探析中考命题 优化物理教学

于伟

实验教学与仪器 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (8) : 1 -4.

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实验教学与仪器 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (8) : 1 -4. DOI: 10.19935/j.cnki.1004-2326.2025.08.001
实验教学研究

探析中考命题 优化物理教学

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摘要

为使义务教育物理学业水平考试达成立德树人、服务选才和引导教学的目标,中考命题立意要从“知识”和“能力”转向“核心素养”,要基于真实情境考查学生的核心素养;同时,中考的考查既要注重基础性、应用性,也要体现综合性和跨学科性。由此给出教学建议:围绕夯实基础、重视实验、聚焦思维和精选练习等环节,进一步优化物理教学并提高其教学效率,以契合中考考查的目标。

Graphical abstract

关键词

中考命题 / 趋势探析 / 物理教学 / 跨学科

Key words

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于伟. 探析中考命题 优化物理教学[J]. 实验教学与仪器, 2025, 42(8): 1-4 DOI:10.19935/j.cnki.1004-2326.2025.08.001

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《义务教育课程方案(2022年版)》要求:全面推进基于核心素养的考试评价,强化考试评价与课程标准、教学的一致性,促进“教—学—评”的有机衔接。《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称新课标)指出,义务教育物理学业水平考试(以下简称中考)依据课程标准所规定的课程目标、内容要求、学业要求和学业质量进行命题。新课标整体规划了素养立意的课程目标,构建了大概念统领的课程内容,倡导跨学科实践和大单元教学,突出问题教学和情境化教学,坚持“做中学”“用中学”,以及实施促进学生发展的素养评价。这就决定了考试必然要从其试题功能、考查内容、形式、难度等方面作出相应的变革,以促进“教—学—评”的有机衔接,充分发挥考试评价的育人功能。

1 考试评价功能应走向“四位一体”:立德树人、质量评估、分流选拔、引导教学

初中阶段学习结束后,需要通过中考检验学生的学业成就,为初中毕业和升学提供依据。为体现立德树人、服务选才、引导教学的评价理念,凸显“两考合一”“质量评估”“引导教学”等功能,杨玉琴等[1]提出考试功能从重“甄别选拔”到“四位一体”转型升级的观点,并据此构建了“立德树人、质量评估、分流选拔、引导教学”四位一体的功能机制(图1)。

“立德树人”是教育的根本任务,具有统领作用,决定着中考的方向与价值取向。“质量评估”和“分流选拔”体现了中考的“两考合一”功能,与“引导教学”共同构成了实现立德树人的具体路径,既各有侧重又相互关联。因此,依据新课标所规定的质量标准进行命题,利用好考试这一“指挥棒”,能够为教学赋能,提升义务教育物理教学的质量。考试与教学相辅相成、形成合力,共同保障立德树人根本任务的完成[1]。

【例1】(2023年金华中考第28题)研究小组利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。实验器材:压强计、橡皮膜、两端开口的玻璃管、玻璃杯、圆柱形容器等。实验过程:小金用手指按压橡皮膜,如图2所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。

(1) 出现这种情况的原因可能是

。

(2) 解决上述问题后,小金按下列步骤进行实验:①将金属盒放入水深10 cm处观察并记录;②将金属盒放入酒精溶液深度10 cm处观察并记录;③比较两次实验U形管左右两边液面的高度差;④换用密度不同的液体,重复上述实验。该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法是  。

(3) 迁移应用:小金对一支两端开口的玻璃管进行改装:用橡皮膜将其下端封住,往玻璃管内倒入一定量的酒精溶液,观察到橡皮膜向下凸起;然后将玻璃管置于一空玻璃杯内,如图3所示(固定仪器省略),再沿着玻璃杯内壁缓慢注水。当玻璃管内外液面相平时,橡皮膜的形变情况为  。(选填“向下凸起”“向上凸起”或“相平”)

(4) 拓展提升:图4是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有甲乙两种不同的液体,在距离容器底部同一高度处分别有M、N两点。若pM =pN,则两容器底部受到的液体压强大小关系是p甲   p乙。(选填“>”“=”或“<”)

【试题分析】该试题难易度达到了既“顶天”又“立地”的命题要求,即:基础题能“立地”,让学困生考得有尊严;创新题能“顶天”,让优秀生脱颖而出。例如:第(1)、第(2)小题考查基础知识,属于学习理解层次,较为容易。第(3)小题考查逻辑推理和实验操作,即根据液体密度、应用原理(p=ρ液gh)进行推理判断,属于应用实践层次,中等难度。第(4)小题考查分析、评价等高阶思维,根据图4可知,深度hM <hN,而压强pM =pN,则由原理p=ρ液gh可知液体密度ρ甲>ρ乙;因为甲对容器底部的压强为:p甲=ρ=pM +ρ甲gh,乙对容器底部的压强为:p乙=pN +ρ乙gh,所以有:p甲>p乙。该小题属于迁移创新层次,难度较大。

