摘 要： 本文以2023年福建省中考物理學科情境化試題為例進行實證分析，旨在探討初中物理教育中深度學習素養(yǎng)的培養(yǎng)，即通過分析福建省中考物理學科試題的設(shè)計特點和題目類型，探討其中蘊含的深度學習要素，以及這些要素對學生思維能力、問題解決能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作用。福建省中考物理學科情境化試題，注重培養(yǎng)學生的人文科學素養(yǎng)、高階思維探究能力、跨學科運用能力和生活實踐能力，為學生綜合素養(yǎng)的提升創(chuàng)設(shè)了多角度的豐富情境，有助于學生的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：情境化試題；深度學習；核心素養(yǎng)

1 引言

中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《深化新時代教育評價改革總體方案》明確了教育評價對教育改革的重要性，“教育評價事關(guān)教育發(fā)展方向，有什么樣的評價指揮棒，就有什么樣的辦學導向?！?sup>［1^］教育部發(fā)布的《關(guān)于加強初中學業(yè)水平考試命題工作的意見》明確提出，命題要“增強情境創(chuàng)設(shè)的真實性、典型性、適切性，提高試題情境設(shè)計水平”，發(fā)揮引導教育教學作用。中考物理試題命制要以《義務(wù)教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）為依據(jù)，要堅持立德樹人，要讓試題以具體情境為載體對學生進行學業(yè)評價。物理作為一門重要的自然科學學科，在學生的學習中扮演著重要的角色。然而，當前初中物理教學普遍存在以下問題：其一，課程內(nèi)容過于理論化，缺乏足夠的生活實例的引入，導致學生難以理解和應用；其二，教學方式單一，傳統(tǒng)的課堂講解和習題練習難以激發(fā)學生的學習興趣和主動性；其三，教學過程過于注重知識傳授，缺乏對學生思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。^［2］隨著人工智能時代的到來，提升人的能力和價值已經(jīng)成為教育改革的核心目標，這也是物理教學更加注重發(fā)展學生核心素養(yǎng)的重要原因。因此，探索一種有效的教學策略以提升初中生的物理課程學習效果顯得尤為必要。

2 構(gòu)建深度學習的理論框架

在人工智能領(lǐng)域，深度學習是一種模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的機器學習方法，它可以使計算機自動學習和理解復雜數(shù)據(jù)。而本文提到的“深度學習”，是指在教育教學場景中，一種能夠幫助學生促進個人能力提升和思想情感深化的學習方式。

在教育領(lǐng)域，深度學習的核心是學習與創(chuàng)造；其價值體現(xiàn)在深度理解、樂于實踐、全心投入和高階思維上（見圖1）。深度學習強調(diào)對知識的深入理解和對高階思維能力的培養(yǎng)。通過深度學習，學生能夠建立知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成更全面和深刻的認知。同時，深度學習還能夠使學生主動進行思考、解決問題和培養(yǎng)創(chuàng)新思維，進而應對復雜的現(xiàn)實情境和挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)深度學習，學生需要全心投入學習過程，保持積極的學習態(tài)度，并愿意投入足夠的時間和精力去理解和探索知識，從而培養(yǎng)自身學習的自主性和積極性。此外，通過實踐應用，學生能夠?qū)⑺鶎W知識應用于實際情境中，從而鞏固和加深對知識的理解。

3 探討情境化試題中的深度學習素養(yǎng)

3.1 探尋深度學習之路

在教育領(lǐng)域，應該通過何種方式來實現(xiàn)深度學習的價值呢？經(jīng)過長期的實踐和研究，筆者認為可以從以下幾個要素進行研究（見圖2）。

主動思考、主動探索、個性學習和主題學習是促進深度學習的重要方法。學生通過主動思考問題、分析信息和解決問題，能夠深入理解知識，并將其應用于實際情境中。主動探索鼓勵學生積極地進行探索和實踐，培養(yǎng)學生問題解決能力和創(chuàng)新思維。個性學習，即根據(jù)學生的興趣、能力和認知特點定制學習內(nèi)容和方式，從而提高他們的學習效果和滿意度。主題學習以實際問題或項目為中心，通過跨學科的學習活動促進學生深度學習，培養(yǎng)他們的科學思維和解決復雜問題的能力。這些方法能夠激發(fā)學生學習的熱情和動力，從而達到深度學習的目的。

3.2 勾勒情境化試題之圓

思考、探索、個性和主題這四個要素相互關(guān)聯(lián)、相互促進，共同構(gòu)成了推動深度學習實現(xiàn)的基石。設(shè)計與這四個要素緊密相關(guān)的物理情境化試題，能夠極大地激發(fā)學生的主動學習意愿，增強他們的學習自信心，進而有效提升其學業(yè)水平，充分實現(xiàn)深度學習的價值。

