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

陳永基

(佛山市高明區(qū)教師發(fā)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(yè)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(xiàn)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(tài)度與責任”4大物理學科核心素養(yǎng),體現(xiàn)“穩(wěn)、新、活”的特點.試題整體穩(wěn)而不難、新而不偏、活而不怪,試題難度對比上年保持穩(wěn)定,實現(xiàn)“減負提質(zhì)”的延續(xù),注重情境的創(chuàng)設與考查方向的創(chuàng)新,嚴格依據(jù)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(fā)展學生的核心素養(yǎng),對課堂教學起到正向引領作用的導向作用.

1 依據(jù)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(nèi)容覆蓋新課標課程內(nèi)容的5個一級主題及以下的所有二級主題,體現(xiàn)新課標的理念,考查知識點較為全面,見表2所示.題型結(jié)構(gòu)穩(wěn)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(zhì)”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(zhì)結(jié)構(gòu)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(nèi)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(lián)系生活實際,突出物理情境的創(chuàng)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(fā)展規(guī)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(jīng)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(chuàng)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(guī)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(nèi)化物理概念和規(guī)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(jié)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(guī)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(xiàn)的物理現(xiàn)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?qū)嶒灥鹊?這些題目取材廣泛,創(chuàng)設的情境貼近學生生活,符合學生學業(yè)水平和心理發(fā)展特點,以具體事物、生活經(jīng)驗或?qū)W習探索等方式呈現(xiàn),考查學生調(diào)用物理知識構(gòu)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(guī)律解釋常見自然生活現(xiàn)象和解決常見物理問題.

3 以立德樹人為導向,發(fā)揮育人功能

新課標的試題命制中提出:“要體現(xiàn)積極向上的價值追求和健康的審美情趣,反映中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、我國科技發(fā)展的新成就.”[1]該理念強調(diào)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(fā)熱,這是通過________的方式改變外殼內(nèi)能;宇航員座椅的質(zhì)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(nèi)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(jié)構(gòu)理念在《標準(2011年版)》中沒有明確提出,以上兩道題目,試題創(chuàng)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(zhuǎn)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(fā)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(jié)合,引導學生主動關注國家前沿科技的發(fā)展,體會物理學對社會發(fā)展的推動作用,從而讓學生自小樹立科技強國的理想,養(yǎng)成“探求真理”“勇于探索”的必備品格.

3.2 弘揚中華傳統(tǒng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)汲水裝置——轆轤,沿用至今.圖4甲是一種轆轤,由具有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成.提水時,用力使大輪轉(zhuǎn)動,小輪隨之轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)勞動的聰明才智,同時感受到物理知識的應用給生產(chǎn)生活帶來的便利,既體現(xiàn)了中華農(nóng)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(tǒng)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(xiàn)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(chǎn)、社會間的密切聯(lián)系,拉近了物理與現(xiàn)實生活、勞動生產(chǎn)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(fā)展學生核心素養(yǎng)

“跨學科實踐”是物理課程內(nèi)容新增加的組成部分,新課標提出:“跨學科實踐的主題內(nèi)容的設計旨在發(fā)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(yǎng)學生積極認真的學習態(tài)度和樂于實踐、勇于創(chuàng)新的精神.”[1]基于此,物理試題的命制應結(jié)合教學內(nèi)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(fā)展學生核心素養(yǎng).

例7.(第22題)小明了解到有種說法“在室內(nèi)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(nèi)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(shù)顯溫度計測量瓶中熱水的溫度,測得有關數(shù)據(jù)如表3所示.

圖5 裝置圖

表3 數(shù)據(jù)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(jié)果,可猜想“在室內(nèi)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(jù)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(nèi)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(shù)據(jù),比較甲、乙兩瓶水經(jīng)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(nèi)能知識和熱量計算,考查了學生信息提取、模型建構(gòu)、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(guī)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(xiàn)了物理學科與數(shù)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(jié)能環(huán)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(jù)→分析論證→猜想與交流,體現(xiàn)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(fā)展學生的核心素養(yǎng).[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(jù)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(jù)是二級主題“物理學與社會發(fā)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(xiàn)新課程理念,完善義務教育課程體系,發(fā)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(diào):物理學習評價以學生發(fā)展為本,強化素養(yǎng)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(jié)性評價的結(jié)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(jié)合課程標準、教材、教案和學情確定教學目標;然后根據(jù)教學目標設計教學活動和學生活動,構(gòu)建與教學目標相適應的教學評價體系和評價指標,通過創(chuàng)設真實情境激發(fā)學生主動學習,通過創(chuàng)造機會讓學生參與交流、討論,同時課堂教學中教師要根據(jù)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(fā)展,充分發(fā)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(jié)性評價與過程性評價、測試評價與日常評價相結(jié)合等多樣的方式進行評價,發(fā)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(yǎng)“綜合性”人才.2023年5月教育部等十八部門印發(fā)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(jié)合真實情境,通過主題式、項目式等方式驅(qū)動學生參與跨學科實踐.例如家庭電器中能量轉(zhuǎn)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(yè).“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(yè),既能夠落實課程要求,又可以把“減負提質(zhì)”落在實地,實現(xiàn)“雙贏”.例如在周末或假期布置動手操作類的作業(yè),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(diào)用各學科的知識,培養(yǎng)學生發(fā)散思維,提高學生動手操作實踐能力,激發(fā)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(wǎng)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(fā)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(jīng)》中我國古代在生產(chǎn)勞動、冶煉技術等方面的科技成果,并與現(xiàn)今科技成就有機結(jié)合,以不同方式滲透到物理教學中,是落實科學態(tài)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(fā)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(jié)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(quán)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(jīng)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(yǎng)學生科學態(tài)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(chuàng)設物理情境,演示“紙燒杯”燒水,從而引發(fā)學生的思考,通過教師的點撥引導,這樣可以培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)隨著水汽化,由于水質(zhì)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(yǎng)學生交流表達、評估反思的能力,同時也培養(yǎng)了學生嚴謹認真的科學態(tài)度.