邢紅軍 周栩君 童大振

(1. 首都師范大學(xué)教師教育學(xué)院,北京 100048; 2. 北京161中學(xué),北京 100031; 3. 首都師范大學(xué)教師教育學(xué)院,北京 100048)

中考作為初中學(xué)業(yè)水平考試,是檢測(cè)初中生是否達(dá)到初中教學(xué)要求的考試,也是建立在9年義務(wù)教育基礎(chǔ)上的選拔性考試.自北京市新中考改革方案出臺(tái)以來,試題題型及考察能力均發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的變化.這些變化是否達(dá)成了改革的初衷?是否取得了滿意的效果?顯然,這些問題都需要進(jìn)行深入研究.

有鑒于此,本文基于物理核心素養(yǎng)理論,以北京市中考物理計(jì)算題(即物理習(xí)題)與原始物理問題為研究視角,從物理學(xué)的根源是物理現(xiàn)象的基本觀點(diǎn)出發(fā),對(duì)初中生解決中考物理計(jì)算題與原始物理問題展開比較研究,以期為中考物理命題提供有益的啟示.

1 研究背景

2016年5月,北京市出臺(tái)了新中考改革方案,2018年北京市將全面開啟新中考模式.北京教育考試院在《2017年北京市高級(jí)中等學(xué)校招生考試說明》中提出,“北京市中考內(nèi)容與形式的改革以教學(xué)一線的創(chuàng)新實(shí)踐為動(dòng)力穩(wěn)步推進(jìn),在加強(qiáng)試題與生活實(shí)際的聯(lián)系,以及在具體情境中分析和解決問題的能力、創(chuàng)新意識(shí)等方面開展一些有益探索”.[1]由此可知,北京市中考命題的大方向發(fā)生了變化,開始逐步將關(guān)注重點(diǎn)置于學(xué)生的思維訓(xùn)練和能力培養(yǎng)上.對(duì)于物理學(xué)科,《2017年北京市高級(jí)中等學(xué)校招生考試說明》特意在基本能力中提出了“要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解釋現(xiàn)象的能力”,[1]認(rèn)為這是北京中考未來命題的大方向之一.

計(jì)算題一直是中考物理命題的重要組成部分,伴隨著北京中考命題改革的推進(jìn)不難發(fā)現(xiàn),物理計(jì)算題數(shù)量逐漸減少,分值減小,難度降低,成績(jī)大幅提升.對(duì)此,學(xué)生、家長(zhǎng)、學(xué)校都非常滿意,認(rèn)為達(dá)到了北京市中考命題改革的目的．但這種改變是否真正客觀反映了學(xué)生的真實(shí)物理水平呢?從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,這種命題導(dǎo)向并不利于學(xué)生的發(fā)展,并且與中考的選拔性質(zhì)相悖.題目簡(jiǎn)單了,分?jǐn)?shù)提高了,區(qū)分度降低了,但學(xué)生的物理能力并沒有明顯提升,問題的癥結(jié)到底出在哪里?

《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》提出,“核心素養(yǎng)是學(xué)科教育落在學(xué)生身上最有價(jià)值的必備品格及關(guān)鍵能力;是個(gè)體在面對(duì)復(fù)雜的、不確定的現(xiàn)實(shí)問題時(shí),能夠發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的綜合品質(zhì)”.[2]其中“復(fù)雜的、不確定的現(xiàn)實(shí)問題”是重點(diǎn),也是有別于目前中考物理習(xí)題的一種形式,同時(shí)與中考命題改革的初衷相一致.

顯而易見,學(xué)生只有形成面對(duì)復(fù)雜情境解決問題的能力,才能更好地適應(yīng)當(dāng)前現(xiàn)代化、信息化的社會(huì).對(duì)于學(xué)生來說,只有親身體驗(yàn)將“物理現(xiàn)象”轉(zhuǎn)變?yōu)椤俺橄髥栴}”的過程,才能更好地發(fā)展自己的物理能力.由于原始物理問題恰恰符合核心素養(yǎng)對(duì)于“復(fù)雜的、不確定的現(xiàn)實(shí)問題”的界定,基于此,本研究以北京市中考計(jì)算題與原始物理問題為研究視角,對(duì)初三學(xué)生解決中考計(jì)算題和原始物理問題的能力展開比較研究.

