阮志鋒　黃李炮

摘? ?要：隨著新版義務教育物理課程標準的實施，中考命題方式發(fā)生變化，強調依據(jù)標準命題，落實立德樹人，促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展。以福建省中考物理試題為例，從學生認知內驅力角度出發(fā)，分析合理的試題情境對核心素養(yǎng)形成的重要性。研究發(fā)現(xiàn)，情境化試題有助于激發(fā)學生的興趣和主動性，提升其綜合能力和品德素養(yǎng)，促進學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此，素養(yǎng)立意下的試題情境化在初中物理教育中具有重要意義，意在為教師提供有益的教學參考。

關鍵詞：初中物理；情境化試題；認知內驅力；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2024）6-0051-6

２０１９年，教育部發(fā)布了《初中學業(yè)水平考試命題工作意見》，強調學業(yè)評價應落實立德樹人理念，以課程標準為依據(jù)，不制定考試大綱，持續(xù)提升命題水平［１］，命題時應充分考慮學生現(xiàn)實的學習與生活情境，提升試題情境的真實性、科學性和實踐性。在“雙減”政策下，依據(jù)課程標準，合理設置試題情境，科學設計試題難度和類型至關重要。傳統(tǒng)試題設計偏重知識考核，相對缺乏運用理論解決實際問題的案例［２］。在物理學科核心素養(yǎng)下，試題情境化設計成為研究重點。融合真實情境的物理試題設計能培養(yǎng)學生解決問題的能力和推理、創(chuàng)新能力，也可以激發(fā)學生的學習興趣，提高學習動力，增強自信，促進深度學習。因此，探索物理學科的情境化試題設計，對學生綜合能力和學科素養(yǎng)的提升，以及核心素養(yǎng)的發(fā)展至關重要。

１? ? 素養(yǎng)立意物理試題有效情境分析

１．１? ? 物理學認知模型理論

認知是指個體對于外界信息的感知、理解、記憶、思考和解決問題的能力，而核心素養(yǎng)則是學生在學科學習中所需具備的基本能力和素養(yǎng)。認知能力是培養(yǎng)核心素養(yǎng)的基礎，它通過感知、理解、思考和解決問題的過程，幫助學生獲取知識、掌握技能、形成積極的態(tài)度和正確的價值觀。因此，教育應注重培養(yǎng)學生的認知能力，以促進其全面發(fā)展和培養(yǎng)核心素養(yǎng)。

著名哲學家、科學家培根在《習慣論》中提到：認知決定思維，思維決定行為，行為決定結果。通過感知并獲取外界情境或事件，首先會有情緒、行為和生理上的反應，信息再經(jīng)過大腦的整合分析，自發(fā)地思考總結，最終形成思想與思維，構建認知模型，如圖１所示。

在物理學中，感知外界情境并構建物理學認知模型是非常重要的。通過感知外界情境，我們能夠觀察和測量各種物理現(xiàn)象，從而獲取一些基礎數(shù)據(jù)和相關物理量。

然而，僅僅通過感知是不足以構建出完整的物理認知模型的。認知過程的介入是必要的，它使我們能夠對感知到的信息進行理解、整合、分析和推理，從而建立起物理學的概念、原理和模型，并形成解決問題的思維習慣。通過感知外界情境并構建物理學認知模型（圖２），學生可以運用物理學知識和思維工具，對物理現(xiàn)象進行分析和解釋。這不僅有助于學生理解物理學的基本概念和原理，還培養(yǎng)了學生的科學思維和解決問題的能力，體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。

１．２? ? 探討核心素養(yǎng)價值的有效情境

１．２．１? ? 提升認知內驅力，促進核心素養(yǎng)發(fā)展

認知教育心理學家奧蘇貝爾研究發(fā)現(xiàn)：學習活動中最穩(wěn)定、最可靠、最持久的推動力是認知內驅力。根據(jù)物理認知模型我們可以發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)設有效的物理情境可以增強學習者的認知內驅力，即若提供具體而真實的學習體驗、豐富的場景刺激，以及能促進學習者探究和創(chuàng)新的問題情境，學習者可以更加主動地參與學習，提高學習效果。因此，創(chuàng)設真實有效的物理情境，可以激發(fā)學習者的內在動力，推動他們的學習積極性，促進科學思維的形成，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。