【试题启示】例1的探究情境源于教材,主要评价学生在“物质”“运动和相互作用”两个核心概念方面的学业表现,具体评价“运动观”“物质观”等物理观念,模型建构、推理论证、质疑创新等科学思维,以及科学探究等实践素养。其命题内容无疑能引导教师在教学中既要基于教材又不拘泥于教材,让学生在解决真实问题的过程中提升创新能力,建构核心概念。从“两考合一”功能来看,前3道小题侧重于毕业评价,最后一道小题侧重于选拔评价。这种考查方式既指向物理核心素养,又注重问题的层次性设计,凸显了物理课程整体的育人功能和价值取向。

2 命题立意基于“真实情境”,指向“核心素养”

命题立意从“知识”到“能力”再到“素养”,是我国考试评价的转型与升级。“素养立意”命题,即依据素养测评理念创设情境载体,设计问题或任务,通过学生在解决真实情境问题或任务中的表现,推断学生核心素养的发展水平[2]。为确保“依标命题”的科学性、规范性以及结构的合理性,需要设计功能完整、使用便捷、数据表达准确的多维命题细目表。以例2为例,其具体内容如表1所示。

【例2】(2024年浙江省中考第24题)水火箭射程与瓶内液体占总体积比例、瓶内气压和发射角度等因素有关。除上述因素外,为研究水火箭射程与瓶内液体质量的关系,某兴趣小组通过只改变液体的密度来改变其质量,并用图5装置和有关测量工具进行如下实验:①取一可乐瓶作为水火箭内胆,瓶内装入体积为V的水,将其放置在发射架上;②用打气筒给水火箭打气,当瓶内气压为p时,打开开关发射;③测出水火箭的射程,多次实验取平均值;④用食盐和水配制A、B、C共3种密度不同的溶液,均量取体积为V的溶液替换水,重复上述步骤①②③。

实验结果如图6所示。请回答:

(1) 实验中用于测量水火箭射程的工具是

。

(2) 在一定温度下,用足量的食盐和水配制溶液,若观察到

,则溶液密度达到最大。

(3) 本实验可得出的结论是

。

(4) 某同学认为本实验用相同装置,只用水进行实验,通过改变水的体积来改变质量更为方便。从控制变量的角度判断该同学的观点是否合理并说明理由:。

射程关系图像

【试题分析】例2考查运动观和能量观、模型认知和推理论证、结论表达和方案评价等物理核心素养。具体要求为:根据测试的知识及素养目标要求,使情境素材与目标考查内容相匹配;命题者对原始素材的精心加工使试题情境符合学生的认知基础,学生易于阅读和入题,让情境素材与学生认知相匹配;学生通过解题表现出试题立意所期望的行为表现,即需要根据目标和情境精心设计问题和任务。试题设计了4个问题。问题1:测量工具的选择(考查探究实践);问题2:根据物质溶解现象考查溶液密度(考查科学思维);问题3:分析图像数据,得出结论(考查科学探究);问题4:对观点进行评价(考查科学思维、科学态度与责任)。上述问题设计遵循学生认知规律,难度适宜,且与素养表现相匹配。情境素材的选取和加工流程如图7所示[2]。

【试题启示】试题需要用真实情境承载物理的知识、技能、方法、情感态度与价值观等,使学生在解题过程中表现出核心素养成为可能。试题素材情境源于水火箭比赛,该情境充分体现了命题的公平性。对于水火箭而言,无论城市或农村学校,其科技节活动都有此项目,学生对此都比较熟悉。另外,探究因素有别于以往的发射角度、瓶内气压等选题,具有创新性和探究性。从情境创设到问题设置,均体现了物理源于生活的命题理念。

3 命题倡导“跨学科”探索,体现“综合性”

为培养适应未来社会发展的有用人才,提高“综合性试题比例”和探索“跨学科命题”,是新课改学业评价的大势所趋。新课标把“跨学科实践”作为独立主题,确立日常生活、工程实践及社会热点3个二级主题内容,要求既要立足于物理课程内容,又要跨出物理学科。

【例3】结合深圳气候特点,某学习小组开展了“设计隔热节能房屋”跨学科实践活动。活动目的:从能量转化的角度出发,探讨利用可再生能源的途径和方法,完成隔热节能房屋的设计。活动方案:①结合材料学等学科知识,为房屋选择合适的隔热材料;②结合地理学等学科知识,测算太阳能电池板的面积;③结合工程和技术操作,研究节能热水器。实施过程:

(1) 选取房屋的“隔热材料”。

①学习小组为了比较材料的隔热性能,找到厚度相等的3种材料,制成大小、形状和结构均相同的房屋模型;用白炽灯光模拟太阳光,房屋位置如图8所示,将温度传感器分别放在房屋模型(选填“内”或“外”)部的相同位置;闭合白炽灯开关,每隔1 min,同时测量3个房屋模型的温度。