物理情境化試題是如何通過主動思考、主動探索、個性學習和主題學習這四個要素來實現(xiàn)深度學習的價值的呢？根據(jù)四個要素的內(nèi)在邏輯關(guān)系，可以繪制如圖3所示的結(jié)構(gòu)圖。

物理情境化試題要求學生主動思考和解決實際問題，通過分析和推理來深入理解物理概念和原理。學生需要運用已學知識，提出假設(shè)、建構(gòu)模型，并據(jù)此進行推理和驗證。這種主動思考的過程能夠培養(yǎng)學生的邏輯思維和批判性思維能力，進而促使他們更深入地理解和應用物理知識。

物理情境化試題鼓勵學生主動探索和實踐，通過實驗、觀察和收集數(shù)據(jù)來驗證假設(shè)和解決問題。學生需要積極參與實驗操作，進行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果解釋。這種主動探索的過程，不僅能夠培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計和觀察能力，還能激發(fā)他們的好奇心和創(chuàng)造力，使他們更加深入地理解和應用物理概念。

教師在命制物理情境化試題時，可以根據(jù)學生的興趣、能力和學習風格進行個性化的設(shè)計和調(diào)整。學生可以選擇自己感興趣的物理情境化試題進行學習和探究，再根據(jù)自己的理解和需求進行深入研究。這種個性化的學習過程能夠激發(fā)學生的學習動機，使他們更加主動地參與學習，提升他們的學習效果和滿意度。

物理情境化試題以實際問題或情境為中心，通過組織跨學科的學習活動，促進學生的深度學習。學生需要在真實的物理情境中進行探索，開展合作并發(fā)揮創(chuàng)造力，最終解決問題。這種主題學習的過程能夠幫助學生全面理解物理概念和原理的相關(guān)性及其應用價值，同時培養(yǎng)他們的批判性思維和解決復雜問題的能力。

4 實證分析

4.1 2023年福建省中考物理試題考查評價

根據(jù)2024年出版的《福建中考報告》的分析，可以看出2023年福建中考堅持落實立德樹人的根本任務(wù)，依據(jù)《課程標準》命題，適度創(chuàng)新試題情境，注重聯(lián)系學生生活實際，關(guān)注社會熱點問題，充分考慮了不同學生群體的生活經(jīng)驗、學習特點和認知水平。試題不僅全面考查學生的基礎(chǔ)知識和基本技能，而且注重考查學生應用物理知識解決實際問題的能力。試題在兼顧學業(yè)考查的同時，也服務(wù)于高中優(yōu)秀人才的選拔，實現(xiàn)了初中畢業(yè)和高中選拔的“兩考合一”功能。試題引導學校落實德、智、體、美、勞全面培養(yǎng)的教育體系，引導教師積極探索基于情境、問題導向、深度思維和高度參與的教育教學模式，引導學生進行自主、合作、探究式的深度學習。試題充分發(fā)揮了考試在推動教育教學改革、提升學生綜合素質(zhì)和促進學生全面健康成長方面的積極作用。

4.2 案例分析

例1 （2023年福建中考第23題）如圖所示，小華利用家中物品做實驗。他將玻璃杯放在桌布上，然后猛地將桌布從桌面抽出時，玻璃杯幾乎不隨桌布運動。請用物理知識說明玻璃杯不隨桌布運動的理由。

實證分析：

本試題結(jié)合生活實際，通過設(shè)計學生熟悉且有趣的實驗情境，引發(fā)學生的認知沖突和好奇心。小華猛地將桌布從桌面抽出時，玻璃杯幾乎不隨桌布運動。學生可能會對此產(chǎn)生疑問：為什么玻璃杯不隨桌布一起運動？這種設(shè)計激發(fā)了學生對物理學的探索欲望，調(diào)動了他們的內(nèi)驅(qū)力，鼓勵他們主動思考如何解決實際問題。在解決這一問題時，學生需要仔細觀察實驗現(xiàn)象，獲取和分析有效信息，提煉解決問題的方法和原理，深入思考問題的本質(zhì)，并運用嚴謹?shù)倪壿嬎季S和較強的語言組織能力來回答試題。因此，本試題的設(shè)計融入了日常生活情境，可以促進學生的主動思考和學習，培養(yǎng)他們的科學思維和問題解決能力。同時，本試題將物理理論與實際現(xiàn)象相結(jié)合，助力學生深度理解并應用所學知識，從而促進他們的深度學習。

