曾 哲

(武漢市青山區(qū)武鋼三中 湖北 武漢 430000)

1 基于T型思維的物理學考核項目的重新分類

科學是對自然界人類未知現(xiàn)象的探索.基于實驗對未知現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和對發(fā)現(xiàn)的未知現(xiàn)象的應(yīng)用而產(chǎn)生的發(fā)明不斷地推進人類文明的進步.在實驗獲取實驗現(xiàn)象(通過實驗獲得自然界是怎樣的)的同時，人類嘗試理解實驗現(xiàn)象(回答自然界為什么會有這樣的現(xiàn)象)而產(chǎn)生認知、生成理論.對較微觀的自然現(xiàn)象的獲得在有限程度上能夠幫助理解相對宏觀的自然現(xiàn)象.而理論對實驗結(jié)果的解釋和預(yù)測作用進一步指導和輔助實驗和應(yīng)用的發(fā)展.包括物理學在內(nèi)的科學在不斷向著實驗測量更精確、理論計算更準確、應(yīng)用范圍更廣泛的方向發(fā)展.

物理學核心素養(yǎng)是學生通過物理學習形成的必備品格和關(guān)鍵能力.基于對物理學史的概括，筆者在“T型教學法促進學生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)”一文中將其總結(jié)為圖1所示的科學的T型思維[1]，其主要分為實驗觀測、現(xiàn)象理解、理論預(yù)測、規(guī)律應(yīng)用4個部分，分別對應(yīng)圖1的4個箭頭.

圖1 科學的T型思維

具體學習到的實驗現(xiàn)象(知識點)在學生將來的發(fā)展中很容易遺忘，但應(yīng)該遺留下來的是科學的思維能力.科學思想方法的獲得有助于學生的自我生成，對將來可能進行的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明有積極作用.

教育考試對物理學教學起著重要作用.傳統(tǒng)物理考試簡單將物理思維能力的考核分為理論和實驗兩類題型.筆者嘗試從科學的T型思維出發(fā)重新分類中學生科學核心素養(yǎng)考核項目.根據(jù)圖1所示的科學的T型思維，筆者取消傳統(tǒng)理論與實驗兩種試題分類，將其增至實驗觀測、現(xiàn)象理解、理論預(yù)測、規(guī)律應(yīng)用共4類題型.

2 4類題型的具體內(nèi)容

(1)實驗觀測類試題

實驗觀測類試題包括實驗設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容.此類試題通過文字的方式描述真實的實驗過程，考察考生實驗設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等能力.

【例1】某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行探究.物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖2所示.已知打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz，紙帶上標出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出.在A,B,C,D,E5個點中，在打出C點時物塊的速度大小為______m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為______m/s2(保留2位有效數(shù)字).

圖2 紙帶

此類試題題干關(guān)鍵詞：“進行實驗”“進行探究”等.

(2)現(xiàn)象理解類試題

現(xiàn)象理解類試題是題干提供給考生一種實驗現(xiàn)象，如“若發(fā)現(xiàn)剛好射入小孔”.考生利用已有知識去理解這樣的實驗現(xiàn)象，嘗試給出合理的解釋，如給出初速度等條件.

【例2】冰棒冒煙請判斷其屬于何種物態(tài)變化.

【例3】如圖3所示，勁度系數(shù)κ=50 N/m的彈簧一端固定于地面上，另一端粘連物體A，物體B置于A上不粘連，A,B質(zhì)量均為1 kg且都可看做質(zhì)點，整個裝置處于靜止狀態(tài).現(xiàn)對物體B施加一變力使B的加速度保持為a.若發(fā)現(xiàn)A,B一開始就分離了，求a的取值范圍.

圖3 彈簧與物體

此類試題題干關(guān)鍵詞：“若發(fā)現(xiàn)…請推測…”“根據(jù)實驗測得的結(jié)果”等.

(3)理論預(yù)測類試題

理論預(yù)測類試題是根據(jù)考生所學的物理規(guī)律，在題干背景下進行結(jié)果預(yù)測.

