浙江省中考物理命题变革之探

摘   要：文章从STEM角度分析2018年浙江省部分地市中考科学试题，提出当前中考物理试题命制中STEM理念的呈现特点和趋势，以此体现中考物理命题的变革方向，引导初中科学教学落实对学生STEM素养的培养。

关键词：STEM教育;浙江中考;物理命题研究

作者简介：陈绪杰，浙江省宁波市东钱湖中学教师，研究方向为中学科学教学。（浙江  宁波 315121）

中图分类号：G623.23      文献标识码：A      文章编号：1671-0568（2019）26-0063-02

近年来，STEM教育理念主导着一些国家的科学教育政策并成为研究热点。2018年，浙江省教育厅教研室启动“以STEM教育为切入点的创新教育”项目，推动浙江省STEM教育发展。

浙江省近年来的中考科学试题多以生活、生产、自然现象和科技成果为背景，重视对试题情境的选择和创设，结合数据表格、曲线图、仪器构造示意图等设置有意义的问题。中考试题不仅关注学科内知识的综合，还注重学科间的融合，部分试题选择精心，能体现“科学·技术·工程·数学”相融合的情境，凸显了STEM教育理念。下文以2018年浙江省部分地市中考科学试题中的物理试题为例，分析STEM理念下的命题变革与趋势，以促使教师提升培养学生STEM素养的意识。

一、体现科学技术在生活中的应用

中考试题的原创性、新颖性是评价试卷质量的重要依据。在STEM教育导向下，部分試题以科技新产品为问题情境，引导学生关注生活现象及其蕴含的科学原理，引导教师在教学中渗透科学在工程、技术和社会等方面的应用价值。

例1 （2018衢州）：指纹锁是一种集光学、电子计算机、精密机械等多项技术于一体的高科技产品，它的“钥匙”是特定人的指纹（S1）、磁卡（S2）或应急钥匙（S3），三者都可以单独使电动机工作而打开门锁。下列电路设计符合要求的是      。

命题立意分析：试题以指纹锁为素材，结合电路基本知识，考查学生的信息获取、处理能力以及对知识的迁移应用能力。试题联系生活，关注科技热点，可使学生在解答问题的过程中感受所学知识的实用性，引导学生将所学知识与生活实际相联系，并引起学生对科学、技术、社会、环境问题的关注。

在浙江省2018年各地市中考试题中，类似的问题情境较多。如台州卷的“3D打印笔”和“自动开合小壶盖”、嘉兴卷的“水陆两栖飞机”和“笔记本电脑散热控制”、绍兴卷的“自动温控足浴盆”、宁波卷的“市政自动排水装置模型”、温州卷的“身高体重测量仪”和“豆浆机”等。在科技高速发展的当代，新产品层出不穷，此类试题能引导教师和学生关注身边的科技产品，思考和研究相关原理，培养学生将平常所见的新事物迅速与自己所学知识相联系并进行解读的意识，使学生在分析和解决问题的过程中掌握一定的技术原理，体验科学、技术在生活中的应用。

二、重视STEM素养的培养

STEM素养由科学素养、技术素养、工程素养和数学素养组成，要求学生能熟练运用已有的科学知识（如物理、化学、生物科学和地球空间科学），提出自己对自然界的理解，参与提出能影响自然界的有关决策。在项目研究过程中使用、管理、理解与评价相关技术，提出设计、开发方案，并能在小组合作中发现、表达、解释、改进，进行有效交流。

在STEM教育导向下，浙江中考科学部分试题以应用科学知识解决工程或技术问题为驱动，要求学生结合坐标图、表格等数据分析进行评判或推断，体现出对学生STEM素养的考查。

例2 （2018温州）：如图甲是某身高体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示其身高、体重。已知压敏电阻的阻值随压力变化的关系如图乙所示。现要求用电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，且电压表、电流表的示数分别随身高、体重的增大而增大。下列电路设计最合理的是         。

命题立意分析：试题背景来自学生熟悉的“身高体重测量仪”，以解决“最合理的电路设计”为问题驱动，考查串并联电路、欧姆定律、电流表和电压表使用等电学核心知识。学生要先分析坐标图中阻值与压力大小的关系，再结合电路图推断随着身高和体重的增加电流表和电压表示数的变化，从而综合判断电路设计的合理性。试题将学生的生活和学科知识融合，考查学生应用核心原理并通过建立模型等高阶思维进行创造性设计的能力，要求学生具有较强的读图能力以及分析与综合、抽象思维、逻辑思维和批判性思维能力。

三、注重STEM的思维培育

STEM思维是推动STEM学习行为的不竭动力，它是从STEM教育的视角对客观事物的认知方式。在STEM教育导向下，温州卷、台州卷、宁波卷均将STEM试题作为“压轴题”。试题情境和立意新颖，情境较为复杂，对数学能力要求高，总体难度较大。

例3 （2018宁波）：某市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V，R为压敏电阻，R0为定值电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB︰BO= 4︰1。

（1）绿灯亮时表示水位在安全位置以下，排水泵不工作;红灯亮时，排水泵正常工作，此时水位超安全位置上限。请按要求完成工作电路的连接。

（2）已知压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，排水泵启动;当水位回落到浮体只有2/5 体积浸入水中时，杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，求浮体的重力多大？

（3）在调试时，发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果其他条件不变，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向      （填“左”或“右”）移动。

命题立意分析：本题以设计“市政自动排水装置模型”为问题驱动，表达该系统的工作原理，结合电磁继电器、串并联电路、阿基米德原理、受力分析、杠杆平衡条件、欧姆定律等一系列知识，再运用数学运算，解决真实的复杂生活问题。要顺利完成本题，学生需要调用已有的科学知识，在有效提取信息、整合信息的基础上，通过计算、推理、空间想象，综合各方面的能力解决问题。

此类试题的情境创设，在体现科学、技术和工程知识的基础上，要求学生具有利用数学方法和思维分析解决科学、技术及工程问题的能力，体现了对学生STEM综合素养的考查。

近年来，STEM教育渐成为关注的热点，从浙江省2018年各地市中考物理试题中的STEM“印记”来看，对学生STEM素养的考查已进入命题者的视野，以STEM导向的试题命制成为趋势。中考兼有学业水平测试和选拔性测试的功能，重在考查学生的学科素养和科学思维能力。思维能力是一个人最核心的能力，培养学生的STEM思维不可能一蹴而成，而是一个长期的过程，需要教师在课内外进行有意识的培养。在教学中，教师应关注生活生产，创设真实的问题情境，具备开展项目式学习的意识和跨学科融合的意识，尝试创设或开发需要利用跨学科方法解决的工程问题，组织学生在各种信息面前进行审视、判断、评价和创造，有效培养学生的STEM思维能力。

参考文献：

[1] 程亮，郑晓蕙.美国中学生物学课程中的STEM教育理念及其启示[J].生物学教学，2015，（6）.

责任编辑 袁静琴