朱行建 陸建隆 褚慧玲

一、問(wèn)題的提出

2016年，教育部啟動(dòng)了新一輪中考改革，為減少義務(wù)教育階段學(xué)生多次考試的壓力，對(duì)初中畢業(yè)考試和升學(xué)考試實(shí)行“兩考合一”，統(tǒng)稱(chēng)為“初中學(xué)業(yè)水平考試”。2019年，《教育部關(guān)于加強(qiáng)初中學(xué)業(yè)水平考試命題工作的意見(jiàn)》（教基〔2019〕15 號(hào)）指出，“初中學(xué)業(yè)水平考試主要衡量學(xué)生達(dá)到國(guó)家規(guī)定學(xué)習(xí)要求的程度，兼顧學(xué)生畢業(yè)和升學(xué)需要”。這一考試性質(zhì)對(duì)初中學(xué)業(yè)水平考試的能力考查提出了新的要求，初中物理學(xué)業(yè)水平考試能力要素的確立對(duì)指導(dǎo)命題改革和引領(lǐng)初中物理教學(xué)具有重要的實(shí)踐意義。為此，南京師范大學(xué)陸建隆教授領(lǐng)銜成立了全國(guó)初中學(xué)業(yè)水平考試物理能力研究課題組，成員由大學(xué)教授、省級(jí)考試院專(zhuān)家、部分中考命題負(fù)責(zé)人共10名從事中學(xué)物理教學(xué)研究的全國(guó)知名專(zhuān)家組成，具體研究過(guò)程如下。

二、初中科學(xué)（物理）能力要素分析

（一）部分國(guó)家初中階段科學(xué)（物理）課程標(biāo)準(zhǔn)中的能力要素

1.美國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的能力要素

美國(guó)于2013年4月發(fā)布了 《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》[1]，涵蓋 1-12年級(jí)，設(shè)置“表現(xiàn)預(yù)期”欄目，陳述了學(xué)生在某一學(xué)段應(yīng)該理解和能夠做到的相關(guān)科學(xué)內(nèi)容。為更好地解釋“表現(xiàn)預(yù)期”內(nèi)容，該標(biāo)準(zhǔn)在此欄目的下方建構(gòu)了“基礎(chǔ)框”，基礎(chǔ)框中的內(nèi)容分為三個(gè)維度:科學(xué)及工程實(shí)踐、學(xué)科核心概念和跨學(xué)科概念，其中科學(xué)及工程實(shí)踐包括8個(gè)類(lèi)別:提出問(wèn)題和明確問(wèn)題；建立和使用模型；設(shè)計(jì)和實(shí)施調(diào)查；分析和解釋數(shù)據(jù)；使用數(shù)學(xué)和計(jì)算方法；構(gòu)建解釋并設(shè)計(jì)解決方案；基于證據(jù)的論證；用證據(jù)論證、獲取、評(píng)價(jià)、交流信息。

2.英國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的能力要素

英國(guó)《國(guó)家科學(xué)課程學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)》[2]（中學(xué)階段，Key Stage 2）指出了學(xué)生需要學(xué)習(xí)的三方面重要技能與過(guò)程:一是實(shí)踐和探究技能，包括運(yùn)用一系列科學(xué)方法和技術(shù)去檢驗(yàn)和發(fā)展觀點(diǎn)與解釋?zhuān)芘袛鄬?shí)驗(yàn)室、工作場(chǎng)中存在的安全隱患并安全地工作，能夠獨(dú)立或通過(guò)小組合作完成科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)；二是對(duì)證據(jù)的批判思考，包括直接或者間接獲得、記錄并分析數(shù)據(jù)，如ICT技術(shù)，并用所發(fā)現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)解釋?zhuān)u(píng)價(jià)科學(xué)證據(jù)和所使用的方法；三是交流，包括運(yùn)用合適的方法討論相關(guān)科學(xué)議題，并進(jìn)行表達(dá)與交流科學(xué)信息。

3.加拿大安大略省科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的能力要素

2008年，加拿大安大略省頒布的《安大略課程（1-8年級(jí)）:科學(xué)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)修訂版》[3]中指出，對(duì)學(xué)生的知識(shí)和能力評(píng)估可以從四個(gè)方面考慮，一是知道和理解，在每一年級(jí)獲得具體學(xué)科的內(nèi)容并理解其意義和主要性；二是思維和探究，運(yùn)用批判性和創(chuàng)造性思維以及探究和問(wèn)題解決技能；三是交流，通過(guò)各種形式傳達(dá)意圖；四是應(yīng)用，在各種情境中利用知識(shí)和技能。

