从“目标”落实视角多维度分析一道中考物理试题及启示

孙英杰 孙宝东

摘 要：笔者从核心素养目标落实视角出发，拟用传统方法和基于SOLO分类理论两种方法对一道优秀中考试题进行分析，并深入阐释其对初中物理教学工作的启示.

关键词：中考试题;核心素养落实;多维度分析;教学启示

中图分类号：G633.7     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）24-0053-03

作者简介：孙英杰（1976-），女，硕士，副研究员，研究方向：中学物理课程与教学研究、中学物理教学评价研究.

1 引言

在2021年全国各省的中考试题中，一些试题能反映物理学科的科学本质，重视科学探究在真实问题情境中的作用，设计展示学生思维过程的问题.有些试题的命制坚持以学科知识为基础、以学科能力为核心、以核心素养为主导，在保持相对稳定性和连续性的基础上，在试题的呈现方式、取材和创设情境的新颖性及灵活性、设问的创新性和开放性以及考查知识、能力所站角度的独到性等方面都做得较为出色;还有些试题让学生运用头脑中的物理观念和科学思维方法，解决生活中的实际问题或者解释一些生活现象或实验现象.下面笔者例举一道典型试题，并进行深入分析，以期为物理教学和教学评价工作提供启示.

2 试题呈现

例题 小明在课前展示了一个小实验：如图1所示，他用三个两端开口的吸管和一支竹筷做成一个“喷水竹蜻蜓”.当把它下端放入水中时，看到两侧吸管中会有水进入，两管中水面高度相同.快速转动竹筷，两侧吸管中的水迅速上升并从吸管的上端被甩出去，形成美丽的“喷泉”.请分析解释上述现象.

答案：如题，当竹蜻蜓放入水中时，由于液体内部存在压强（或者水具有流动性）（1分），水会进入两侧吸管.两侧吸管上端开口，底部连通，构成一个连通器（1分），又因为管中是同种液体，所以静止时液面会相平 （1分）.当竹蜻蜓转动起来后，吸管上方的空气流动速度相对较快，压强变小（1分），在吸管内形成向上的压力差，使水上升至管口（在大气压的作用下被压至管口）（1分），水由于惯性（1分）被甩出去.

3 从核心素养目标落实视角多维分析

3.1 传统方法的试题分析

3.1.1 试题情境设计：以创新小实验为物理情境

此题源于2021年牡丹江市的一道中考题.其运用真实的实验现象为试题情境，用简洁和明晰的文字完整地描述实验现象，这个小实验的材料简单易得，现象直观明显，并用照片提供实验情境，显然能激发学生好奇心和想象、分析推理的动力.

3.1.2 试题理念：考查学生物理学科核心素养理念指向的关键能力

题目考查学生物理学科核心素养的物理观念和科学思维等方面，考查学生分析推理、解释真实实验现象的能力;让学生运用所学的物理概念和规律逐步解释实验现象，能够让学生在分析和阐述中清晰地展示自己的思维过程，同时也用每一步的实验现象提示学生对其进行逐条逐项的分析思考，为学生搭建台阶，促进学生在答题过程中会思考、会分析、会推理，找到分析推理的理论依据.比如在上述实验现象的描述中：“当把这个‘竹蜻蜓下端放入水中时，看到两侧吸管中会有水进入，两管中水面高度相同.”当学生看到“两管中水面高度相同”的现象时，可能会联想到连通器的定义和特点——“上端开口，下端连通的容器叫连通器，在连通器内装相同的液体，当液体不动时，连通器中各部分的液面总是相平的”，但学生不一定敢确认此装置是否是连通器，于是学生就会深入思考连通器的概念和连通器本质特征并灵活运用其进行判断，“容器底部连通并不一定是容器要实际连在一起，实验中的两个吸管和容器中液体共同构成变形的连通器”，这是考查学生对基本概念的理解和灵活运用其解释现象的能力素养，也即是考查物理观念和科学思维的一道经典优秀试题.

3.1.3 试题答案命制特点：严谨、开放、灵活

同时该题目给定的试题答题既严谨，又体现一定的灵活性、开放性，比如在第1个采分点括号中的“或者水具有流动性”和第5个采分点括号中的“在大气压的作用下被压至管口”，很好地体现答案的靈活性和开放性.

3.1.4 试题功能：对日常教学起到良好的导向作用

此试题能对当地的物理教学起到良好的教学导向作用，引导物理教师和学生重视实验课程和实验教学，做好小实验的开发，并引导学生学会灵活运用所学的物理观念和物理思维方式解释生活中和实验现象中的物理原理.

3.2 基于SOLO分类理论的试题分析

3.2.1 SOLO分类方法理论介绍

北京师范大学广州实验学校的董友军老师，基于S0LO分类理论对高考物理题进行分析，在此笔者拟借鉴这一方法对这道试题进行分析.

