浙江省中考物理命題變革之探

摘? ?要：文章從STEM角度分析2018年浙江省部分地市中考科學試題，提出當前中考物理試題命制中STEM理念的呈現(xiàn)特點和趨勢，以此體現(xiàn)中考物理命題的變革方向，引導初中科學教學落實對學生STEM素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關鍵詞：STEM教育;浙江中考;物理命題研究

作者簡介：陳緒杰，浙江省寧波市東錢湖中學教師，研究方向為中學科學教學。（浙江? 寧波 315121）

中圖分類號：G623.23? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1671-0568（2019）26-0063-02

近年來，STEM教育理念主導著一些國家的科學教育政策并成為研究熱點。2018年，浙江省教育廳教研室啟動“以STEM教育為切入點的創(chuàng)新教育”項目，推動浙江省STEM教育發(fā)展。

浙江省近年來的中考科學試題多以生活、生產(chǎn)、自然現(xiàn)象和科技成果為背景，重視對試題情境的選擇和創(chuàng)設，結合數(shù)據(jù)表格、曲線圖、儀器構造示意圖等設置有意義的問題。中考試題不僅關注學科內(nèi)知識的綜合，還注重學科間的融合，部分試題選擇精心，能體現(xiàn)“科學·技術·工程·數(shù)學”相融合的情境，凸顯了STEM教育理念。下文以2018年浙江省部分地市中考科學試題中的物理試題為例，分析STEM理念下的命題變革與趨勢，以促使教師提升培養(yǎng)學生STEM素養(yǎng)的意識。

一、體現(xiàn)科學技術在生活中的應用

中考試題的原創(chuàng)性、新穎性是評價試卷質(zhì)量的重要依據(jù)。在STEM教育導向下，部分試題以科技新產(chǎn)品為問題情境，引導學生關注生活現(xiàn)象及其蘊含的科學原理，引導教師在教學中滲透科學在工程、技術和社會等方面的應用價值。

例1 （2018衢州）：指紋鎖是一種集光學、電子計算機、精密機械等多項技術于一體的高科技產(chǎn)品，它的“鑰匙”是特定人的指紋（S1）、磁卡（S2）或應急鑰匙（S3），三者都可以單獨使電動機工作而打開門鎖。下列電路設計符合要求的是? ? ? 。

命題立意分析：試題以指紋鎖為素材，結合電路基本知識，考查學生的信息獲取、處理能力以及對知識的遷移應用能力。試題聯(lián)系生活，關注科技熱點，可使學生在解答問題的過程中感受所學知識的實用性，引導學生將所學知識與生活實際相聯(lián)系，并引起學生對科學、技術、社會、環(huán)境問題的關注。

在浙江省2018年各地市中考試題中，類似的問題情境較多。如臺州卷的“3D打印筆”和“自動開合小壺蓋”、嘉興卷的“水陸兩棲飛機”和“筆記本電腦散熱控制”、紹興卷的“自動溫控足浴盆”、寧波卷的“市政自動排水裝置模型”、溫州卷的“身高體重測量儀”和“豆?jié){機”等。在科技高速發(fā)展的當代，新產(chǎn)品層出不窮，此類試題能引導教師和學生關注身邊的科技產(chǎn)品，思考和研究相關原理，培養(yǎng)學生將平常所見的新事物迅速與自己所學知識相聯(lián)系并進行解讀的意識，使學生在分析和解決問題的過程中掌握一定的技術原理，體驗科學、技術在生活中的應用。

二、重視STEM素養(yǎng)的培養(yǎng)

STEM素養(yǎng)由科學素養(yǎng)、技術素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學素養(yǎng)組成，要求學生能熟練運用已有的科學知識（如物理、化學、生物科學和地球空間科學），提出自己對自然界的理解，參與提出能影響自然界的有關決策。在項目研究過程中使用、管理、理解與評價相關技術，提出設計、開發(fā)方案，并能在小組合作中發(fā)現(xiàn)、表達、解釋、改進，進行有效交流。

在STEM教育導向下，浙江中考科學部分試題以應用科學知識解決工程或技術問題為驅(qū)動，要求學生結合坐標圖、表格等數(shù)據(jù)分析進行評判或推斷，體現(xiàn)出對學生STEM素養(yǎng)的考查。