2 北京市中考物理計(jì)算題命題回顧

北京市中考物理計(jì)算題在改革前后發(fā)生了較大變化,表1為近年來計(jì)算題基本情況的對(duì)比.

分析可見,北京市中考物理計(jì)算題的數(shù)量及類型沒有發(fā)生變化,但是分值呈逐年降低趨勢(shì).同時(shí),分析2013—2017年計(jì)算題涉及的知識(shí)點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn),電學(xué)計(jì)算題在改革后摒棄了實(shí)物圖簡(jiǎn)化以及電路動(dòng)態(tài)分析,將重點(diǎn)放在歐姆定律及電功率的計(jì)算上,而力學(xué)的重點(diǎn)依舊是滑輪及功率的計(jì)算,但題目形式簡(jiǎn)化了很多.這一結(jié)果的出現(xiàn)與命題改革的思路密不可分,即重視基本概念、基本規(guī)律,弱化“高、精、尖”題目.

表1

進(jìn)一步分析改革后的北京市中考物理計(jì)算題的解題過程,可以明顯看出,計(jì)算題的文字篇幅縮減程度較大,題目中的物理量相應(yīng)減少,電路示意圖也由原來復(fù)雜的實(shí)物圖變成了簡(jiǎn)潔的等效電路圖,計(jì)算過程大大簡(jiǎn)化,基本是一兩步運(yùn)算就可以得到答案.

然而,雖然改革后的物理計(jì)算題難度大幅降低,但是物理計(jì)算題的本質(zhì)卻與改革前完全一致——依舊是“物理習(xí)題”,即北京市中考物理計(jì)算題改革的結(jié)果僅僅是由復(fù)雜習(xí)題變?yōu)楹?jiǎn)單習(xí)題,這就與改革 “在具體情境中分析和解決問題” 的初衷大相徑庭.因此,如何從根源上對(duì)北京市中考物理計(jì)算題進(jìn)行改革,仍然是需要認(rèn)真研究并亟待解決的課題.

3 研究設(shè)計(jì)

本研究從核心素養(yǎng)的基本理念出發(fā),以原始物理問題教學(xué)理論為指導(dǎo),遵循理論性、生態(tài)性、探索性、開放性以及趣味性原則,結(jié)合北京市中考物理命題的取向,編制出4道適用于中考的原始物理問題,然后對(duì)原始物理問題進(jìn)行抽象,得到物理計(jì)算題,如表2所示．隨機(jī)選取北京市某中學(xué)初三兩個(gè)平行班學(xué)生,分別完成不同的試題．

表2 原始物理問題與物理計(jì)算題

4 研究結(jié)果與分析

4.1 測(cè)試成績(jī)分析

通過對(duì)測(cè)試成績(jī)進(jìn)行分析,得到成績(jī)分布柱狀圖以及成績(jī)分布圖,如圖1-圖4所示.

圖1 原始物理問題成績(jī)分布柱狀圖

圖2 原始物理問題成績(jī)分布圖

圖3 物理計(jì)算題成績(jī)分布柱狀圖

圖4 物理計(jì)算題成績(jī)分布圖

通過分析柱狀圖及分布圖可知,原始物理問題測(cè)試卷的成績(jī)呈正態(tài)分布,可以有效區(qū)分不同物理能力的學(xué)生.同時(shí),原始物理問題成績(jī)分布的高峰位于中央,也就是平均成績(jī)所在位置.顯然,對(duì)于中考這種選拔性測(cè)驗(yàn),這有利于甄別和選拔學(xué)生,符合選拔性測(cè)驗(yàn)的要求.

物理習(xí)題測(cè)試卷的成績(jī)呈負(fù)偏態(tài)分布,說明初中生經(jīng)過大量習(xí)題練習(xí)后,可以獨(dú)立解決物理計(jì)算題,對(duì)于解題方式非常熟悉,所以能夠取得較好的成績(jī).物理習(xí)題成績(jī)分布的高峰位于高分段,對(duì)于中考這種選拔性考試,并不利于甄別和選拔不同水平的學(xué)生.

4.2 測(cè)試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,原始物理問題試卷的難度為0.46,難度適中;區(qū)分度為0.56,大于0.40,根據(jù)美國(guó)伊貝爾提出的區(qū)分度指標(biāo)可知,達(dá)到了優(yōu)秀試卷的標(biāo)準(zhǔn);信度為0.85,說明原始物理問題試卷具有較高的內(nèi)部一致性.