SOLO分类理论认为，学生在回答某个问题时所表现出来的思维结构是可以检测的，而检测焦点不是回答问题的“量”，而是回答问题的“质”.SOLO分类理论根据学生回答问题的结果，将学生的思维结构分为由浅到深的5个层次：前结构层次、单点结构层次、多点结构层次、关联结构层次、抽象扩展结构层次.

前结构层次是指学生利用一些与问题不相关的素材进行回答;单点结构层次是指学生利用一项与问题相关的素材进行回答;多点结构层次是指学生利用多项与问题相关的素材进行回答，但这些素材没有关联、彼此独立;关联结构层次是指学生将多项与问题相关的素材联系起来，形成一个整体，能够处理复杂问题;抽象扩展结构层次是指学生将多项与问题相关素材进行综合分析，归纳抽象出新的假设，能对相关知识进行应用与迁移，促使问题的意义得到扩展.前3个层次主要体现“量”的积累，而后2个层次追求“质”的提升.

3.2.2 用SOLO分类理论对试题分析

笔者认为“吸水竹蜻蜓”这道试题的设问是考查学生关联结构层次的一道优秀试题.题目中描述的实验现象，将这个由静态到动态的完整过程和现象一步一步地分解，目的在于降低学生分析、推理、判断的难度，但实验的完整过程涉及到的物理原理已经将液体内部的压强的特点、液体压强的应用——连通器、连通器的原理、流体压强与流速的关系等多个知识点很自然地相关联，整合多个知识点.学生若要解决此题，首先需要将相关知识点区分开，无论是液体内部压强的特点还是连通器概念及特点，这些只适用于液体是静止的情况，而流体压强与流速关系才适用于运动的流体，学生只有具备既相关联又能区分的知识结构，才是能分析、推理和解释这个完整实验过程的基础.因此，笔者认为这是一道考查学生关联知识结构的优秀试题.

4 教学启示

4.1 重视实验教学，重视科学探究、科学思维等素养能力的培养

从中考试题分析回看教学，教师在日常教学中要重视核心素养目标的有效落实.初中物理教学要重视实验教学，重视科学探究，这是培养学生核心素养的最有效教学方式，也是激发学生学习兴趣和动机的最重要途径.优秀的中考试题能有效引导教学改革的实施，促进教学向更好的方向发展，而例如上述这道考查学生核心素养所指向的素养能力和关联知识结构的中考试题，能有效促进物理教学向更符合新课程理念的方向发展.因为这样的试题不可能让学生从刷题和专门的解题训练中获得收益，一定是教师在日常教学中重视培养学生的物理观念和科学思维，重视实验教学的实施和科学探究、科学态度与责任等素养能力的培养，带领学生面对生活中和实验中的真实问题，深入思考，运用物理观念和科学思维方式解决实际问题，才能落实培养学生核心素养的课程目标，才能从容应对这类真正考查学生核心素养几个方面的中考试题.

2018年笔者曾在全省范围内开展初中物理实验教学实施现状的调查，抽样调查结果显示我们省初中物理的实验教学情况不容乐观，针对《义务教育阶段物理课程标准（2011年版）》中要求的20个学生必做实验，有2个电学实验的可实施率只在50%左右，有1个力学实验的可实施率只在67.86%，而这个结果只能比真实情况更理想一些.教育部在2019年发布的《教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见》中提出，“2023 年前要将实验操作纳入初中学业水平考试，考试成绩纳入高中阶段学校招生录取依据”，所以，我省物理教学应重视实验教学，实验课程的实施已刻不容缓，实验教学和科学探究的课程实施亟待加强.

4.2 重视知识结构建构：以单元式教学设计来突破考查关联知识结构的试题

以知识结构整合的单元式教学设计的实施突破学生学习时知识点零散、杂乱的教学困难.以人教版教材“压强”一章为例，本章的各节知识点数量较多，但教师如果能以知识结构整合的单元式教学设计思想进行教学设计，学生就更容易在头脑中建立完整的、关联的知识结构，而不是散乱的知识点.在设计教学前，教师自己一定要对本章节知識或章节间的知识结构形成完整的认识.如图2所示是笔者草拟的本章知识结构框图，不太全面，希望教师们在章末总结时一定强调各节知识原理的适用条件及其相互的关联与区别，才是从整体上为学生做一个知识结构化的全面梳理.

参考文献：

[1]董友军，彭欢，皮飞鹏.基于SOLO分类理论的试题分析与教学策略——以“2021年广东高考物理实验试题”为例[J].物理实验，2021，41（08）：58-63.

[2]孙英杰.2018年初中物理实验教学实施现状调研报告[J].中学物理，2018，36（18）：2-4.

[3]别丽丽，张赢今，侯恕.基于SOLO理论的中考物理试题分析与教学启示——以长春市2020年中考物理试题为例[J].理科考试研究，2021，28（06）：32-36.

[4]李静.核心素养视域下中考物理命题的思考——以苏州市2020年中考物理试题为例[J].中学物理，2021，39（06）：63-65.

[5]王龙凑.基于SOLO分类理论的物理试题分析与启示[J].物理之友，2021，37（02）：14-17.

（收稿日期：2021-09-15）