１．２．２? ? 素養(yǎng)立意下的福建中考評價體系

物理學科核心素養(yǎng)是指學生在學習物理課程中培養(yǎng)的基本能力和品格素養(yǎng)，是基于知識與技能的基礎上讓學生養(yǎng)成物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任［３］。近年來，福建省中考物理科試題命制堅持以《義務教育物理課程標準（２０２２年版）》為命題依據(jù)，突出學科基礎，彰顯學科素養(yǎng)。試題除了全面考查學生的基礎知識和基本技能外，還重視考查學生應用物理知識解決實際問題的能力，兼顧學業(yè)考查的同時為高中選拔優(yōu)秀人才提供依據(jù)，體現(xiàn)初中畢業(yè)和高中選拔“兩考合一”的功能。福建中考經(jīng)過幾年的探索和實踐，歸納總結出了“一核三層三翼”的中考評價體系，如圖３所示?！耙缓恕睆娬{立德樹人、遵循課標、有利發(fā)展；“三層”指明核心價值、學科基礎、行為習慣；“三翼”核心內容是基礎性、應用性、發(fā)展性。

特別是應用性，中考試題要關注學科內容貼近時代、貼近社會、貼近生活的要求，要將實踐情境、學習探索情境融為一體。該評價體系注重引導學生認知發(fā)展、個性發(fā)展和創(chuàng)新發(fā)展，從學生認知內驅力出發(fā)，培育學生的核心素養(yǎng)。

１．２．３? ? 情境價值的體現(xiàn)

福建中考物理試題情境從五個方面提升學生的核心素養(yǎng)，分別是日常生活情境、科學探究情境、科技前沿情境、跨學科實踐情境和科學人文情境。這些情境的應用能夠提升學生的認知內驅力，幫助學生從學習掌握必備知識逐漸提升到關鍵能力的養(yǎng)成，而且情境化試題能夠通過引入有趣且具有實際應用背景的情境，激發(fā)學生對物理學習的興趣［４］。學生在真實情境中通過完成學科任務，逐步激發(fā)出內在潛能，潛能的激發(fā)能讓學生在學習中更好地理解和掌握學科知識，提高學習能力和解決問題的能力。具體能力提升所展現(xiàn)出來的綜合品質，有利于培養(yǎng)學科素養(yǎng)，這是物理學科核心價值的積極體現(xiàn)，促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展，如圖４所示。

（１）在日常生活情境中，學生能夠將物理概念和原理應用于實際問題。通過解決學生熟悉的日常生活中的物理問題，遵循學生的認知規(guī)律，讓學生能夠理解物理知識的實際應用價值，同時培養(yǎng)他們的問題解決能力和創(chuàng)新思維。

（２）科學探究情境是通過實驗和數(shù)據(jù)分析來培養(yǎng)學生的科學探究能力。初中學生好奇心較強，探索欲望強烈，內心對外界感知度較高。學生在這種情境下，通過設計和進行實驗，收集和分析數(shù)據(jù)，探索和驗證物理原理，不僅能夠激發(fā)他們對科學的興趣和探索的欲望，還可以培養(yǎng)他們的科學思維和科學探究能力。

（３）科技前沿情境引導學生關注物理學在科技領域的應用和發(fā)展。學生對新奇事物有強烈的探究欲望，特別是體現(xiàn)國家進步、民族自豪的科技，他們會發(fā)自內心地想了解原理，并能實踐應用，如航天技術、深海潛水、人工智能、自動駕駛、可再生能源等。學生了解物理學在這些領域的應用，并思考物理學對科技發(fā)展的重要性，有利于培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和科學思維。

（４）跨學科實踐情境是將物理學與其他學科進行整合。學生可以將物理學的概念和原理與數(shù)學、化學、生物等學科進行關聯(lián)，探索不同學科之間的聯(lián)系和相互作用。讓學科知識能夠綜合應用，可使學生對知識的掌握更加透徹，學習更加自信，內驅動力更足，從而培養(yǎng)其跨學科思維和解決問題的能力。

