朱行建 陸建隆

(1. 天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)教育促進(jìn)中心,天津 300457; 2. 南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院，江蘇 南京 210024)

1 問題的提出

物理學(xué)科能力是指學(xué)生在順利地完成物理知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)和相關(guān)物理問題解決活動(dòng)中所必須具備的、穩(wěn)定的心理特征．[1]2019年11月,《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》(教基〔2019〕15號(hào))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)和分析問題、解決問題的能力”,[2]為此,南京師范大學(xué)陸建隆教授領(lǐng)銜的全國(guó)初中學(xué)業(yè)水平考試物理能力研究課題組在思辨與命題實(shí)踐的基礎(chǔ)上構(gòu)建了我國(guó)初中學(xué)業(yè)水平考試物理能力要素的框架,即初中物理能力由理解能力、應(yīng)用能力和實(shí)驗(yàn)探究能力構(gòu)成．[3]但是,該文獻(xiàn)沒有回答以下幾個(gè)問題: (1) 這樣建立的物理能力要素沒有依托大數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)建模實(shí)證支持是否正確?(2) 上述能力的含義、具體要求及表現(xiàn)水平到底是怎樣的?(3) 試卷中各個(gè)能力層次的分值占比應(yīng)該大致為多少是比較合適的?弄清這些問題就可以根據(jù)具體的試題確定其考查的能力屬性,從而進(jìn)一步確定試卷的能力結(jié)構(gòu)．為此,全國(guó)初中學(xué)業(yè)水平考試物理能力研究課題組針對(duì)這些問題開展了研究．

2 研究的過(guò)程

2.1 研究的思路

由于解答一道試題時(shí)可能要使用多種能力,但是到底以哪種潛在的能力為主?這一問題不弄清楚,對(duì)同一道試題不同的教師就會(huì)有不同的理解,從而在確定能力時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同的主觀答案．全國(guó)初中學(xué)業(yè)水平考試物理能力研究課題組以2020年某省的中考試題為例,邀請(qǐng)兩位具有20年以上教齡的初中物理省級(jí)骨干教師給本套試卷中的每一道試題進(jìn)行能力劃分,從他們劃分的結(jié)果看,實(shí)驗(yàn)與探究能力的劃分基本一致,而在理解能力和應(yīng)用能力的劃分上幾乎有一半的不同．基于這樣的不同認(rèn)識(shí),筆者以某城市的2020年5月進(jìn)行的中考模擬試題為研究對(duì)象,對(duì)本套試卷建立了該城市的4718名學(xué)生的答題反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù),運(yùn)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件采用探索性因素的聚類分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,根據(jù)聚類分析數(shù)據(jù)處理的因素分類結(jié)果,找出與因素分類相對(duì)應(yīng)的試題,建立物理能力要素的數(shù)據(jù)實(shí)證模型,再運(yùn)用MPLUS軟件,通過(guò)驗(yàn)證性因素分析的方法檢驗(yàn)建立的物理能力要素模型是否正確,最后,通過(guò)具體的分析試題解答過(guò)程中的行為表現(xiàn),歸納出試題的主要能力因素及水平高低,進(jìn)一步概括出能力的內(nèi)涵、具體要求和結(jié)構(gòu)．

2.2 試卷概況

試卷滿分100分,考試時(shí)間90 min,共有試題28道,題型共有3種類,其中單項(xiàng)選擇題12道,填空題8道,解答題8道,在解答題中進(jìn)一步分為作圖題1道(分為3個(gè)小題)、實(shí)驗(yàn)與探究題5道,計(jì)算2道,具體的試題的題型與題號(hào)如表1.