【例4】如圖4，等邊三角形線框LMN由3根相同的導體棒連接而成，固定于勻強磁場中，線框平面與磁感應(yīng)強度方向垂直，線框頂點M,N與直流電源兩端相接.已知導體棒MN受到的安培力大小為F，請預(yù)測線框LMN受到的安培力大小為多少？

圖4 三角形線框

此類試題題干關(guān)鍵詞：“請預(yù)測”“請預(yù)計”等.

(4)規(guī)律應(yīng)用類試題

規(guī)律應(yīng)用類試題是在題干給定的場景下，請考生應(yīng)用已學的物理規(guī)律，達到題干要求的目的.

【例5】如圖5所示，小船以大小為v(小船在靜水中的速度)、方向與上游河岸成θ的速度從O處過河，經(jīng)過一段時間，正好到達正對岸的O′處，現(xiàn)要使小船在更短的時間內(nèi)過河并且也正好到達正對岸O′處.在水流速度不變的情況下，可采取的方法是( )

圖5 例5題圖

A.θ角不變且v增大

B.θ角減小且v增大

C.θ角增大且v減小

D.θ角增大且v增大

此類試題題干關(guān)鍵詞：“可采用的方法”“欲使”“應(yīng)”等.

3 4類題型的考核權(quán)重分配

由于4類題型對應(yīng)不同的4種思維方式，其4種思維方式在發(fā)現(xiàn)與發(fā)明中均起到至關(guān)重要的作用.所以原則上考試應(yīng)該均勻分布，不應(yīng)過多偏重一種形式的思維，充分考察學生各種形式的科學思維能力.

4 2019年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試的江蘇卷與全國Ⅰ卷考核類型分布統(tǒng)計

以下對2019年全國部分新高考改革省份物理學等級考試考核類型分布進行統(tǒng)計.

表1～表3為2019年高考江蘇卷物理試題，其中表1和表2為2019年高考江蘇卷物理試題第1～16題分類統(tǒng)計.表3為2019年高考江蘇卷物理試題中4類題型的分布情況統(tǒng)計.表4～表6為2019年高考全國Ⅰ卷物理試題，其中表4和表5為2019年高考全國Ⅰ卷物理試題第14～25及33,34題分類統(tǒng)計.表6為2019年高考全國Ⅰ卷物理試題中4類題型的分布情況統(tǒng)計.

表1 2019年高考江蘇卷物理試題1～8題分類統(tǒng)計

表2 2019年高考江蘇卷物理試題9～16題分類統(tǒng)計

表3 2019年高考江蘇卷物理試題4類題型分布

表4 2019年高考全國Ⅰ卷物理試題14～21題分類統(tǒng)計

表5 2019年高考全國Ⅰ卷物理試題22～25與33,34題分類統(tǒng)計

表6 2019年高考全國Ⅰ卷物理試題4類題型分布

5 2019年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試理綜全國Ⅰ卷與江蘇卷物理試題點評

從表4和表6的數(shù)據(jù)可以看出，2019年高考江蘇卷和全國Ⅰ卷4種類型題型分布并不均勻.在所選的兩省的試題統(tǒng)計結(jié)果表明實驗觀測類試題和規(guī)律應(yīng)用類試題相對偏少.原則上4種思維均應(yīng)進行同樣程度的訓練和考核，不應(yīng)偏重某種思維能力.

除此之外，筆者觀察到一些題目的關(guān)鍵詞用萬能的“則”替代.關(guān)鍵詞的不加區(qū)分會使學生并不明確自己在進行怎樣的科學思維，只是籠統(tǒng)的在“刷題”.

筆者建議高考出題，題干提供關(guān)鍵字詞，如“進行實驗”(實驗觀測)“請推測”(現(xiàn)象理解)“請預(yù)測”(理論預(yù)測)“應(yīng)采用”(規(guī)律應(yīng)用)，并用黑體或打上著重符號進行強調(diào)，強化考生物理思維.考生能更加明確自己在進行怎樣的思維，是在實驗觀測,還是在理解現(xiàn)象，還是在理論預(yù)測,還是在應(yīng)用規(guī)律，使高考起到更好的引導作用.這樣能夠更好地促進學生物理學核心素養(yǎng)的發(fā)展，開發(fā)學生思維提升創(chuàng)造力，為未來可能進行的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明奠定基礎(chǔ).