中考情境化命题：推动物理创新实验课堂教学改革的有效路径

刘信生 陶士金 沈业芬

摘 要：近期教育部建立中考命题的监测与评价体系，这一举措使中考情境化命题策略走向刚需和应然，情境化命题策略又倒逼和推动物理创新实验教学改革.本文通过以模拟家庭电路模型建构情境教学为例，阐述创新实验课堂教学是一条适应中考情境化考试的有效路径.

关键词：情境化命题;创新实验课堂;教学改革;有效路径

中图分类号：G6337     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）22-0002-04

作者简介：刘信生（1971-），男，安徽合肥人，本科，中学高级教师，研究方向：初中物理教育教学;

陶士金（1964-），男，安徽巢湖人 ，本科，中學高级教师，研究方向：初中物理教学;

沈业芬（1978-），女，安徽合肥人，本科，中学一级教师，研究方向：初中物理教学.

1 前言

教学评价作为中学物理实验教育过程中的重要一环，其所具有的指导、检查、反馈、调节和改善功能为越来越多的人感知.因此，如何有效地、科学地运用评价系统指导教与学，促进师生全面、和谐发展已经成为教育改革的焦点问题，教育评价也被推向教育价值层面的审视.众所周知，中高考试题是各阶段教育教学评价的最高形式，高考的指挥棒作用永远不可小觑，“高考考什么，我们就教什么”就是教育评价起到的巨大作用.2019年6月19日，国务院办公厅在《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》中提出：实施普通高中新课程的省份不再制定考试大纲，提高命题水平的途径要从“优化考试内容”和“创新试题形式”入手，目的是为促进从“应试”教育模式向“全面育人”教育模式转变.从2020年起，安徽省物理中考面临“取消考纲”和“降分”双重压力的考验，众多一线物理教师心头升起一团疑云：物理教学向何处去？物理创新实验教学是否还能继续坚持.

2 中考情境化命题的重要意义

情境是运用文字、数据、图标等形式，围绕一定主题加以设置，为呈现解题信息、设计问题任务、达成测评目标提供载体.情境化命题是从命题角度出发的一种命题方式，情境是命题者在试题中创设的环境、氛围、场景等的总称.2021年3月18日，教育部等六部委共同联合印发《义务教育质量评价指南》（以下简称《指南》），该文件将着力构建以发展素质教育为导向的科学评价体系，营造良好教育生态，扭转不科学的教育评价导向，旨在促进学校必须落实“立德树人，五育并举”的教育方针，深入实施素质教育，培养学生为适应终身发展和社会发展需要的正确核心价值观、扎实学科素养、关键能力和必备基础知识的“四层”考查内容，教育评价的形式由知识考查转向能力考查，再到以核心素养为目标的考查.文件出台可谓一场及时雨，针对当前学校素质教育要不要进行下去，如何正确进行下去等问题给予回复，给那些已经实施或正在开展创新实验的一线物理教师吃了一颗定心丸，他们走以学生为主体“做中学”“做中研”“研中思”的创新实践教学模式，为此得到充分尊重和肯定.特别是2020年江西省初中物理中考试卷最后一道大题：实验与探究题（百分卷中占28分），将整张试卷的三分之一分值用于科学探究实验，有针对性地考查学生的实验创新能力，开全国物理中考试题改革之先河.就像一缕春风，沁人心脾，掀起一阵物理创新实验改革浪潮.在中考试题中加大情境化命题份量的趋势，是教育评价体系的重大改革，情境化命题也打通学生自主创新实验课堂有效教学的任督二脉，倒逼学校课堂教学必须按照“3个有利于”教学方向发展：有利于引导学生积极主动学习物理知识，提升学生综合素养;有利于建立新课堂体系，更加突出体现“以生为本”的教育理念，培养学生创新创造能力;有利于完善科学合理的教育评价体系.中考情境化命题政策的落实是推动物理创新实验课堂教学改革的原动力，是教育价值观由“注重知识和能力”向“关注必备品格和关键能力”的巨大转变.