4.我國(guó)初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中的能力要素

教育部頒布的 《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》[4]指出，課程內(nèi)容由科學(xué)內(nèi)容和科學(xué)探究?jī)刹糠纸M成?？茖W(xué)內(nèi)容使用了認(rèn)知性目標(biāo)和技能性目標(biāo)，即了解、認(rèn)識(shí)、理解和獨(dú)立操作（能、會(huì)）?？茖W(xué)探究能力提出了7個(gè)要素，即提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。

5.能力要素分析結(jié)果

科學(xué)課程通常包括物理、化學(xué)、生物、自然地理內(nèi)容，在義務(wù)教育階段，我國(guó)開(kāi)設(shè)的是物理、化學(xué)、生物等分科課程，而國(guó)外通常開(kāi)設(shè)的是綜合科學(xué)課程，因此，上述文獻(xiàn)除我國(guó)是物理課程標(biāo)準(zhǔn)外，其他國(guó)家都是科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)。由于綜合科學(xué)課程包含了分科課程，本研究將這些國(guó)家的綜合科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的能力要素作為物理學(xué)科的能力要素。根據(jù)以上課程標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)研究，找出文獻(xiàn)中的物理能力要素，如表1所示:

表1 課程標(biāo)準(zhǔn)中的物理能力要素

能力要素盡管各不相同，但是從以上課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的能力要素累計(jì)頻次看，科學(xué)探究能力和理解能力排在前兩位，而對(duì)其它能力要素的看法各不相同，究其原因可能主要是各國(guó)家的價(jià)值取向不同，如美國(guó)《新一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》的價(jià)值理念是將科學(xué)及工程實(shí)踐、學(xué)科核心概念和跨學(xué)科概念三個(gè)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)的“大觀念”，學(xué)生通過(guò)在“大觀念”下的內(nèi)容學(xué)習(xí)獲得能力的發(fā)展。

（二）國(guó)內(nèi)外教育測(cè)評(píng)中的能力要素文獻(xiàn)分析

1.PISA測(cè)評(píng)能力要素

國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作組織（OECD）每3年對(duì)15歲兒童的閱讀素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行評(píng)估，即國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目 （Program for International Student Assessment），簡(jiǎn)稱(chēng)PISA。PISA每次對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的能力目標(biāo)要求考查都不同，PISA2015對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的能力考查集中在三個(gè)方面[5]，一是解決生活中的科學(xué)問(wèn)題，科學(xué)地解釋現(xiàn)象；二是評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)探究，設(shè)計(jì)科學(xué)調(diào)查，以科學(xué)的手段解決問(wèn)題；三是科學(xué)地解釋數(shù)據(jù)和證據(jù)，以不同的方式分析和評(píng)估數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)，得出合理的科學(xué)結(jié)論。學(xué)生能否施展以上能力，取決于知識(shí)，即對(duì)基本科學(xué)事實(shí)、概念和解釋性理論的理解。

2.TIMSS測(cè)評(píng)能力要素

國(guó)際教育成就評(píng)價(jià)協(xié)會(huì) （International Association for the Evaluation of Education Achievement）每 4年對(duì)四年級(jí)和八年級(jí)學(xué)生的數(shù)學(xué)與科學(xué)課程進(jìn)行測(cè)試，即國(guó)際數(shù)學(xué)和科學(xué)評(píng)測(cè)（International Mathematics and Science Study），簡(jiǎn)稱(chēng) TIMSS，其測(cè)試框架基本相同，只是四年級(jí)和八年級(jí)的試卷中關(guān)于能力考查的試題分?jǐn)?shù)占比結(jié)構(gòu)不同。TIMSS2019科學(xué)評(píng)價(jià)框架認(rèn)知領(lǐng)域評(píng)價(jià)主要是四個(gè)方面，即知道、應(yīng)用、推理和科學(xué)探究[6]。