②图8中3间小屋的摆放位置不合理,原因是:。

③优化实验方案后进行实验,温度传感器的示数变化情况如图9所示。根据图像分析,学习小组应选择作为房屋的隔热材料。

(2) 测算太阳能电池板的面积。

①学习小组计划在房屋的屋顶安装太阳能电池板给房屋供电,安装在屋顶的太阳能电池板朝南放置,这样有利于获取。

②深圳某天1 m2的太阳能电池板发电量为0.8 kW·h,若当天家庭用电量为16 kW·h,为了满足用电需求,太阳能电池板的面积至少为m2。

(3) 研究节能热水器。

一款空气能热水器,其工作原理如图10所示,液态工作介质经过蒸发器吸收室外热空气中的热量后,蒸发成气态并进入压缩机;经压缩机压缩后形成高温高压的气体并进入水箱中的冷凝管,释放热量后,变成液态;该液态经过储液罐、过滤器、膨胀阀,再次回到蒸发器,开始下一轮循环。当室外温度低或需要快速制热时,热水器还需要用水箱中辅热器的电阻丝加热,以便缩短加热时间。学习小组把水从冷凝管吸收的热量与工作介质循环所消耗电能(不含辅热器消耗电能)的比值记为D。

①在某一环境温度下,在空气能热水器水箱中装入200 kg初温为20 ℃的水,关闭其他用电器,记录电能表的示数为932.2 kW·h;启动空气能热水器(辅热器不工作),2 h后水温达到50 ℃,电能表的示数如图11所示。在此过程中,水吸收的热量为 J,空气能热水器的电功率P为 W,则该空气能热水器的D值为。水的比热容取4.2×103 J/(kg·℃)。

②为了将题①中的加热时间缩短至80 min,需要启动水箱中的辅热器加热。若D值和电功率P(不含辅热器的电功率)均不变,辅热器两端的电压是220 V,加热效率是87.5%,则该辅热器中电阻丝的阻值为 Ω。

【试题分析】例3为材料学、地理学、工程和技术等学科的综合性试题。从房屋的“隔热材料”、测算太阳能电池板的面积、研究节能热水器3个方面设计问题。该试题立足物理学科,考查学生的物理学科核心素养,如物质观、能量观、运动观等物理观念,模型认知、推理论证等科学思维,控制变量、设计实验方案等科学探究,树立节能减排、绿色发展理念的科学态度与责任,统整与盘活热学、电学等知识的学习能力。同时,考查学生的工程、技术、物化方面的能力,让学生在分析问题、解决问题的同时,关注各学科间问题解决的方法与技能、思维方式、价值观念,从而培养学生整体的科学观。

【试题启示】综合性是知识结构化的必然要求,主要体现为学科内知识、方法及素养的综合及适度体现学科间的综合。该试题考查的是学生的综合能力,凸显命题的综合性、知识的融合性和贴近现实生活的特点。

4 教学建议

4.1 夯实基础

新中考试题兼顾毕业和选拔的双重功能,但更侧重于毕业,其次才是选拔。因此,试卷的难度明显降低,夯实基础知识、掌握基本技能是关键。新课标和教材是命题的重要依据,故落实基础应做到:首先,需要深刻领会课标要求,熟练掌握教材内容;其次,要注重概念形成的过程,避免直接灌输知识,宜采取情境引入、实验探究等教学手段;再次,强化概念和规律间的内在联系,帮助学生构建完整的知识体系。

4.2 重视实验

实验是学习物理的重要方法,也是物理课程的重要内容。因此,实验常作为命题素材和考试内容,其在中考命题中占有较大比例。在实验复习时,教师要注重实验的过程性和探究性,特别强化对学生实验设计能力的培养。另外,要发挥实验在习题讲评时的作用,有时讲不清楚的问题,只要采取做实验的方式,就很容易使学生豁然开朗,从而提高教学效率。

4.3 聚焦思维

科学思维,是物理教学的核心。教师要通过设计富有启发性、挑战性的学习任务,引导学生主动思考、积极探究;要重视培养学生的模型认知能力,助其学会建构模型、识别模型及应用模型解决问题;要引导学生分析、评估信息,识别假设、推理中的逻辑错误,以便培养其独立思考、自主判断的能力。为培养学生的创新思维,宜精选开放性的典型试题,留给学生充足的时间、空间,训练其多角度思考问题;应开展形式多样的实践活动,培养学生应对新情境背景下解决复杂问题的能力。

4.4 精选练习

中考复习要想避免机械训练,就需要精心选择练习题。所选练习题要与学生最近发展区相匹配,让学生“跳一跳”能摘得到“桃子”;所选练习题要基于真实情境考查核心知识,且情境与其所承载的知识联系紧密;所选练习题要兼顾基础性、应用性、综合性和适度的开放性。从答题效果看,只有做到精选练习题,学生的精练才有保证,教师的精讲才有意义,“减负”“提质”才有成效。

参考文献

[1]

杨玉琴,陆海燕.新课标下化学中考命题趋势探析[J].化学教学,2024(02):3-8

[2]

中华人民共和国教育部. 义务教育物理课程标准(2022年版) [S].北京:北京师范大学出版社,2022.

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