表1 試題的題型與題號(hào)

2.3 數(shù)據(jù)處理

2.3.1 探索性因素分析

對(duì)學(xué)生的答題運(yùn)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,試卷的難度為0.67,與初中學(xué)業(yè)水平考試的要求基本一致,試卷的內(nèi)部一致性α系數(shù)為0.925,說(shuō)明試卷的信度很好,KMO檢驗(yàn)和巴特利特球形度檢驗(yàn),結(jié)果如表2,KMO檢驗(yàn)系數(shù)為0.983,巴特利特球形度檢驗(yàn)相應(yīng)的概率Sig.=0.00,表明試卷有較高的效度,說(shuō)明本試卷的數(shù)據(jù)可以用作因素分析．

表2 試卷KMO和巴特利特球體檢驗(yàn)

對(duì)數(shù)據(jù)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行探索性因素聚類處理,得出的碎石圖如圖1,譜系圖如圖2．

圖1 探索性因素聚類分析碎石圖

圖2 探索性因素聚類分析譜系圖(使用平均聯(lián)接)

碎石圖表明,試卷考查了5個(gè)主要的因素,因素6考查的因素較弱,數(shù)據(jù)解釋力不強(qiáng)．譜系圖表明了哪些試題考查了同一因素,并且這些因素可以劃分為由低到高的不同水平,具體題號(hào)和由低到高的水平因素如表3．

表3 由低到高水平因素分析

進(jìn)一步分析譜系圖可知,因素2包含因素1,可以認(rèn)為這是某個(gè)要素的2個(gè)不同水平,記為要素1,從傳統(tǒng)題型上看主要是選擇題和填空題;由于因素5只有一道試題,是一個(gè)獨(dú)立存在的因素,比較容易分析,故,先分析因素5,因素5的第26題是一道實(shí)驗(yàn)探究性試題,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)探究性試題考查指向了某個(gè)潛在的因素,因素5包含因素3和因素4中的某些因子,可以認(rèn)為這是某個(gè)要素的3個(gè)不同水平,因素3有3題實(shí)驗(yàn)探究題,因素4有1題實(shí)驗(yàn)探究題,且,因素5是全卷實(shí)驗(yàn)探究性試題因素中考查的最高水平的試題,故,因素3、因素4中的實(shí)驗(yàn)探究題與因素5的實(shí)驗(yàn)探究題記為要素3;因素4包含因素3,除了實(shí)驗(yàn)與探究題(已納入要素3),共有6道試題(包括4道填空,1道作圖和1道計(jì)算),因素6是全卷的最后一題,因其解釋力不強(qiáng),不能獨(dú)立作為一個(gè)潛在因素,同時(shí),考慮到該題是一道計(jì)算題,將該題并入因素3與因素4中較高水平上進(jìn)行分析,除了實(shí)驗(yàn)探究性試題的其他試題潛在因素3、因素4與因素6可以認(rèn)為這是另外某個(gè)因子的3個(gè)不同水平,記為要素2．至此,運(yùn)用探索性因素分析建立的物理試卷考查要素模型如表4．

表4 物理試卷考查要素模型分析

續(xù)表

2.3.2 驗(yàn)證性因素分析

表4根據(jù)探索性因素分析的6個(gè)因素結(jié)合傳統(tǒng)的題型建立了初中學(xué)業(yè)水平考試物理試卷考查的3要素分析模型．那么,這樣的三要素模型是否合理?為此,用結(jié)構(gòu)方程模型分析軟件MPLUS進(jìn)行驗(yàn)證性因素分析,具體模型擬合指數(shù)如表5.

表5 模型擬合指數(shù)

用MPLUS構(gòu)建一階模型,模型擬合指標(biāo)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下,近似誤差均方根RMSEA<0.050,越小越好;標(biāo)準(zhǔn)化殘差平方和的平方根SRMR<0.08,越小越好;Tucker-Lewis指數(shù)TLI>0.900越接近1越好;比較擬合指數(shù)CFI>0.900,越接近1越好．[4]由表5可知,模型擬合指數(shù)較好,即物理試卷是由3個(gè)要素構(gòu)成的,表4的模型是可以接受的．

3 中考物理試題的能力要素與行為表現(xiàn)水平分析

為了確定中考試題的能力要素和表現(xiàn)水平,下面結(jié)合具體的試題解答,分析答題時(shí)的行為表現(xiàn),將試題與表4建立的模型因素類別相對(duì)應(yīng),探討試題考查的能力要素和表現(xiàn)水平．在表4建立的模型中,第3個(gè)要素可以初步確定是實(shí)驗(yàn)探究題型,考查的是實(shí)驗(yàn)探究能力,至于要素1和2考查的是什么需要再做進(jìn)一步的分析．試題的能力要素與表現(xiàn)水平的確定以新修訂的布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)為基礎(chǔ),[5]同時(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)探究能力則參考科學(xué)探究的主要程序．在例題選擇時(shí),盡可能的選擇初中物理常見的、不同風(fēng)格的具有一定代表性的試題類型進(jìn)行分析．