例2 （2018溫州）：如圖甲是某身高體重測量儀，當體檢者站在臺面上時，能自動顯示其身高、體重。已知壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關系如圖乙所示。現(xiàn)要求用電壓表、電流表分別顯示身高和體重的大小，且電壓表、電流表的示數(shù)分別隨身高、體重的增大而增大。下列電路設計最合理的是? ? ? ? ?。

命題立意分析：試題背景來自學生熟悉的“身高體重測量儀”，以解決“最合理的電路設計”為問題驅(qū)動，考查串并聯(lián)電路、歐姆定律、電流表和電壓表使用等電學核心知識。學生要先分析坐標圖中阻值與壓力大小的關系，再結合電路圖推斷隨著身高和體重的增加電流表和電壓表示數(shù)的變化，從而綜合判斷電路設計的合理性。試題將學生的生活和學科知識融合，考查學生應用核心原理并通過建立模型等高階思維進行創(chuàng)造性設計的能力，要求學生具有較強的讀圖能力以及分析與綜合、抽象思維、邏輯思維和批判性思維能力。

三、注重STEM的思維培育

STEM思維是推動STEM學習行為的不竭動力，它是從STEM教育的視角對客觀事物的認知方式。在STEM教育導向下，溫州卷、臺州卷、寧波卷均將STEM試題作為“壓軸題”。試題情境和立意新穎，情境較為復雜，對數(shù)學能力要求高，總體難度較大。

例3 （2018寧波）：某市政自動排水裝置模型，控制電路由電壓為12V，R為壓敏電阻，R0為定值電阻，壓敏電阻通過杠桿ABO與圓柱形浮體相連，AB︰BO= 4︰1。

（1）綠燈亮時表示水位在安全位置以下，排水泵不工作;紅燈亮時，排水泵正常工作，此時水位超安全位置上限。請按要求完成工作電路的連接。

（2）已知壓敏電阻受到壓力為360N，通過電磁鐵線圈的電流為100mA，當水位上升到浮體剛好全部浸入水中時，排水泵啟動;當水位回落到浮體只有2/5 體積浸入水中時，杠桿ABO仍處于水平位置，線圈中電流為30mA，排水泵停止工作，求浮體的重力多大？

（3）在調(diào)試時，發(fā)現(xiàn)水位已達到安全位置上限，但排水裝置還未啟動。如果其他條件不變，要使排水裝置符合設計要求，應該將與壓敏電阻相連的壓板向? ? ? （填“左”或“右”）移動。

命題立意分析：本題以設計“市政自動排水裝置模型”為問題驅(qū)動，表達該系統(tǒng)的工作原理，結合電磁繼電器、串并聯(lián)電路、阿基米德原理、受力分析、杠桿平衡條件、歐姆定律等一系列知識，再運用數(shù)學運算，解決真實的復雜生活問題。要順利完成本題，學生需要調(diào)用已有的科學知識，在有效提取信息、整合信息的基礎上，通過計算、推理、空間想象，綜合各方面的能力解決問題。

此類試題的情境創(chuàng)設，在體現(xiàn)科學、技術和工程知識的基礎上，要求學生具有利用數(shù)學方法和思維分析解決科學、技術及工程問題的能力，體現(xiàn)了對學生STEM綜合素養(yǎng)的考查。

近年來，STEM教育漸成為關注的熱點，從浙江省2018年各地市中考物理試題中的STEM“印記”來看，對學生STEM素養(yǎng)的考查已進入命題者的視野，以STEM導向的試題命制成為趨勢。中考兼有學業(yè)水平測試和選拔性測試的功能，重在考查學生的學科素養(yǎng)和科學思維能力。思維能力是一個人最核心的能力，培養(yǎng)學生的STEM思維不可能一蹴而成，而是一個長期的過程，需要教師在課內(nèi)外進行有意識的培養(yǎng)。在教學中，教師應關注生活生產(chǎn)，創(chuàng)設真實的問題情境，具備開展項目式學習的意識和跨學科融合的意識，嘗試創(chuàng)設或開發(fā)需要利用跨學科方法解決的工程問題，組織學生在各種信息面前進行審視、判斷、評價和創(chuàng)造，有效培養(yǎng)學生的STEM思維能力。

參考文獻：

[1] 程亮，鄭曉蕙.美國中學生物學課程中的STEM教育理念及其啟示[J].生物學教學，2015，（6）.

責任編輯 袁靜琴