（５）科學人文情境探索物理學與人類社會、文化和倫理的關聯(lián)。能與學生共鳴的文化元素是提升學生自主學習的有利因素，物理學與科學人文結合考查，是主動讓學生思考物理學對社會發(fā)展的影響，體驗科學的美妙，感受傳統(tǒng)文化的魅力。

通過五種情境的應用，學生不僅能夠深入理解物理概念和原理，還能夠培養(yǎng)關鍵能力和學科素養(yǎng)。物理教育的目的就是讓學生將物理知識應用于實際問題解決中，培養(yǎng)問題解決能力、創(chuàng)新思維和實驗技能。同時，使學生也能夠理解物理學在科技、跨學科和社會領域的重要性，形成物理學科核心素養(yǎng)，為自身全面發(fā)展奠定基礎。

２? ? 實證分析

２．１? ? 創(chuàng)設日常生活情境

（２０２３年福建中考第１０題）圖5是某襯衫吊牌的部分信息，號型“１７０／９２Ａ”表示適穿人群的特征參數(shù)及體型。“Ａ”表示適用于一般體型，“１７０”表示身高１７０ ｃｍ，“９２”表示（? ? ?）

Ａ．胸圍９２ ｃｍ

Ｂ．肩膀寬９２ ｃｍ

Ｃ．上臂周長９２ ｃｍ

Ｄ．脖子周長９２ ｃｍ

試題創(chuàng)設日常生活情境，將襯衫吊牌的實際信息與物理學科知識相結合，這種結合方式對于激發(fā)學生的學習興趣和動力大有裨益。試題的設計讓學生有機會將理論應用到實際情境中，遵循學生的認知水平，激發(fā)學生內在的認知驅動力。這類試題讓學生將抽象的物理知識轉化為實際問題的解決能力，這樣不僅可以幫助他們深化理解和掌握知識，同時也能培養(yǎng)他們善于觀察、勤于思考和樂于解決問題的能力，提升學科素養(yǎng)水平，促進核心素養(yǎng)的發(fā)展。

２．２? ? 創(chuàng)設科學探究情境

（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計溫度報警電路，電阻箱是可以調節(jié)并顯示阻值的變阻器。

（１）利用圖6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。

①根據(jù)圖6甲，用筆畫線表示導線，將圖6乙中的實物電路連接完整；

②連接電路的過程中，應將開關＿＿＿＿＿＿＿＿，將電阻箱的阻值調至最大，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＿＿＿＿＿＿＿＿＿（描述開關狀態(tài)），調節(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)如表1所示；

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)上述探究結果，設計報警電路。

實驗器材：電源（恒１２ Ｖ）、熱敏電阻Ｒｔ、電阻箱Ｒ０（０～９９９９ Ω）、數(shù)字電壓表（Ｕ≥７．２ Ｖ時報警）、數(shù)字電流表（Ｉ≥６ ｍＡ時報警）、開關一個、導線若干。

設計要求：小屋溫度ｔ≥３０ ℃或ｔ≤１０ ℃時都有一個電表報警。

①虛線框中的電路圖是學習小組設計的報警電路（圖7），但它不能完全滿足要求，請你根據(jù)設計要求將電路圖補畫完整；

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

試題應用“水培種植小屋”的生活實踐，創(chuàng)設科學探究情境，并能創(chuàng)新問題情境，情境設計巧妙，符合學生認知層次要求，有助于學生素養(yǎng)的培養(yǎng)。首先，試題將學生的學習內容與實際生活中的問題相結合，即水培種植小屋的溫度控制。這種情境設計既富有挑戰(zhàn)性，又具有實踐性，能夠引發(fā)學生的好奇心和探索欲，從而激發(fā)他們的認知內驅力。同時，這個問題需要學生運用自己的電路知識來解決，這個過程需要學生將實驗數(shù)據(jù)與物理原理聯(lián)系起來進行數(shù)據(jù)分析和推理，提高他們對物理學科的理解和應用能力。同時，在設計報警電路時，學生需要將所學的電路知識應用到實際問題中，能夠鍛煉他們的科學思維和學科實踐，將有助于他們提升科學素養(yǎng)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造力和解決問題的能力。