3.NAEP測(cè)評(píng)能力要素

美國(guó)國(guó)家教育進(jìn)展評(píng)估項(xiàng)目 （National Assessment of Educational Progress）每 4 年對(duì)四、八、十二年級(jí)的學(xué)生數(shù)學(xué)、閱讀、科學(xué)、寫(xiě)作進(jìn)行測(cè)試，簡(jiǎn)稱(chēng)NAEP。NAEP2009規(guī)定科學(xué)課程測(cè)評(píng)框架分為科學(xué)內(nèi)容和科學(xué)實(shí)踐，主要測(cè)評(píng)學(xué)生應(yīng)該“知道什么”和“能做什么”。具體來(lái)看，NAEP認(rèn)為學(xué)生應(yīng)該熟悉自然世界知識(shí)，理解主要科學(xué)事實(shí)、概念、原則、規(guī)律和理論，要求學(xué)生掌握物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)以及地球與空間科學(xué)三大領(lǐng)域的知識(shí)；此外，科學(xué)實(shí)踐要求為識(shí)別科學(xué)原理、運(yùn)用科學(xué)原理、運(yùn)用科學(xué)探究、運(yùn)用技術(shù)設(shè)計(jì)等[7]。

4.我國(guó)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)能力要素

2018年，教育部基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心發(fā)布了《中國(guó)義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)報(bào)告》，這是我國(guó)首份國(guó)家義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)報(bào)告。報(bào)告指出，學(xué)生科學(xué)學(xué)業(yè)能力要素主要包括科學(xué)理解能力、科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力[8]。

5.國(guó)內(nèi)外教育測(cè)評(píng)中的能力要素分析結(jié)果

根據(jù)以上文獻(xiàn)研究，將科學(xué)課程測(cè)試中的能力要素作為物理學(xué)科的能力要素，找出文獻(xiàn)中的物理能力要素，如表2所示:

表2 教育測(cè)評(píng)中的物理能力要素

從表2測(cè)試能力提出的頻次看，科學(xué)探究和理解能力排在前兩位，這與前述各國(guó)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)能力要素的觀點(diǎn)一致。

三、我國(guó)學(xué)者關(guān)于初中物理能力要素研究舉要

我國(guó)學(xué)者對(duì)初中物理能力要素進(jìn)行了一系列研究，他們采用思辨研究、實(shí)證研究和訪談研究的方法進(jìn)行了探索。課題組選取采用不同方法、具有一定代表性的研究團(tuán)隊(duì)的成果進(jìn)行梳理。

（一）思辨研究:北京師范大學(xué)郭玉英教授團(tuán)隊(duì)對(duì)初中物理學(xué)科的能力要素進(jìn)行了研究，通過(guò)一百年來(lái)我國(guó)頒布的31份物理課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)大綱，基于其教學(xué)目標(biāo)（目的）的表述，系統(tǒng)梳理我國(guó)中學(xué)物理課程對(duì)物理核心能力的認(rèn)識(shí)。他們認(rèn)為，各時(shí)期對(duì)物理核心能力要求的價(jià)值取向在變化中趨于相融一致，主要是學(xué)科學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決、認(rèn)知思維、探究活動(dòng)和創(chuàng)新活動(dòng)[9]。

（二）實(shí)證研究:首都師范大學(xué)邢紅軍教授團(tuán)隊(duì)將“智力—技能—認(rèn)知結(jié)構(gòu)”一般能力理論中智力包含的思維力、觀察力、想象力，技能中包含的操作技能、心智技能，認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的知識(shí)與科學(xué)方法這七個(gè)重要因素，與物理學(xué)的五個(gè)基本特征進(jìn)行交互相關(guān)，依據(jù)因素分析“從眾多變量的交互相關(guān)中找出起決定性作用的因素”思想，從而建構(gòu)出新的物理能力要素，主要是觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、物理想象能力、物理思維能力、物理運(yùn)算能力、運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)方法的能力[10]。

（三）訪談研究:江蘇省教研室葉兵教授團(tuán)隊(duì)從2015年開(kāi)始開(kāi)展 “初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力”研究，在梳理了有關(guān)研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合江蘇省義務(wù)教育學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作和對(duì)物理學(xué)科專(zhuān)家與一線教學(xué)人員的深度訪談，初步構(gòu)建了初中物理核心素養(yǎng)與關(guān)鍵能力要素，主要有概括理解、實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)踐應(yīng)用和求實(shí)創(chuàng)新四個(gè)方面[11]。這一成果在江蘇省學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)中進(jìn)行了應(yīng)用，具有一定的影響力和代表性。

上述我國(guó)學(xué)者的研究一是偏重于理論研究，二是學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)和學(xué)業(yè)考試的性質(zhì)不同，共同的特點(diǎn)是對(duì)初中學(xué)業(yè)考試命題的實(shí)踐考慮不足，對(duì)考試命題的指導(dǎo)性不強(qiáng)，這些學(xué)術(shù)觀點(diǎn)在學(xué)業(yè)水平考試命題中未得到廣泛應(yīng)用。