3.1 因素1試題答題行為表現(xiàn)分析

因素1涉及的題型為7個(gè)選擇題和3個(gè)填空題,選擇1個(gè)常見的試題類型進(jìn)行分析．

例1.(試卷第2題)中華古詩(shī)詞、俗語(yǔ)蘊(yùn)含著豐富的聲學(xué)知識(shí),下列有關(guān)理解正確的是

(A) “響鼓還需重錘敲”說(shuō)明聲音的響度與頻率有關(guān).

(B) “誰(shuí)家玉笛暗飛聲”中笛聲由笛管的振動(dòng)產(chǎn)生.

(C) “聞其聲知其人”的依據(jù)是不同人的聲音,其音色不同.

(D) “不敢高聲語(yǔ),恐驚天上人”中的“高”指的是聲音的音調(diào)高.

本題通過(guò)古詩(shī)詞考查學(xué)生的物理知識(shí)是中考試題中經(jīng)常采用的一類試題,該題是對(duì)樂音的特性進(jìn)行考查,要求學(xué)生能夠根據(jù)其特性進(jìn)行識(shí)別,達(dá)到再認(rèn)水平,這一因素可以看作理解能力中較低層次的考查目標(biāo)．

3.2 因素2試題答題行為表現(xiàn)分析

因素2涉及的題型為5個(gè)選擇題和1個(gè)填空題,選擇1個(gè)常見的試題類型進(jìn)行分析．

圖3

例2.(試卷第15題)如圖3所示,用滑輪組提升重100 N的物體時(shí),在10 s內(nèi)繩子自由端被勻速拉下6 m.已知拉繩子的力F為70 N,則在此過(guò)程中滑輪組所做的有用功是________J,拉力F的功率是________W,該滑輪組機(jī)械效率為________%(保留一位小數(shù)).

本題是填空題中的簡(jiǎn)單計(jì)算題,試題取材于教科書中的情境,是中考中常見的一類試題,考查學(xué)生對(duì)功、功率、機(jī)械效率等物理概念和規(guī)律的計(jì)算．本題屬于計(jì)算題,由于情境是教科書上學(xué)生熟悉的模型,他們能夠通過(guò)回憶,直接提取相關(guān)公式,代入公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算就可以得出答案,其本質(zhì)特征還是對(duì)公式的正確回憶與提取,但是,由于涉及到計(jì)算的能力,這一因素可以看作理解能力中較高層次的考查目標(biāo)．

3.3 因素3試題答題行為表現(xiàn)分析

因素3涉及的題型為3個(gè)填空題,填空題有2個(gè)涉及計(jì)算,另外1道填空有2個(gè)小題,選擇1個(gè)常見的填空試題類型進(jìn)行分析．

圖4

例3.(試卷第14題第1小題)如圖4甲所示,小紅將一個(gè)硬質(zhì)塑料瓶裝滿水,把乒乓球放在瓶口處按住并倒置,松手后,乒乓球在________的作用下不會(huì)下落;如圖4乙所示,將硬質(zhì)塑料瓶去掉瓶底,把乒乓球放入瓶?jī)?nèi),若從瓶口處用力向上吹氣,由于氣體流速越大的位置,壓強(qiáng)越________,所以乒乓球不會(huì)上升.

本題在具體的情境下考查大氣壓強(qiáng)的知識(shí),也是中考常見的一類試題．試題要求學(xué)生回答乒乓球的運(yùn)動(dòng)情況,需要學(xué)生應(yīng)用壓強(qiáng)的知識(shí)對(duì)乒乓球進(jìn)行受力分析,而受力情況又和大氣壓有關(guān),盡管后一填空學(xué)生通過(guò)回憶就可以作答,但是前一空學(xué)生需要通過(guò)分析與推理乒乓球不會(huì)下落的原因,這一因素可以看作應(yīng)用能力中較低層次的考查目標(biāo)．

3.4 因素4試題答題行為表現(xiàn)分析

因素4涉及3種題型,為1個(gè)填空題、1個(gè)計(jì)算、1個(gè)作圖,其中作圖分為3個(gè)小題,選擇作圖題中的1個(gè)小題進(jìn)行分析．