3 中考情境化命题是推动物理创新实验课堂教学改革的有效路径

长期以来的教学现状是打着素质教育旗号走应试教育之路，学校里以超长课时为代价，对习题进行“精讲多练”;考前的“百日冲刺”“百题压轴”，以流水线上的机械生产产品式的方式进行超负荷运转，学生在大量重复性训练中得到的只是模仿能力，即“静态”模式下的记忆能力、运算能力等浅层次学业测评能力，它无法培养学生运用知识分析问题、解决问题的创新创造力等深层次能力，即无法对学生学科素养进行全方位的测量.因此，要彻底清除功利化教学方式和“剧场效应”的负面影响，真正减轻学生课业负担的有效途径就是改变中考试题的评价方式，让那些通过死记硬背、生搬硬套和大量“刷题”得高分等急功近利行为无处遁形;以学科核心素养为教育价值观，培养全面发展的人为核心，培养学生在面对生活中的复杂问题时表现出来的解决问题的必备品格和关键能力为导向.实行中考命题情境化改革，正面引导学校课堂充满青春活力，在创新创造的氛围中形成以学生积极主动地学习为主基调，教师的引导和服务为表现形式的新型课堂教学，这种新思潮必将成为滚滚洪流，势不可挡，倒逼并催生创新实验课堂的诞生.创新实验课堂必须以具体情境为总基调，教师按照设计、展示、交流、评价、拓展5个教学环节进行施教，在螺旋式上升中体现具体课堂模型建构.其整体结构框架如图1所示.

4 基于情境化命题的课堂创新实验教学案例分析

命题改革是一项系统工程，牵一发而动全身.在当前国家教育部对义务教育质量监测改革中，物理中考试题的命制必须杜绝超出课标或者照搬书本教条现象存在，命题的方向要与学生经历的实验过程紧密联系，学生的答题表现要能够反映学生通过实验内化的经验与行为，反映学生在实验中动手动脑的科学思维层次.中考情境化试题的实施对一线课堂教学将产生积极导向作用，基于教材实验素材进行情境化课堂创新实验教学代表未来教学走向，下面以家庭电路的常见问题为例进行情境化教学设计.

4.1 设计：提出有价值的问题，创设符合学生认知情境的教学环境

认知心理学研究表明，认知活动具有情境关联性.源于现实世界的生活情境是学习者进行问题解决和意义建构的平台，这种情境与学习者的精神世界融为一体.设计水平是问题的核心，决定主体的素质高低，特别是对以形象思维为主的初中生而言，在自己熟悉的生活情境、真实的实验操作过程、社会生活广泛应用的高科技中发现问题，更容易引发学生共鸣共振，激发学生学习的内生动力，将自己的想法转化为创新设计的作品，例如设计物理小实验、小制作，既能体现学生的创新能力，又能在情境创设过程中培养学生的自学能力、动手能力和创新能力.例如：在家庭电路中，电器正常工作的电压为220V，标有“220V 60W”的灯泡在实际电压为210V下发光的实际功率是多少？运用规律解释在用电高峰期，家中灯泡比正常要暗些，这是为什么？针对这类电学综合题，教师带领学生进行理论分析最是谙熟，但殊不知学生的理性高度不够，听得也是云遮雾绕.笔者带领学生运用学生熟悉的实验室器材，模拟家庭电路结构，设计创新实验，进行情境教学，带领学生体会其中原理，培养学生核心素养.

教学情境的创设离不开物理模型的构建，建构主义理论认为，由学生的心智模型转化为物理模型必须要经过思维提升的过程，而创新实验就是推动这个思维转化的不竭动力.由于家庭电路电压为220V，超出人体安全电压的范围，不允许学生在无安全防护的情况下使用，打消学生直接做实物电路的想法.那怎么办？是否能用实验室现有的器材来模拟完成？师生共同讨论，可以采用学生稳压电源模拟家庭电路的供电电源（进户线）;用滑动变阻器模拟长距离输电线（由于输电线电阻不能忽略）;用6套“2.5V 03A”小灯泡与开关模拟家庭电路中各种并联用电器;用电流表测量干路总电流;用电压表测量小灯泡两端的实际电压.

4.2 展示：搭建平台让学生演示作品，用语言解释创新过程

在教师引领下，学生按照设计好的模型在实验室寻找所需器材进行组装，首先选一块长方形的白色广告泡沫板作为展板;用电烙铁分别在6枚“2.5V 03A”小灯泡尾部的螺旋套与锡块处各自焊接一根导线（方便直接接入电路中）.依次将小灯泡各串接一个开关，再并联接入电路中，形成六条支路;在干路上接入电流表，再接入电压表测量并联电路两端电压;由于输电线电阻的存在，可以用“20Ω 1.0A”的滑动变阻器代替输电线;用学生稳压电源提供6V稳定电压（如图2所示）.请参与制作的同学在课堂上向全班同学展示作品并组织语言介绍家庭电路模型结构中每一个组成部分的作用和特点.

4.3 交流：师生交流讨论带动生生、师生交流辩论

家庭电路模型构建的过程，是在教师引领下，学生围绕具有挑战性的学习主题，全身心参与、体验成功、获得发展的过程，是深度学习的范畴.基于已构建的家庭电路模型，师生之间通过一系列问题链的设置，采用任务驱动策略展开问题解决和科学思维训练：（1）如何针对模型分别实施操作，模拟傍晚家庭用电器大量使用（高峰用电时的情境）和深夜家庭用电器较少使用（用电低谷时的情境）？（2）分别针对家庭用电高峰和用电低谷情况，家庭电路中的实际电压和输电线上电流大小的变化规律如何，产生此现象的原因是什么？（3）在用电高峰时，如何才能保证用电器两端实际电压的稳定？等等，以问题为主线，层层推进，在解决问题的过程中逐步培养学生高阶思维.

