摘? ?要：文章從STEM角度分析2018年浙江省部分地市中考科學(xué)試題，提出當(dāng)前中考物理試題命制中STEM理念的呈現(xiàn)特點(diǎn)和趨勢，以此體現(xiàn)中考物理命題的變革方向，引導(dǎo)初中科學(xué)教學(xué)落實(shí)對學(xué)生STEM素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：STEM教育;浙江中考;物理命題研究

作者簡介：陳緒杰，浙江省寧波市東錢湖中學(xué)教師，研究方向?yàn)橹袑W(xué)科學(xué)教學(xué)。（浙江? 寧波 315121）

中圖分類號(hào)：G623.23? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1671-0568（2019）26-0063-02

近年來，STEM教育理念主導(dǎo)著一些國家的科學(xué)教育政策并成為研究熱點(diǎn)。2018年，浙江省教育廳教研室啟動(dòng)“以STEM教育為切入點(diǎn)的創(chuàng)新教育”項(xiàng)目，推動(dòng)浙江省STEM教育發(fā)展。

浙江省近年來的中考科學(xué)試題多以生活、生產(chǎn)、自然現(xiàn)象和科技成果為背景，重視對試題情境的選擇和創(chuàng)設(shè)，結(jié)合數(shù)據(jù)表格、曲線圖、儀器構(gòu)造示意圖等設(shè)置有意義的問題。中考試題不僅關(guān)注學(xué)科內(nèi)知識(shí)的綜合，還注重學(xué)科間的融合，部分試題選擇精心，能體現(xiàn)“科學(xué)·技術(shù)·工程·數(shù)學(xué)”相融合的情境，凸顯了STEM教育理念。下文以2018年浙江省部分地市中考科學(xué)試題中的物理試題為例，分析STEM理念下的命題變革與趨勢，以促使教師提升培養(yǎng)學(xué)生STEM素養(yǎng)的意識(shí)。

一、體現(xiàn)科學(xué)技術(shù)在生活中的應(yīng)用

中考試題的原創(chuàng)性、新穎性是評(píng)價(jià)試卷質(zhì)量的重要依據(jù)。在STEM教育導(dǎo)向下，部分試題以科技新產(chǎn)品為問題情境，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活現(xiàn)象及其蘊(yùn)含的科學(xué)原理，引導(dǎo)教師在教學(xué)中滲透科學(xué)在工程、技術(shù)和社會(huì)等方面的應(yīng)用價(jià)值。

例1 （2018衢州）：指紋鎖是一種集光學(xué)、電子計(jì)算機(jī)、精密機(jī)械等多項(xiàng)技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，它的“鑰匙”是特定人的指紋（S1）、磁卡（S2）或應(yīng)急鑰匙（S3），三者都可以單獨(dú)使電動(dòng)機(jī)工作而打開門鎖。下列電路設(shè)計(jì)符合要求的是? ? ? 。

命題立意分析：試題以指紋鎖為素材，結(jié)合電路基本知識(shí)，考查學(xué)生的信息獲取、處理能力以及對知識(shí)的遷移應(yīng)用能力。試題聯(lián)系生活，關(guān)注科技熱點(diǎn)，可使學(xué)生在解答問題的過程中感受所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際相聯(lián)系，并引起學(xué)生對科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境問題的關(guān)注。

在浙江省2018年各地市中考試題中，類似的問題情境較多。如臺(tái)州卷的“3D打印筆”和“自動(dòng)開合小壺蓋”、嘉興卷的“水陸兩棲飛機(jī)”和“筆記本電腦散熱控制”、紹興卷的“自動(dòng)溫控足浴盆”、寧波卷的“市政自動(dòng)排水裝置模型”、溫州卷的“身高體重測量儀”和“豆?jié){機(jī)”等。在科技高速發(fā)展的當(dāng)代，新產(chǎn)品層出不窮，此類試題能引導(dǎo)教師和學(xué)生關(guān)注身邊的科技產(chǎn)品，思考和研究相關(guān)原理，培養(yǎng)學(xué)生將平常所見的新事物迅速與自己所學(xué)知識(shí)相聯(lián)系并進(jìn)行解讀的意識(shí)，使學(xué)生在分析和解決問題的過程中掌握一定的技術(shù)原理，體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)在生活中的應(yīng)用。

二、重視STEM素養(yǎng)的培養(yǎng)

STEM素養(yǎng)由科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)組成，要求學(xué)生能熟練運(yùn)用已有的科學(xué)知識(shí)（如物理、化學(xué)、生物科學(xué)和地球空間科學(xué)），提出自己對自然界的理解，參與提出能影響自然界的有關(guān)決策。在項(xiàng)目研究過程中使用、管理、理解與評(píng)價(jià)相關(guān)技術(shù)，提出設(shè)計(jì)、開發(fā)方案，并能在小組合作中發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋、改進(jìn)，進(jìn)行有效交流。

在STEM教育導(dǎo)向下，浙江中考科學(xué)部分試題以應(yīng)用科學(xué)知識(shí)解決工程或技術(shù)問題為驅(qū)動(dòng)，要求學(xué)生結(jié)合坐標(biāo)圖、表格等數(shù)據(jù)分析進(jìn)行評(píng)判或推斷，體現(xiàn)出對學(xué)生STEM素養(yǎng)的考查。

