中學生科學核心素養考核項目的重新分類
——基于T型教學法與科學的T型思維

曾 哲

(武漢市青山區武鋼三中 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象的探索.基于實驗對未知現象的發現和對發現的未知現象的應用而產生的發明不斷地推進人類文明的進步.在實驗獲取實驗現象(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象(回答自然界為什么會有這樣的現象)而產生認知、生成理論.對較微觀的自然現象的獲得在有限程度上能夠幫助理解相對宏觀的自然現象.而理論對實驗結果的解釋和預測作用進一步指導和輔助實驗和應用的發展.包括物理學在內的科學在不斷向著實驗測量更精確、理論計算更準確、應用范圍更廣泛的方向發展.

物理學核心素養是學生通過物理學習形成的必備品格和關鍵能力.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的培養”一文中將其總結為圖1所示的科學的T型思維[1]，其主要分為實驗觀測、現象理解、理論預測、規律應用4個部分，分別對應圖1的4個箭頭.

圖1 科學的T型思維

具體學習到的實驗現象(知識點)在學生將來的發展中很容易遺忘，但應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現和發明有積極作用.

教育考試對物理學教學起著重要作用.傳統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型思維出發重新分類中學生科學核心素養考核項目.根據圖1所示的科學的T型思維，筆者取消傳統理論與實驗兩種試題分類，將其增至實驗觀測、現象理解、理論預測、規律應用共4類題型.

2 4類題型的具體內容

(1)實驗觀測類試題

實驗觀測類試題包括實驗設計、實驗操作、數據分析等內容.此類試題通過文字的方式描述真實的實驗過程，考察考生實驗設計、實驗操作、數據分析等能力.

【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位有效數字)；物塊下滑的加速度大小為______m/s2(保留2位有效數字).

圖2 紙帶

此類試題題干關鍵詞：“進行實驗”“進行探究”等.

(2)現象理解類試題

現象理解類試題是題干提供給考生一種實驗現象，如“若發現剛好射入小孔”.考生利用已有知識去理解這樣的實驗現象，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變化.

【例3】如圖3所示，勁度系數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質量均為1 kg且都可看做質點，整個裝置處于靜止狀態.現對物體B施加一變力使B的加速度保持為a.若發現A,B一開始就分離了，求a的取值范圍.

圖3 彈簧與物體

此類試題題干關鍵詞：“若發現…請推測…”“根據實驗測得的結果”等.

(3)理論預測類試題

理論預測類試題是根據考生所學的物理規律，在題干背景下進行結果預測.

【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

此類試題題干關鍵詞：“請預測”“請預計”等.

(4)規律應用類試題

規律應用類試題是在題干給定的場景下，請考生應用已學的物理規律，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，經過一段時間，正好到達正對岸的O′處，現要使小船在更短的時間內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

此類試題題干關鍵詞：“可采用的方法”“欲使”“應”等.

3 4類題型的考核權重分配

由于4類題型對應不同的4種思維方式，其4種思維方式在發現與發明中均起到至關重要的作用.所以原則上考試應該均勻分布，不應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一考試的江蘇卷與全國Ⅰ卷考核類型分布統計

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計.

表1 2019年高考江蘇卷物理試題1～8題分類統計

表2 2019年高考江蘇卷物理試題9～16題分類統計

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題分類統計

表5 2019年高考全國Ⅰ卷物理試題22～25與33,34題分類統計

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的數據可以看出，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計結果表明實驗觀測類試題和規律應用類試題相對偏少.原則上4種思維均應進行同樣程度的訓練和考核，不應偏重某種思維能力.

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

筆者建議高考出題，題干提供關鍵字詞，如“進行實驗”(實驗觀測)“請推測”(現象理解)“請預測”(理論預測)“應采用”(規律應用)，并用黑體或打上著重符號進行強調，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,還是在理解現象，還是在理論預測,還是在應用規律，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的發展，開發學生思維提升創造力，為未來可能進行的發現和發明奠定基礎.