圖5

例4.(試卷第21題第1小題)如圖5所示是小華春游時(shí)在水邊看到的美景,請(qǐng)將他看到水中“樹木”的光路圖補(bǔ)充完整．

作圖題是中考中常用的試題類型,本題不僅要求學(xué)生理解光的折射現(xiàn)象,弄清楚物與像的位置關(guān)系,還要?jiǎng)邮植僮鳟媹D,像本題這樣,作圖題需要學(xué)生把學(xué)到的物理知識(shí)應(yīng)用到具體的作圖中去,用物理知識(shí)解釋生活現(xiàn)象,需要對(duì)問題進(jìn)行分析、推理等進(jìn)行綜合論證．這一因素可以看作應(yīng)用能力中較高層次的考查目標(biāo)．

3.5 因素5試題答題行為表現(xiàn)分析

因素5屬于要素2,只有一道計(jì)算題,并是全卷最后一道試題．

例5.(試卷第28題)如圖6(甲)所示是一款加熱杯,可以通過(guò)控制開關(guān)S實(shí)現(xiàn)高、中、低三擋加熱,其簡(jiǎn)化電路圖如圖6(乙)所示.R1、R2、R3均為電熱絲(R1>R2),已知R1=77 Ω,加熱杯的部分參數(shù)如表6.求:

圖6

表6

(1)R2的阻值是多少?

(2) 加熱杯的低溫檔功率是多少?(結(jié)果保留1位小數(shù))

(3) 若只要求將中溫檔功率提升10%,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明具體措施.

本題是在新的情境中考查學(xué)生解決問題能力的一類題型,但是本題不僅僅要求學(xué)生從圖表中提取有用的信息,還要求學(xué)生能夠用電路圖對(duì)保溫檔和加熱檔進(jìn)行區(qū)分,考查學(xué)生從復(fù)雜的物理情境中構(gòu)建物理模型的能力,最后一問還需要通過(guò)分析、推理、計(jì)算、論證等才能得出正確答案,考查學(xué)生創(chuàng)新能力,這一因素可以看作應(yīng)用能力中最高層次的考查目標(biāo)．

3.6 實(shí)驗(yàn)探究性試題答題行為表現(xiàn)分析

實(shí)驗(yàn)探究性試題屬于要素3,涉及因素有3、4和5,共有5題,選擇其中有代表性的常見試題進(jìn)行分析．

例6.(試卷第23題)小方在“探究凸透鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中,將凸透鏡固定在光具座上50 cm刻度線處不動(dòng),移動(dòng)蠟燭和光屏至如圖8所示位置時(shí),光屏上承接到清晰的像.

(1) 如圖7所示位置,此時(shí)蠟燭在光屏上成倒立、________(選填“放大”、“縮小”或“等大”)的實(shí)像.

圖7

(2) 小方將遠(yuǎn)視眼鏡的鏡片放在蠟燭和透鏡之間的適當(dāng)位置,此時(shí)應(yīng)將蠟燭向________(選填“左”或“右”)移動(dòng),光屏上才能再次承接到清晰的像.

(3) 取走鏡片,小方將蠟燭放到光具座上20 cm處然后向左移動(dòng)一段距離后,應(yīng)將光屏移至(選填序號(hào))范圍內(nèi)才能承接到清晰的像,此時(shí)成的像和蠟燭在光具座上20 cm處成的像相比是________(選填“變大”、“變小”或“等大”)的.

(A) 50～65 cm；

(B) 65～80 cm；

(C) 80～95 cm.

(4) 小方想用大小合適的玻璃板替換凸透鏡探究平面鏡成像規(guī)律,她取兩支相同的蠟燭是為了比較像與物的________關(guān)系;光具座上的刻度可以方便比較像與物到玻璃板的________關(guān)系.