例2 （2018溫州）：如圖甲是某身高體重測量儀，當(dāng)體檢者站在臺(tái)面上時(shí)，能自動(dòng)顯示其身高、體重。已知壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關(guān)系如圖乙所示?，F(xiàn)要求用電壓表、電流表分別顯示身高和體重的大小，且電壓表、電流表的示數(shù)分別隨身高、體重的增大而增大。下列電路設(shè)計(jì)最合理的是? ? ? ? ?。

命題立意分析：試題背景來自學(xué)生熟悉的“身高體重測量儀”，以解決“最合理的電路設(shè)計(jì)”為問題驅(qū)動(dòng)，考查串并聯(lián)電路、歐姆定律、電流表和電壓表使用等電學(xué)核心知識(shí)。學(xué)生要先分析坐標(biāo)圖中阻值與壓力大小的關(guān)系，再結(jié)合電路圖推斷隨著身高和體重的增加電流表和電壓表示數(shù)的變化，從而綜合判斷電路設(shè)計(jì)的合理性。試題將學(xué)生的生活和學(xué)科知識(shí)融合，考查學(xué)生應(yīng)用核心原理并通過建立模型等高階思維進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)的能力，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的讀圖能力以及分析與綜合、抽象思維、邏輯思維和批判性思維能力。

三、注重STEM的思維培育

STEM思維是推動(dòng)STEM學(xué)習(xí)行為的不竭動(dòng)力，它是從STEM教育的視角對客觀事物的認(rèn)知方式。在STEM教育導(dǎo)向下，溫州卷、臺(tái)州卷、寧波卷均將STEM試題作為“壓軸題”。試題情境和立意新穎，情境較為復(fù)雜，對數(shù)學(xué)能力要求高，總體難度較大。

例3 （2018寧波）：某市政自動(dòng)排水裝置模型，控制電路由電壓為12V，R為壓敏電阻，R0為定值電阻，壓敏電阻通過杠桿ABO與圓柱形浮體相連，AB︰BO= 4︰1。

（1）綠燈亮?xí)r表示水位在安全位置以下，排水泵不工作;紅燈亮?xí)r，排水泵正常工作，此時(shí)水位超安全位置上限。請按要求完成工作電路的連接。

（2）已知壓敏電阻受到壓力為360N，通過電磁鐵線圈的電流為100mA，當(dāng)水位上升到浮體剛好全部浸入水中時(shí)，排水泵啟動(dòng);當(dāng)水位回落到浮體只有2/5 體積浸入水中時(shí)，杠桿ABO仍處于水平位置，線圈中電流為30mA，排水泵停止工作，求浮體的重力多大？

（3）在調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)水位已達(dá)到安全位置上限，但排水裝置還未啟動(dòng)。如果其他條件不變，要使排水裝置符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)該將與壓敏電阻相連的壓板向? ? ? （填“左”或“右”）移動(dòng)。

命題立意分析：本題以設(shè)計(jì)“市政自動(dòng)排水裝置模型”為問題驅(qū)動(dòng)，表達(dá)該系統(tǒng)的工作原理，結(jié)合電磁繼電器、串并聯(lián)電路、阿基米德原理、受力分析、杠桿平衡條件、歐姆定律等一系列知識(shí)，再運(yùn)用數(shù)學(xué)運(yùn)算，解決真實(shí)的復(fù)雜生活問題。要順利完成本題，學(xué)生需要調(diào)用已有的科學(xué)知識(shí)，在有效提取信息、整合信息的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算、推理、空間想象，綜合各方面的能力解決問題。

此類試題的情境創(chuàng)設(shè)，在體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)和工程知識(shí)的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生具有利用數(shù)學(xué)方法和思維分析解決科學(xué)、技術(shù)及工程問題的能力，體現(xiàn)了對學(xué)生STEM綜合素養(yǎng)的考查。

近年來，STEM教育漸成為關(guān)注的熱點(diǎn)，從浙江省2018年各地市中考物理試題中的STEM“印記”來看，對學(xué)生STEM素養(yǎng)的考查已進(jìn)入命題者的視野，以STEM導(dǎo)向的試題命制成為趨勢。中考兼有學(xué)業(yè)水平測試和選拔性測試的功能，重在考查學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和科學(xué)思維能力。思維能力是一個(gè)人最核心的能力，培養(yǎng)學(xué)生的STEM思維不可能一蹴而成，而是一個(gè)長期的過程，需要教師在課內(nèi)外進(jìn)行有意識(shí)的培養(yǎng)。在教學(xué)中，教師應(yīng)關(guān)注生活生產(chǎn)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，具備開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的意識(shí)和跨學(xué)科融合的意識(shí)，嘗試創(chuàng)設(shè)或開發(fā)需要利用跨學(xué)科方法解決的工程問題，組織學(xué)生在各種信息面前進(jìn)行審視、判斷、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造，有效培養(yǎng)學(xué)生的STEM思維能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 程亮，鄭曉蕙.美國中學(xué)生物學(xué)課程中的STEM教育理念及其啟示[J].生物學(xué)教學(xué)，2015，（6）.

責(zé)任編輯 袁靜琴