２．３? ? 創(chuàng)設科技前沿情境

（２０２３年福建中考第１０題）從百米淺海到萬米深海，中國自主研制的潛水器有了質的飛躍。潛水器下潛到圖8中標注的對應深度，承受海水壓強最大的是（? ? ? ）

Ａ．７１０３救生艇

Ｂ．蛟龍?zhí)?/p>

Ｃ．深海勇士號

Ｄ．奮斗者號

題目所描述的是中國自主研制的潛水器在深海探測方面取得的成就，展現(xiàn)了中國科技人員的創(chuàng)新精神和技術實力。這一成就體現(xiàn)了國家在科技前沿的進步和發(fā)展，同時也彰顯了國家自主創(chuàng)新的核心價值。通過突破技術壁壘，中國在深海探測領域取得了質的飛躍，為國家發(fā)展提供了強有力的支撐。這一成就不僅是科技進步的體現(xiàn)，也是社會主義核心價值觀的具體實踐，體現(xiàn)了自主創(chuàng)新和勇于挑戰(zhàn)的精神。題設的思想是，學生在這種情境下能夠激發(fā)內在的學習動力和自豪感，以培養(yǎng)學生的科學興趣和探究精神，樹立正確的價值觀，提升學科素養(yǎng)水平。

２．４? ? 創(chuàng)設跨學科實踐情境

（２０２３年福建中考第３１題）實踐小組設計了由廂體、承重板和動滑輪組成的提升重物的裝置，示意圖如圖9甲，廂體放置在水平承重板上，承重板的上表面裝有壓力傳感器，裝置由電動機提供動力。該裝置設計有超載限制系統(tǒng)，如圖9乙，限制系統(tǒng)中的控制電路電源電壓恒為１２ Ｖ，定值電阻Ｒ０阻值為２００ Ω，壓力傳感器中的力敏電阻ＲＦ阻值隨壓力Ｆ壓變化的部分數(shù)據(jù)如表2所示。當控制電路的電流大于０．０３ Ａ時，電磁鐵將銜鐵吸下，Ｂ、Ｃ兩個觸點斷開，電動機停止工作。已知廂體重１５０ Ｎ，承重板和滑輪共重１００ Ｎ，忽略繩重、摩擦和電磁鐵線圈電阻。

（１）空廂勻速豎直上升時，求繩拉力Ｆ大??；

（２）在６ ｓ內將空廂勻速豎直提升３ ｍ，求拉力Ｆ做功的功率；

（３）重物放在廂體內，求該裝置勻速豎直提升重物的最大機械效率；

（４）若要將該裝置的最大載重量調小，提出對控制電路的一條調整措施。

試題巧妙地將物理知識應用于實際情境中，創(chuàng)設跨學科實踐情境，將物理知識的應用、模型建構和數(shù)學的表格數(shù)據(jù)分析相結合，具有重要的價值。試題的情境設置是一個實踐小組設計的提升重物裝置，這種設定使學生在日常生活中有機會對物理原理進行實際應用，這有利于激發(fā)他們的探究興趣和內在學習動力。試題涉及的知識點多樣，包括力的計算、功率的計算、機械效率的計算以及電路的控制等，這有助于培養(yǎng)學生綜合運用知識解決問題的能力。再者，試題的最后一個問題要求學生提出對控制電路的一項調整措施，學生需要應用物理知識來分析力學特性，并構建運動模型來描述廂體的豎直上升過程，進一步提升他們的綜合解決問題能力和創(chuàng)新思維。這種實踐培養(yǎng)了他們的學科綜合應用能力，這對于學生的綜合素質和未來的發(fā)展都具有重要意義。

