物理学科阅读素养的特征研究

【摘 要】 物理阅读素养，是指为完成物理学科学习任务，实现个人发展目标，理解、运用和反思多学科文本，独立学习或参与共同体学习，所应具备的学科文本阅读和非学科文本阅读的基本素养。语文学科阅读素养是跨学科阅读素养的基础，跨学科阅读素养起步于语文学科阅读素养，超越语文学科阅读而服务于跨学科学习与研究。

【关键词】物理学科；阅读材料；阅读过程

物理学科阅读的材料相比于语文学科，形式更加多样，内容取材广泛，可以做如下特征分类：

一、阅读材料的文本特征

阅读材料的不同类型需要学生使用不同的阅读技能。根据阅读任务的不同，可将阅读材料分成两种类型：

（一） 连续文本主要是指以句子和段落构成的散文类文本，可以分为描述、说明、叙述、论证等不同的形式。将语文阅读教学中的连续类文本与非语文类文本阅读结合起来，是跨学科阅读的重要内容。

实例1：

（上海物理高考试题） 自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为势辐射，势辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变，若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收射入到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，单位时间内从黑体表面单位央积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P0=σT4，其中常量σ=5.67×10-3瓦/（米2·开4）。在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。

有关数据及数学公式：太阳半径RS=696000千米，太阳表面温度T=5770开，火星半径r=3395千米，球面积，S=4πR2，其中R为球半径。

（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-9米～1×10-4米范围内，求相应的频率范围。（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？（3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射可认为垂直身到面积为πr2（r为火星半径）的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，估算火星的平均温度。

（二）非连续文本则与连续文本的组织结构不同，依据格式可以将非连续文本分为表格、目录、设计图、地图、曲线图、广告等。这些非连续性文本在非语文类学科中普遍存在，是重要阅读对象。

实例2：

（全国物理高考试题）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。取重力加速度g=10m/s2。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为（ ）

A.m=0.5kg，μ=0.4 B.m=1.5kg，μ=

C.m=0.5kg，μ=0.2 D.m=1kg，μ=0.2

二、阅读材料的情境特征

PISA认为，能够在日常生活中正确地识别科学问题，是公民适应未来生活的重要科学素养，处理科学问题时，方法的选择以及表现通常与问题所置的情境相关。目前，大量非语文学科的阅读材料以社会现实生活为设计框架，内容来自于社会生活的各个方面，密切联系学生的自身生活实际，强调基于学生的直接经验，以真实的生活情境呈现问题，而问题情景化正是检验学生运用学科知识解决问题能力的一种有效的方法。

实例3：

（ACT科学试题）学生实验：验证液体中的气泡是否会影响罐子的滚动速度。为了测得罐子的滚动速度，学生们设计了一个倾角一定的斜面，让装有液体的罐子从高处滚至低处，同时测量滚动所用的时间。

第一组实验：学生选择了自来水、肥皂水、碳酸饮料（已跑气）共三种液体，分别装入三个罐中密封。在未摇晃罐子的情况下测量罐子在斜面上滚动的时间，并在摇晃后立刻再次测量罐子滚动的时间。第二组实验：学生把碳酸饮料装入罐子密封，摇晃后静置15分钟后重复实验1的步骤，在未摇晃及摇晃后的两种情况下分别测量罐子滚动时间。把罐子放置两小时后，再次重复实验1的步骤，在未摇晃和摇晃后的两种情况下测量罐子滚动时间。第三组实验：把碳酸饮料装入透明塑料瓶中并密封。学生观察到瓶子滚动时无气泡生成。摇晃瓶子，静置15分钟后仍有一些气泡，过两小时后无气泡产生。

问题：（1）在第三组实验中，对比塑料瓶和铝罐，学生们使用塑料瓶而非铝罐的最可能的原因是什么？（2）基于第一组和第二组实验的结果，未摇晃时，下列哪几次实验中饮料罐有相同的平均速度？（3）在第二组实验中，摇晃跑了气的饮料罐的实验结论是什么？（4）在第五次实验中，看起来饮料罐在未摇晃前就立刻产生了大量的气泡是吗？（5）在第二组实验中推测，当第五次实验结束后两小时，学生们未摇晃饮料罐测定了它的滚动时间，基于第四次和第五次实验的结果，它的滚动时间最接近多久？（6）基于第三次至第五次实验和第三组实验，如果学生们向一个空的铝罐中加入1升跑了气的饮料，把它密封并且摇晃，多久后饮料中的气泡对滚动时间的影响就几乎消失呢？

由于阅读材料的丰富性和学科化特点，非语文学科的阅读素养体现在阅读的过程中有如下几个特征：

1.阅读过程的认知模式特征

阅读认知模式，就是用阅读认知理论来简洁直观地揭示阅读活动中各种因素的相互关系及其发展过程。美国的林赛和诺尔曼为此提出了“材料驱动”和“概念驱动”两个概念。“材料驱动”是指对言语材料在感知水平上从最低的感觉材料开始，由下往上地分析、加工。“概念驱动”则和它相反，是在理解水平上，从最高的意义结构开始，由上往下进行分析。在理解一篇文章的时候，这两种不同类型、不同方向的加工是协同进行的。“概念驱动”使读者能将出现的材料（词、短语、句子）作出预测，构成阅读理解的导向。“材料驱动”则是提供读者用于印证的具体对象，又使阅读理解不至走出文本的轨道。