四、初中學(xué)業(yè)水平考試物理能力要素構(gòu)建

（一）政策依據(jù)

《教育部關(guān)于加強(qiáng)初中學(xué)業(yè)水平考試命題工作的意見(jiàn)》文件指出，“試題命制既要注重考查基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能，還要注重考查思維過(guò)程、創(chuàng)新意識(shí)和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。結(jié)合不同學(xué)科特點(diǎn)，合理設(shè)置試題結(jié)構(gòu)，減少機(jī)械記憶試題和客觀性試題比例，提高探究性、開(kāi)放性、綜合性試題比例”。此文件為初中學(xué)業(yè)水平考試物理能力要素構(gòu)建提供了政策依據(jù)。

（二）理論基礎(chǔ)

2019年12月，教育部考試中心發(fā)布了《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》，在這一成果中提出了關(guān)鍵能力群的概念，主要包括（1）以認(rèn)識(shí)世界為核心的知識(shí)獲取能力群，（2）以解決實(shí)際問(wèn)題為核心的實(shí)踐操作能力群，（3）涵蓋了各種關(guān)鍵思維能力的思維認(rèn)知能力群。程力、李勇以此理論構(gòu)建了我國(guó)高考物理能力模型:知識(shí)獲取能力群是理解能力，實(shí)踐操作能力群是實(shí)驗(yàn)探究能力，思維認(rèn)知能力群是推理論證能力、模型建構(gòu)能力、創(chuàng)新能力[12]。這一理論可為初中物理學(xué)業(yè)水平考試能力要素建構(gòu)提供一定的借鑒作用。

（三）初中學(xué)業(yè)水平考試物理能力要素構(gòu)建

1.各地中考的實(shí)踐

課題組在完成上述文獻(xiàn)分析后開(kāi)展了全國(guó)各地中考的實(shí)踐研究，梳理出全國(guó)部分地區(qū)初中物理學(xué)業(yè)水平考試大綱（說(shuō)明）中的物理能力要素，具體如表3:

可以看出，各地考試說(shuō)明中的物理能力要素不盡相同。最少的有3個(gè)，最多的有5個(gè)。這說(shuō)明在命題實(shí)踐中，命題人員對(duì)初中學(xué)業(yè)考試物理能力的主要要素是什么、有多少看法不同。

2.物理能力要素構(gòu)建

課題組通過(guò)對(duì)上述文獻(xiàn)的理論研究和各地命題實(shí)踐中的能力要素進(jìn)行梳理，將相同含義的合并為同一類(lèi)，得出描述初中物理的能力要素特征的關(guān)鍵詞有24個(gè)，分別是理解、科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)、認(rèn)識(shí)、應(yīng)用、了解、知道、思維、分析與綜合、會(huì)、推理、交流、創(chuàng)新、問(wèn)題解決、觀察、掌握、想象、運(yùn)算、科學(xué)方法、評(píng)價(jià)、解釋、批判思考、說(shuō)明、設(shè)計(jì)、體驗(yàn)。課題組對(duì)這些要素指標(biāo)進(jìn)行編碼，然后分別統(tǒng)計(jì)每個(gè)能力要素提出的頻次，再按照頻次由高到低進(jìn)行排列，如圖1所示:

表3 各地考試大綱（說(shuō)明）中的物理能力要素

圖1 能力要素頻次

根據(jù)圖1，經(jīng)過(guò)課題組專(zhuān)家研討、訪談，并采用德?tīng)栰撤ㄟM(jìn)行分析，合并含義基本相同的要素，剔除不必要的要素，得出能力要素的主要指標(biāo)有5個(gè)，其他要素按照與主要能力要素含義基本相同進(jìn)行歸類(lèi)，作為行為動(dòng)詞舉例進(jìn)行呈列，如表4所示。

課題組將這5個(gè)初中物理能力要素指標(biāo)在某有2000人的物理教師QQ群中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)查，盡管高考物理的能力要素如前文程力、李勇所述有5個(gè)，即理解能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、推理論證能力、模型建構(gòu)能力、創(chuàng)新能力，但由于初中與高中學(xué)生的年齡與心理特點(diǎn)不同，教師們比較一致的觀點(diǎn)是:第一，不能用高考的能力要素來(lái)代替中考的能力要素，因?yàn)橹锌嫉哪芰σ笠陀诟呖嫉哪芰σ?；第二，高?大能力要素與表4中的中考能力要素有兩個(gè)是重合的，即理解能力、實(shí)驗(yàn)探究能力，說(shuō)明這兩個(gè)能力要素不僅是高考的重要能力要素，應(yīng)該也可以作為中考物理的能力要素；第三，在初中的教學(xué)過(guò)程中，其余3個(gè)能力要素中的應(yīng)用是教師們談及最多的高頻詞，應(yīng)用也應(yīng)該是初中物理能力要素之一。