２．５? ? 創(chuàng)設科學人文情境

（２０２３年福建中考第１５～１７題）如圖10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，木桶中米內能的增加是通過＿＿＿＿＿＿＿＿＿方式實現(xiàn)的，完全燃燒１０ ｋｇ的干木柴能釋放出＿＿＿＿＿＿Ｊ的熱量。（干木柴的熱值為１．２×１０７ Ｊ／ｋｇ）

１６．蒸米時，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＿＿＿＿＿＿。

科學人文情境創(chuàng)設融合了科學（物理）和人文（民俗傳統(tǒng)）元素，結合民間傳統(tǒng)習俗的情境創(chuàng)設能夠引發(fā)學生的情感共鳴，增強他們對文化傳統(tǒng)的認同感和情感投入，培養(yǎng)他們的文化自信和傳統(tǒng)文化繼承意識。該情境能幫助學生更好地理解知識的應用場景，理解不同學科之間的聯(lián)系和相互作用，增強知識的實用性和可持續(xù)性。這種情境創(chuàng)設意在引導學生通過思考和解答過程，培養(yǎng)其獨立思考和解決問題的能力，激發(fā)他們的好奇心和求知欲。通過實際生活中的情境，學生能夠將抽象的理論知識與實際應用相結合，增強他們對知識的理解和記憶。學生在這樣的情境下需要觀察、實驗、推理，能培養(yǎng)他們的觀察力、實驗技能和科學思維，提高他們的實踐能力。

３? ? 結束語

新版物理課程標準要求學業(yè)評價要以立德樹人理念為基礎，并以課程標準為命題依據(jù)，物理學科中情境化試題設計變得重要。中考命題不僅要關注不同學生群體的生活經(jīng)驗、學習特點和認知水平，還要關注學生的個性化學習需求和發(fā)展?jié)撃埽郏担?，所以在設計有效的物理試題情境時，可以運用物理學認知模型理論，即通過感知、理解、思考和解決問題的過程，幫助不同認知水平的學生獲取知識、掌握技能，形成積極的學習態(tài)度和正確的價值觀。福建省２０２３年中考物理試題情境實證分析表明，創(chuàng)設不同情境的物理試題具有重要的教育價值。這些情境的創(chuàng)設不僅能夠提高學生的學習效果，還能激發(fā)學生的學習興趣和動力，促進深度學習，培養(yǎng)學生的綜合能力和學科素養(yǎng)，為他們的全面發(fā)展奠定基礎。因此，有效的物理試題情境應用在中考中具有重要的實證價值，不僅有助于學生的學習和發(fā)展，還為廣大教育工作者提供有益的教學參考和理論研究。

參考文獻：

［１］中華人民共和國教育部． 教育部關于加強初中學業(yè)水平考試命題工作的意見［ＥＢ／ＯＬ］．（２０１９－１１－２２）． ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｏｅ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｓｒｃｓｉｔｅ／Ａ０６／ｓ３３２１／２０１９１１／ｔ２０１９１１２８＿４０９

９５１．ｈｔｍｌ？ｅｑｉｄ＝ｄｃ４４８１ｂ４０００６７ｅ０３０００００００２６４４７９０１ｅ．

［２］石鷗，何孟珂．“雙減”背景下中考改革的目標訴求與行動框架［Ｊ］．現(xiàn)代教育管理，２０２２，１２（１１）：１－９．

［３］中華人民共和國教育部．義務教育物理課程標準（２０２２年版）［Ｓ］．北京：北京師范大學出版社，２０２２．

［４］張杰．中考物理試題與核心素養(yǎng)評價——以無錫市中考物理杠桿類試題為例［Ｊ］．物理教師，２０２０，４１（６）：４０－４３．

［５］謝梅沁． 福建省中考命題改革的實踐探索與展望［Ｊ］． 中國考試，２０２３（１０）：５３－６１．

（欄目編輯? ? 陳? ?潔）

收稿日期：2024-03-16

基金項目：福建省教育科學規(guī)劃２０２３年教育考試招生重點專項課題“五育融合視角下的初中物理情境化試題命制研究”（ＦＪＪＹＫＳ２３－６７）。

作者簡介：阮志鋒（１９８１－），男，中學高級教師，主要從事初中物理教學、競賽和命題工作。