在实例1中，看似信息量很大、有一定的阅读难度，事实上本题的学科难度中等，但在阅读能力上要求不低，不是传统意义上的物理试题，题干冗长，相当于一篇科技文章，阅读量较大。阅读过程中，首先通读下来，应该从关键词认识到这是“能量守恒”类型的问题，筛选出有用的信息，排除干扰，然后利用相关的学科知识，层层递进，建立具体模型，正确引用相关公式，同时利用材料中出现的短语、数学公式等即可将整道题目的脉络完全理清。

2.阅读过程的认知策略特征

阅读认知理论认为，阅读理解不仅取决于合理的阅读活动过程，它还涉及读者用怎样的方式、方法来阅读。在此基础上，就形成了各种不同的阅读认知策略。强调主动性阅读的心理作用，即阅读不是简单的信息输入，更重要的是对文章信息进行加工、筛选、编码，使之与读者头脑中已经储存的信息知识相互联系和重新组织，不断地构建新的认知结构。这是所有的阅读认知策略共同拥有的基本特征，也是区别于传统阅读类型的主要方面。

实例4：

（全国物理竞赛试题）在人造卫星绕星球运行的过程中，为了保持其对称转轴稳定在规定指向，一种最简单的办法就是让卫星在其运行过程中同时绕自身的对称轴转，但有时为了改变卫星的指向，又要求减慢或者消除卫星的旋转，减慢或者消除卫星旋转的一种方法就是所谓消旋法，其原理如图所示。一半径为R，质量为M的薄壁圆筒，其横截面如图所示，图中O是圆筒的对称轴，两条足够长的不可伸长的结实的长度相等的轻绳的一端分别固定在圆筒表面上的Q、Q′（位于圆筒直径两端）处，另一端各拴有一个质量为m/2的小球，正常情况下，绳绕在圆筒外表面上，两小球用插销分别锁定在圆筒表面上的P0、P0′处，与卫星形成一体，绕卫星的对称轴旋转，卫星自转的角速度为ω0。若要使卫星减慢或者停止旋转（消旋），可瞬间撤去插销释放小球，让小球从圆筒表面甩开，在甩开的整个过程中，从绳与圆筒表面相切点到小球的那段绳都是拉直的。当卫星转速逐渐减小到零时，立即使绳与卫星脱离，解除小球与卫星的联系，于是卫星转动停止。已知此时绳与圆筒的相切点刚好在Q、Q′处。（1）求当卫星角速度减至ω时绳拉直部分的长度l；（2）求绳的总长度L；（3）求卫星从ω0到停转所经历的时间t。

本道试题学科难度很大，对文本信息的解读与建构要求很高，建立基本的力学模型后，还必须迁移提升，如果没有自己真正的观点建立，基本上这样的题目即便反复阅读也是无从入手的。由于在整合理解、建构解读上的角度上有不同，本题的解法并不唯一，解答方式各有巧妙，只有充分调动了有效的阅读策略，对本题的处理才能水到渠成。

3.阅读过程的认知能力特征

PISA确立了关于阅读素养的五项评价标准：获取信息、整合理解、建构与解读、反思并评价文本内容及反思并评价文本形式，也就是获取信息、整合与解读、反思与批判三方面的内容体系。其中对于阅读素养中的反思能力的评估最为重视，要求学生思考文章的内容，应用他们已有的知识理解、思考文章的结构或形式，其目的就是为了强调阅读是相互作用的过程，即阅读者必须从材料中提炼出自己个人的观点和体验。

在实例3中，借用了一个简单的物理斜面模型，使用了物体的受力分析方法，进行了多个物理量的定量测定，取得了较为全面的测量量表。整段文字内容重在考查学生通过文字阅读、表格阅读、图形阅读获取信息的能力，目标明确地考核学生综合的科学素养，而并非简单局限在对某个特定的物理理论或物理公式的理解掌握度的考察上。这些提问启发学生进行科学思维，对比、分析实验中的各项数据，而实验并不在最后以列公式的形式陈列出实验结果，采取让学生自行归纳，通过题目的提问回答有效检验学生的研究探讨能力。短短的考试时间内，学生要迅速解决这样的问题，就需要调动各种思维能力：抽象、分析、综合、推理、概括、总结。而试题在同一情境下的一系列问题前后衔接浑然一体，以推理题目的形式出现，多角度、多方位地考查了各种分析推理的可能，问题的设置环环相扣，逐步推进，学生置于试题的情境中，必须具有不断变换思维角度、大胆灵活地进行理性思维的思考，有效反思与评判，才可能正确提炼出科学的观点。

【参考文献】

[1]“培养高中生跨学科阅读素养的策略研究”开题报告

[2]任长松.美国大学入学考试ACT深度剖析[J].教育理论与实践，2007（10）26-31

[3]钟媚，苏咏梅.模型建构式探究：科学教学改革的新路向[J].《外国教育研究》.2012-10-20

[4]郭燕.美国ACT大学入学考试物理试题特征分析[J]《高中数理化》，2013

【作者简介】

郭燕（1972.4），女，汉，河南省新乡市，本科，中教高级，高中物理教育。

（作者单位：江苏省南通第一中学）