例2 （2023年福建中考）如圖所示，民間有“做白粿迎新春”的傳統(tǒng)習俗。制作白粿時，先將浸泡過的米放在木桶中蒸熟，再放入石臼中用木棰捶打，最后搓揉成形。據(jù)此回答15～17題。

15. 蒸米時，木桶中米內(nèi)能的增加是通過""" 方式實現(xiàn)的，完全燃燒10kg的干木柴能釋放出""" J的熱量。（干木柴的熱值為1.2×107J/kg）

16. 從木桶中冒出的“白氣”是水蒸氣""" 形成的（填物態(tài)變化名稱）。米香四溢是因為分子在不停地""" 。

17. 捶打時，木棰相當于一個""" 杠桿。白粿被搓揉成圓條形，說明力可以改變物體的""" 。

實證分析：

本試題以學生熟悉和喜歡的春節(jié)作為情境背景，以“做白粿”過程中涉及的物理問題為主線，將抽象的物理概念與實際生活聯(lián)系起來。這樣的情境設(shè)計不僅可以激起學生的內(nèi)在情感，還可以幫助他們更好地理解物理知識所要解決的問題。在這種引人入勝的情境下，學生能夠積極主動地探索物理知識的應用。這個情境包含了一系列實際操作，如蒸米、捶打和搓揉等。通過描述這些實際操作的過程，學生可以更好地理解物理概念，并將其應用到實際操作中。這有助于提升學生的實踐能力和應用能力，使他們更愿意將所學的物理知識運用到實際生活中。在該實踐探究情境涉及多個物理問題，如內(nèi)能的改變方式、熱值的應用、物態(tài)變化、分子動理論、簡單機械原理和力的作用效果等。學生需要綜合運用物理知識，結(jié)合實際情境進行思考和解答，主動建構(gòu)新的綜合知識理解體系，創(chuàng)設(shè)一個完整的思維場域來解決問題。這有助于培養(yǎng)學生綜合運用知識和解決實際問題的能力，從而促進他們的深度學習。

例3 （2023年福建中考第27題）用透明圓筒制作測量液體密度的密度計。

甲

（1）獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

①已知圓筒底面積為S；

②調(diào)節(jié)天平平衡時，指針指在分度盤中央刻度線的左側(cè)，此時應將平衡螺母向""" 移。

如圖甲所示，用調(diào)好的天平測得空圓筒質(zhì)量m＝""" g；向圓筒中倒入適量水，用天平測得圓筒與水的總質(zhì)量為81.4g，計算得到圓筒內(nèi)水的體積V0＝""" cm3。

乙

丙

（2）制作液體密度計。

在圓筒上體積為V0的水面處做標記，如圖乙所示。倒掉圓筒內(nèi)的水，倒入待測液體至標記處，使待測液體體積為V0。將圓筒放入水中，圓筒處于漂浮狀態(tài)，如圖丙所示。測量圓筒浸入水中的深度h，則待測液體密度ρ液＝""" （用m、S、h、V0、ρ水表示）。根據(jù)計算結(jié)果在圓筒外壁標記刻度線和密度值。

（3）用自制密度計測量某種液體密度時，發(fā)現(xiàn)圓筒觸底無法漂浮，請?zhí)岢鲆粭l改進建議：""" 。

實證分析：

初中學生對自然科學和科學制作普遍抱有濃厚的興趣。與小學科學教育相比，初中自然科學更加注重學生的興趣領(lǐng)域和認知特點。中學階段的學習標志著學生開始理性地分析問題，培養(yǎng)邏輯嚴密性和科學性，以及觀察、分析和解決問題的能力。試題設(shè)計應結(jié)合學生個性學習的特點，通過引入實際問題和實驗操作情境，激發(fā)學生的思考熱情和解決問題的積極性，促使他們主動投入學習。試題呈現(xiàn)應當層次分明。例如，通過第（1）小題的“獲取相關(guān)數(shù)據(jù)”的基礎(chǔ)操作、第（2）小題的“制作液體密度計”的實踐應用、第（3）小題的“改進建議”的創(chuàng)新思考，試題逐步深入考查學生對物理知識的掌握情況和科學思維水平，通過設(shè)計符合學生認知特點的情境，引導學生深入思考問題，并鼓勵他們從不同角度分析數(shù)據(jù)，進而得出結(jié)論。這樣的試題設(shè)計有助于學生發(fā)揮自身特長，通過解決實際問題，更加主動地參與學習，促進自主學習，實現(xiàn)個性學習的目標，進而實現(xiàn)深度學習的價值。

