(1) 以主題為導向.教師可結合真實情境,通過主題式、項目式等方式驅動學生參與跨學科實踐.例如家庭電器中能量轉換關系、旅游出行交通工具的動力問題、臺風天氣的安全問題、房屋的排水問題、廚房中的安全等等,引導學生從物理以及其他學科角度去分析、解決與生活相關的問題,建立各學科間的橫向關系.(2) 重視實踐性作業.“跨學科實踐”重在實踐,而“雙減”政策也落地兩年.通過實踐性作業,既能夠落實課程要求,又可以把“減負提質”落在實地,實現“雙贏”.例如在周末或假期布置動手操作類的作業,例如自制降落傘、自制氣壓計、自制噴霧器等等,讓學生在操作中主動調用各學科的知識,培養學生發散思維,提高學生動手操作實踐能力,激發探索知識的欲望.(3) 拓展教學資源.基于初中學生的年齡特點和知識儲備有限,一方面教師要求學生多從不同渠道獲取知識,例如在九年級講授半導體和超導體時,可以讓學生周末到圖書館、少年宮或上網等方式,了解各種新材料的原料來源、在我國的分布、如何提煉和相關應用等,讓學生充分認識這些新材料的“來龍去脈”,體會到不同學科知識的應用價值,拓寬學生視野;另一方面教師多將科學技術、能源開發等融入課堂,例如通過視頻、閱讀、海報等方式介紹《開工天物》《墨經》中我國古代在生產勞動、冶煉技術等方面的科技成果,并與現今科技成就有機結合,以不同方式滲透到物理教學中,是落實科學態度與責任的有效途徑.

5.3 注重動手實驗

2023年5月教育部印發的《基礎教育課程教學改革深化行動方案》第7條“加強科學類學科教學”中提出:“加強實驗教學,強化學生動手操作實驗,將學校實驗課開設情況納入教學視導和日常督導,將實驗操作納入中考.”[5]文件進一步強化了實驗教學的地位.在實驗教學中教師要摒棄“重講練,輕實操;重結果,輕過程”的意識,要落實好新課標要求的21個學生必做實驗以及教材的演示實驗,應把實驗主動權交給學生,讓所有學生“動”起來.以探究小組方式,讓每一個學生經歷科學探究的完整過程,參與到交流合作中,提升學生的科學探究能力,培養學生科學態度與科學精神.[6]例如在“探究水在沸騰前后溫度變化的特點”實驗中,教師可以先創設物理情境,演示“紙燒杯”燒水,從而引發學生的思考,通過教師的點撥引導,這樣可以培養學生發現問題、提出問題的能力.實驗過程中,教師應當及時關注和評價學生,提高學生參與度.如實驗中發現隨著水汽化,由于水質量減少使溫度計的液泡露出水面,教師要及時組織學生對實驗設計方案和器材組裝進行交流、評估和改進,這樣不僅培養學生交流表達、評估反思的能力,同時也培養了學生嚴謹認真的科學態度.