本題也是重要的分組實(shí)驗(yàn),也是一種考常見的試題類型．試題在教材的實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改編,在蠟燭和透鏡之間加上了遠(yuǎn)視眼鏡的鏡片,要求學(xué)生對(duì)提出的問題進(jìn)行蠟燭移動(dòng)的猜想,并進(jìn)行設(shè)計(jì)論證．在光具座上考查平面鏡成像規(guī)律,考查學(xué)生的比較、推理等綜合論證能力．本題考查的因素與原屬于因素4的應(yīng)用能力中較高層次的考查目標(biāo)相當(dāng)．

例7.(試卷第26題)在“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小丁選用如下器材:電壓恒為5 V的電源、阻值為5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值電阻,規(guī)格為“30 Ω 1 A”的滑動(dòng)變阻器,電流表,電壓表,開關(guān)和若干導(dǎo)線.

圖8

(1) 如圖8(甲)所示為小丁連接的實(shí)驗(yàn)電路,閉合開關(guān)前發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)谶B接錯(cuò)的導(dǎo)線上打上“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確.

(2) 改正錯(cuò)誤后,用開關(guān)試觸,發(fā)現(xiàn)電壓表指針迅速擺到表盤最右端,電流表指針幾乎未動(dòng).小丁分析可能是定值電阻發(fā)生了________(選填“斷路”或“短路”)故障.

(3) 排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表示數(shù)如圖8(乙)所示,其示數(shù)為________V.斷開開關(guān),保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng),將10 Ω電阻換成5 Ω電阻,閉合開關(guān),應(yīng)將滑片向________(填“左”或“右”) 移動(dòng),使電壓表示數(shù)與第一次實(shí)驗(yàn)示數(shù)相同,此時(shí)電流表示數(shù)應(yīng)為________A.

(4) 在探究過(guò)程中,小丁發(fā)現(xiàn),為了保持定值電阻兩端電壓不變,只要滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值與電路中定值電阻的阻值之比為________即可.

(5) 多次實(shí)驗(yàn)后,根據(jù)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論:電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成________.(選填“正比”或“反比”)

(6) 完成實(shí)驗(yàn)后,小丁又設(shè)計(jì)了如圖8(丙)所示的電路圖,只用電壓表就測(cè)出了額定電壓為U額的小燈泡的額定功率.已知電源電壓恒為U,定值電阻的阻值為R0.請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整.

① ________(填3個(gè)開關(guān)的閉合與斷開情況),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為________,小燈泡正常發(fā)光.

② 保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng),________(填三個(gè)開關(guān)的閉合與斷開情況),記錄電壓表示數(shù)為U滑.

③ 小燈泡額定功率的表達(dá)式P額=________(用已知量和所測(cè)物理量符號(hào)表示).

本題題干較長(zhǎng),既有儀器讀數(shù)、電路連線、實(shí)驗(yàn)步驟的操作性考查,也有故障的分析、理論計(jì)算,還有探究過(guò)程的控制變量、數(shù)據(jù)記錄、得出結(jié)論等,要求學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理和方法,能控制實(shí)驗(yàn)條件,會(huì)使用儀器,會(huì)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,會(huì)記錄、獲取和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),基于證據(jù)得出結(jié)論,特別是第(6)小題,屬于新的情境,要求學(xué)生構(gòu)建一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)方案模型將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整,屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),學(xué)生必須能夠遷移相關(guān)知識(shí)解決問題,并能夠評(píng)估結(jié)果．本題考查的因素與原屬于因素4的應(yīng)用能力中最高層次的考查目標(biāo)相當(dāng)．

上述能力與水平是按照解答試題的外在行為表現(xiàn)來(lái)劃分的,但是,題型會(huì)對(duì)試題解答的外在行為表現(xiàn)帶來(lái)一定的影響,選擇題由于選項(xiàng)對(duì)解題線索有一定的提示作用,或者具有猜測(cè)的可能性,會(huì)降低題目的能力要求,如下面的例9.