例4 （2023年福建中考第28題）學?！八喾N植小屋”的蔬菜適宜生長的溫度在10～30℃之間，項目式學習小組利用熱敏電阻和電阻箱設(shè)計溫度報警電路，電阻箱是可以調(diào)節(jié)并顯示阻值的變阻器。

（1）利用圖甲所示電路探究熱敏電阻Rt阻值隨環(huán)境溫度t變化的規(guī)律。

甲

乙

①根據(jù)圖甲，用筆畫線表示導線，將圖乙中的實物電路連接完整。

②連接電路的過程中，應將開關(guān)""" ；將電阻箱的阻值調(diào)至最大，起到""" 的作用。

③將熱敏電阻置于0℃的環(huán)境中，閉合S1、斷開S2，記錄電流表示數(shù)I0，然后""" （描述開關(guān)狀態(tài)），調(diào)節(jié)電阻箱R0直至電流表示數(shù)為""" ，此時Rt＝R0。

④將熱敏電阻Rt置于不同溫度的環(huán)境中，重復步驟③，測得的數(shù)據(jù)如下表。

分析數(shù)據(jù)可得：熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而""" 。

（2）根據(jù)上述探究結(jié)果，設(shè)計報警電路。

實驗器材：電源（恒為12V）、熱敏電阻Rt、電阻箱R0（0～9999Ω）、數(shù)字電壓表（U≥7.2V時報警）、數(shù)字電流表（I≥6mA時報警）、開關(guān)一個、導線若干。

設(shè)計要求：小屋溫度t≥30℃或t≤10℃時都有一個電表報警。

①圖丙虛線框中的電路圖是學習小組設(shè)計的報警電路，但它不能完全滿足要求，請你根據(jù)設(shè)計要求將電路圖補畫完整。

丙

②設(shè)計的電路中，電阻箱R0應調(diào)為""" Ω。當溫度降低到10℃時電路報警，此時電流表的示數(shù)為""" mA。

實證分析：

本試題以設(shè)計“水培種植小屋”的溫度報警電路作為主題研究情境，采用項目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動的方式，引導學生進行主題學習。試題通過創(chuàng)設(shè)一個實際應用場景，要求學生用所學的電路知識解決實際問題。學生需要理解熱敏電阻的特性，掌握電阻阻值與溫度的關(guān)系，設(shè)計合適的電路連接方案，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行分析和判斷。這樣的任務(wù)設(shè)計有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。

學生需要根據(jù)實際要求，利用所提供的器材、實驗數(shù)據(jù)和學科知識，完成“設(shè)計溫度報警電路以監(jiān)測小屋溫度變化”的任務(wù)。這個任務(wù)情境涉及物理、生物、數(shù)學等多個學科領(lǐng)域的知識。通過跨學科學習，學生能夠整合并應用不同學科的知識，從而促進學科間的深度融合。

在設(shè)計報警電路的過程中，學生不僅需要綜合運用所學知識，而且需要具備創(chuàng)造性科學思維的能力。這種創(chuàng)造性科學思維有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新意識，逐步形成其高階思維，促進學生的深度學習，并提升他們的綜合素質(zhì)。

5 結(jié)束語

當前，應試教育傾向依然顯著，學生學業(yè)負擔過重。因此，命題質(zhì)量應被置于更加重要的位置，以突出對學科核心素養(yǎng)的考查。^［3］在應試教育的現(xiàn)實情況下，面對升學壓力，師生雙方都陷入了“知識的海洋”，難以自拔。長期以來，“填鴨式教育”和“機械式刷題”的教學方式已成為教育領(lǐng)域最令人擔心的“頑瘴痼疾”。而“深度學習”可以引導教師理解學科教育的本質(zhì)和科學學習的關(guān)鍵作用，并激勵教師踐行課程育人的教育理念。對2023年福建省中考物理學科情境化試題的實證分析表明，創(chuàng)設(shè)物理情境化試題不僅是教育評價改革的要求，而且是促進學生深度學習的一種有效方式。創(chuàng)設(shè)有利于學生主動思考、主動探索、個性學習和主題學習的價值情境，不僅促進了學生對物理知識的深入理解和應用，還培養(yǎng)了他們的綜合能力和內(nèi)在品質(zhì)，使學習更具個性化和創(chuàng)造力，為學生的終身學習和全面發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。因此，進一步探索和推廣物理試題情境化教育教學模式，對于促進學生在物理學科中的深度學習和全面發(fā)展具有重要意義。筆者期望在今后的教育教學改革中，更多地采用情境化命題和教學方式，為學生的綜合素質(zhì)提升和全面健康成長提供更有力的支持和保障。

參考文獻

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