表4 主要能力要素指標(biāo)

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)調(diào)查的結(jié)果，參考高考評(píng)價(jià)體系提出的能力群理論，即知識(shí)獲取能力群、實(shí)踐操作能力群、思維認(rèn)知能力群，同時(shí)結(jié)合圖1能力要素提出頻次的高低，課題組以“整體上看，高中課程更強(qiáng)調(diào)問(wèn)題解決能力和綜合能力，初中課程更強(qiáng)調(diào)基本能力和認(rèn)識(shí)論”[13]作為中考物理能力要素構(gòu)建的基本觀點(diǎn)，將表4中的能力要素進(jìn)一步合并與簡(jiǎn)化:（1）由于理解與認(rèn)識(shí)提出的頻次分別排在第1和第3，考慮到認(rèn)識(shí)的行為動(dòng)詞與理解的行為動(dòng)詞含義相近，且在理解問(wèn)題時(shí)一般要認(rèn)識(shí)問(wèn)題，理解的層次包含了認(rèn)識(shí)的層次，故將認(rèn)識(shí)合并到理解，而理解是知識(shí)獲取的重要能力，將理解能力作為為知識(shí)獲取能力群中的要素；（2）實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究本來(lái)在圖1中的能力要素提出頻次排在第2，且體現(xiàn)了物理學(xué)科特點(diǎn)，予以保留，實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究是實(shí)踐操作能力的重要體現(xiàn)，將實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究能力作為實(shí)踐操作能力群中的要素；（3）應(yīng)用在圖1中的能力要素提出頻次排在第4，在新修訂的布魯姆教育目標(biāo)分類(lèi)學(xué)中，能力分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造六個(gè)層次，“淺層學(xué)習(xí)是對(duì)淺層知識(shí)的簡(jiǎn)單描述、記憶或復(fù)制，其認(rèn)知水平停留在較低的記憶、理解層次，所涉及的是機(jī)械記憶、簡(jiǎn)單提取、淺層理解等低階思維活動(dòng)；反之，深度學(xué)習(xí)是對(duì)知識(shí)的深度理解和遷移應(yīng)用，其認(rèn)知水平處于較高的應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造層次，而所涉及的大都是劣構(gòu)問(wèn)題解決、元認(rèn)知、創(chuàng)造性思維等高階思維活動(dòng)，所獲得的是高階認(rèn)知技能”[14]，“應(yīng)用實(shí)踐是指學(xué)生能夠應(yīng)用物理學(xué)科核心知識(shí)和科學(xué)思維分析和解釋物理現(xiàn)象、解決實(shí)際問(wèn)題的能力”[15]，即在應(yīng)用中有著高級(jí)思維活動(dòng)，故應(yīng)用能力要素予以保留，將排在第5的思維并入應(yīng)用，并將應(yīng)用能力作為思維認(rèn)知能力群中的要素。即中考物理的能力要素為3個(gè)，分別是知識(shí)獲取能力群中的理解能力、實(shí)踐操作能力群中的實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究能力、思維認(rèn)知能力群中的應(yīng)用能力，具體如表5所示。

表5 能力要素框架

課題組將這一中考物理能力要素再一次在上述QQ群中征求初中物理教師的意見(jiàn)，結(jié)果得到了普遍認(rèn)可。

至此，課題組初步構(gòu)建出我國(guó)初中學(xué)業(yè)水平考試物理能力要素的框架為理解能力、實(shí)驗(yàn)與探究能力和應(yīng)用能力。

這一初中學(xué)業(yè)水平考試物理能力要素的構(gòu)建既考慮到理論的指導(dǎo)，也結(jié)合了各地命題與教學(xué)的實(shí)踐，同時(shí)還考慮到初中階段學(xué)生的特點(diǎn)。至于物理能力要素表現(xiàn)水平如何劃分，即每個(gè)能力要素中各行為動(dòng)詞含義所代表的能力水平的高低劃分是今后需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。