4.4 评价：教师引导学生在进行自我肯定中加以否定

如图3所示，学生依次闭合灯泡开关，发现灯泡亮度随闭合开关数的增加变得越来越暗;再依次断开灯泡的开关，分别读出每次操作时电压表和对应的电流表的示数，发现灯泡亮度随断开开关数目的增加变得越来越亮.在此基础上，教师引导学生画出家庭模拟电路的电路图和等效图，从而发现输电导线的分压作用不容忽视，让学生顺理成章地得出：由于长途输电线阻值的存在，由于用电高峰时的电流较大，输电线将分得一部分电压，因此在用电高峰时期家用电器获得电压低于额定电压（如图4所示），这是导致家用电器无法正常工作的重要原因.

通过在进行家庭电路模型建构过程中的操作实践和数据分析，解决学生在知识理解中遇到的各种障碍，在情境设计过程中并不是一味地扩展知识容量和提升难度系数，而是基于课标必须掌握的内容，此处即串、并联电路电阻特点和分压原理.这完全符合初中学生的认知水平，不会给学生增加学习负担.教师最后要向学生交代清楚，模拟电路是直流电源，而家庭电路是交流电源，这也是不完美之处.

4.5 拓展：注重知识应用提升，发展创新创造能力

通过对家庭电路用电高峰和低谷的分析和研判，学生也明白输电线对电能的消耗作用不可小觑.教师引导学生发现，将电能从发电厂输送到用户过程中由于路途遥远，输电线的电阻更是无法忽略掉，这时候，教师就有意识地引入“电损”概念，根据电流的热效应，输电线上的电阻通电就要发热，输电线上损耗的热功率为P=I2R，它正比于电流的平方（焦耳定律Q=I2Rt，所以减小输电电流或输电线的电阻就可以在一定程度上降低电能损失.那么减小输电电流或输电线电阻，在现实生产中哪种方法更容易实现？有学生根据电阻规律提出想法：在距离一定时，可以通过增大导线横截面积减小电阻，但是太粗的导线无法架设在空中;金或银电阻率虽然小 ，但是由于价格昂贵而无法普及;所以只能采用减小输电电流的方法：由于发电厂输出的电功率一定，根据P=UI，若提高输电电压，那么线路中的电流I一定会减小，输电线上损失的电功率（P损=I2R）就一定减少，如果线路中电流降低到原来的1/n，那么线路中损失的功率就减少为原损耗的1/n2 ，从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说，远距离输送电能要采用高电压或超高电压的方法为首选，因为电能在配电站中将输送电压提上去可以有效地降低线路中的功率损失，提高远距离输电效率（如图5所示）.通过对物理知识的拓展，在学生深入分析问题和解决问题过程中，逐步提升学生的创新创造能力，培养学生的学科核心素养.

5 结语

创新实验课堂教学对情境化命题有着非常重要的现实意义，德国物理学家劳厄说过：“教育无非就是一切已学过的东西都忘掉的时候所剩下的东西，重要的不是获得知识而是发展思维能力.”从初中学生的身体和心理成长规律看，物理思维能力的提升必须嵌合在具体生活情境化教学中，而创新实验教学就是将物理原理和规律运用到现实生活的最好教学形式，符合初中学生正确核心价值观的形成进程，也铆合“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念.

物理学科核心素养是当下物理学科育人价值的集中体现，创新实验课堂教学能科学地培养以基础知识为内容的物理观念，提升和训练以研究方法为目标的科学思维与科学探究能力，培养以物理学科社会价值为核心的科学态度与责任，学生在物理学科学习过程中形成正确价值观、关键能力和必备品格.中考情境化命题改革的深入推广倒逼创新实验课堂教学模式体系的形成，对中考评价体系的完善也起到不可小觑的作用.

参考文献：

[1]胡平.实验教育中教育评价的把握和展望[J].物理教师，2018，39（08）：2-8+13.

[2]程力，李勇.基于高考评价体系的物理科考试内容改革实施路径[J].中国考试， 2019（12）：38- 44.

[3]翟应品，汤金波，赵建国.后大纲时代物理原创题的命制[J].教学与管理，2020（28）：49-52.

[4]叶兵.初中物理实验情境化命题策略的实证研究——基于江苏省2018年义务教育质量监测的分析[J].物理教學，2019，41（07）：41-45.

[5]廖伯琴，杜明荣，赵逸庶.初中物理教学策略[M].北京：北京师范大学出版社，2010.

（收稿日期：2021-07-19）