根據(jù)以上試題解答表現(xiàn)出來(lái)的水平與模型分析的結(jié)果,要素1可以看作理解能力,分為回憶與再認(rèn)、區(qū)分與解釋兩個(gè)水平;要素2可以看作應(yīng)用能力,分為分析與推理、綜合與論證、建模與創(chuàng)新三個(gè)水平;要素3可以看作實(shí)驗(yàn)與探究能力,分為分析與經(jīng)歷、設(shè)計(jì)與綜合、遷移與創(chuàng)新3個(gè)水平．試卷考查的潛在物理能力要素與全國(guó)初中學(xué)業(yè)水平考試物理能力研究課題組建立的能力要素框架完全一致,構(gòu)建的物理能力要素及表現(xiàn)水平如表7．

表7 試題能力要素及表現(xiàn)水平

4 物理能力內(nèi)涵、要求與結(jié)構(gòu)

4.1 能力要素的內(nèi)涵與具體要求

(1) 理解能力:理解能力是指對(duì)物理概念、規(guī)律和基本方法有正確的認(rèn)識(shí),建立概念間的聯(lián)系,把握內(nèi)在邏輯關(guān)系,能從多方面詮釋物理概念的內(nèi)涵和外延．具體要求如下：

回憶與再認(rèn):回憶、識(shí)別、辨認(rèn)相關(guān)科學(xué)概念、事實(shí)或證據(jù);舉出例子;描述對(duì)象的基本特征．

區(qū)分與解釋:區(qū)分相似概念;與已有知識(shí)建立聯(lián)系,進(jìn)行解釋、判斷、擴(kuò)展．

(2) 應(yīng)用能力:應(yīng)用能力是指應(yīng)用物理概念與規(guī)律解決實(shí)際問題的能力,建立不同情境下的合理聯(lián)系等．具體要求如下.

分析與推理:是指根據(jù)給定的情景,利用已有的知識(shí)、方法,針對(duì)問題進(jìn)行分析,將較復(fù)雜的問題分解為幾個(gè)較簡(jiǎn)單的問題,并找出它們之間的聯(lián)系進(jìn)行邏輯推斷,并得出正確結(jié)論的能力．

綜合與論證:能綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)手段和物理規(guī)律確定物理量之間的定量關(guān)系,通過(guò)運(yùn)算進(jìn)行論證,得出結(jié)論．

建模與創(chuàng)新:能夠?qū)⒅R(shí)方法遷移到新的情境中,建立新的模型并應(yīng)用模型對(duì)問題進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化,找出物理量之間的關(guān)系進(jìn)行分析、求解,能對(duì)結(jié)論進(jìn)行評(píng)價(jià)．

(3) 實(shí)驗(yàn)探究能力:能夠獨(dú)立完成所學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn),能從物理情景中發(fā)現(xiàn)物理問題、建立模型、設(shè)計(jì)方案,并應(yīng)用恰當(dāng)?shù)难芯糠椒ǖ贸鼋Y(jié)論．具體要求如下.

分析與經(jīng)歷:能夠復(fù)述所學(xué)過(guò)的教材中的實(shí)驗(yàn),或者通過(guò)對(duì)教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析即可解答．

綜合與論證:能對(duì)已學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)與探究問題進(jìn)行拓展、變通,運(yùn)用知識(shí)與技能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),組合器材,獲得信息,并論證方案．

遷移與創(chuàng)新:能對(duì)新的實(shí)驗(yàn)與探究情境建立模型并運(yùn)用模型,對(duì)探究的過(guò)程、方法和結(jié)論做出解釋和評(píng)估,提出修改和完善的建議．

4.2 能力結(jié)構(gòu)

根據(jù)表7,用能力代替表4中的要素,得出試卷中各個(gè)能力層次考查的分值占比結(jié)果如表8所示．

表8 物理能力結(jié)構(gòu)

由表8可知道,試卷考查的物理能力由理解能力、應(yīng)用能力和實(shí)驗(yàn)與探究能力構(gòu)成,三者在試卷中的占分比例大致為30%、40%和30%．

依據(jù)大數(shù)據(jù)運(yùn)用教育測(cè)量與統(tǒng)計(jì)學(xué)建立的物理能力模型具有一定的應(yīng)用價(jià)值,一線教師可以根據(jù)物理能力的內(nèi)涵、具體要求和表現(xiàn)水平指導(dǎo)教學(xué),以落實(shí)對(duì)不同能力水平的學(xué)生實(shí)施因材施教,初中學(xué)業(yè)考試命題人員可以以此能力結(jié)構(gòu)模型確定能力考查的比例,以實(shí)現(xiàn)能力立意的測(cè)試目標(biāo)．

致謝:本文寫作過(guò)程中,首都師范大學(xué)趙玉萍博士、翟彥芳博士進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理,特此致謝!