物理計(jì)算題的難度為0.52,難度適中,區(qū)分度為0.45,大于0.40,達(dá)到了優(yōu)秀試卷的標(biāo)準(zhǔn);信度為0.71,說明物理計(jì)算題試卷具有內(nèi)部一致性.

通過對(duì)兩套試卷的難度、區(qū)分度以及信度指標(biāo)進(jìn)行分析,可知原始物理問題試卷的區(qū)分度與信度都高于物理習(xí)題,說明以原始物理問題作為中考物理計(jì)算題的題型能夠更好地考察初中生的物理核心素養(yǎng).

5 研究啟示

本研究采用了實(shí)證研究方法,對(duì)初中生解決原始物理問題與物理習(xí)題進(jìn)行研究,基于研究結(jié)論,得到如下啟示.

5.1 原始物理問題能夠較好地考察學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)

原始物理問題是對(duì)物理現(xiàn)象的描述,它還原了真實(shí)的物理情境,使問題與生活實(shí)際密切聯(lián)系.它要求學(xué)生根據(jù)對(duì)現(xiàn)象的描述,提取有效信息,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象背后隱藏的物理問題,綜合運(yùn)用物理知識(shí)與物理方法去解釋物理現(xiàn)象.

核心素養(yǎng)要求學(xué)生“善于發(fā)現(xiàn)和提出問題,有解決問題的興趣和熱情;能依據(jù)特定情境和具體條件,選擇制訂合理的解決方案;具有在復(fù)雜環(huán)境中行動(dòng)的能力等.”[3]研究發(fā)現(xiàn),原始物理問題與核心素養(yǎng)的內(nèi)涵十分契合,注重培養(yǎng)學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜的、不確定的現(xiàn)實(shí)問題時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的綜合品質(zhì).可以認(rèn)為,學(xué)生解決原始物理問題的過程就是發(fā)展物理學(xué)科核心素養(yǎng)的過程.因此,原始物理問題能夠較好地考察初中生的物理學(xué)科核心素養(yǎng).

5.2 物理習(xí)題不能有效考察學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)

物理習(xí)題從本源上來自物理現(xiàn)象,但卻經(jīng)過了習(xí)題編撰人員的改編,所以最終呈現(xiàn)的形式就是對(duì)物理現(xiàn)象抽象后的文字,習(xí)題提供了解題所需的物理量,不需要學(xué)生自主設(shè)置物理量,更不需要學(xué)生建構(gòu)物理模型.

因此,運(yùn)用物理習(xí)題對(duì)初中生進(jìn)行訓(xùn)練,只能使學(xué)生機(jī)械地記住物理知識(shí),在大腦中留下做題的“快捷方法”,但卻無法在大腦中構(gòu)建出完整的知識(shí)體系,當(dāng)學(xué)生面對(duì)陌生、全新的物理現(xiàn)象時(shí),往往無法自主選取適當(dāng)?shù)姆椒ń鉀Q問題.同時(shí),物理習(xí)題對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)也常常是低效的,更遑論發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng). 正是基于這個(gè)原因,物理習(xí)題不能有效地考察學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)．

5.3 中考物理命題應(yīng)當(dāng)適當(dāng)引入原始物理問題

原始物理問題源于生活,保留了原汁原味的物理現(xiàn)象,不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且可以使學(xué)生在解決問題后獲得成就感,從而認(rèn)識(shí)物理學(xué)的價(jià)值與意義.[4]同時(shí),原始物理問題的生態(tài)性,也有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.

將原始物理問題引入中考物理計(jì)算題,應(yīng)遵循由淺入深、由少到多的原則.命題應(yīng)基于學(xué)生的物理認(rèn)知水平,選擇與學(xué)生能力相契合的原始物理問題.同時(shí),命題還需要與物理教學(xué)結(jié)合起來.在日常教學(xué)中,教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生規(guī)范原始物理問題的解題步驟,幫助學(xué)生建立解決原始物理問題的思維流程,鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立、自主解決原始物理問題.這樣,不僅能夠讓學(xué)生對(duì)原始物理問題解決有一個(gè)適應(yīng)過程,而且有利于在中考物理命題中滲透原始物理問題,從而達(dá)到發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的目的.