核心素养视角下高考物理试题对科学思维素养考查的研究

• 作 者: 仪宇航
• 机 构: 山东师范大学
• 出 处: 山东师范大学
• 发表日期: 2022年01期
• 关键词: 科学思维 核心素养 高考物理试题

对学生科学思维的培养一直是物理课程的重要内容,学科核心素养是学科育人价值的集中体现,“科学思维”作为物理学科核心素养的其中一个方面,在高中物理教学中有重要地位。高考起到了为高等学校选拔人才、引领基础教育方向的作用,其题目的命制紧跟教育改革的要求,因此高考试题一直具有很高的研究热度和价值。在核心素养视角下,系统地分析和研究高考物理试题对科学思维素养的考查情况,能够对中学物理的教育教学起到一定的帮助作用。本研究主要包括五部分内容:第一部分,绪论。此部分主要包括:分析本研究的背景,综述前人对“科学思维”“高考物理试题”“科学思维与高考物理试题的综合研究”的成果,找出已有研究的不足以及对本研究的启示,从而确定本研究的研究内容与研究方法。本研究的特色之处在于研究方法严谨客观,且选择最新的高考试题作为主要研究对象,研究内容较为全面。第二部分,科学思维的理论研究。此部分包括:（1）通过阅读文献明确“思维”“科学思维”以及“核心素养视角下的科学思维”的内涵。（2）对核心素养提出前后高中物理课程标准中的科学思维,以及物理学科与其他学科课程标准中的科学思维进行对比和分析,提出物理学科中的“科学思维”的特点。第三部分,研究设计。本研究的主要研究方法为内容分析法。研究设计部分主要包括:（1）选取研究对象。为涵盖大部分地区,结合研究目的,本研究选择2016—2020年高考物理全国卷Ⅰ为研究对象,从而得到物理学科核心素养提出前后高考物理试题对科学思维素养的考查及变化情况;选择2019—2021年高考物理北京卷、天津卷、江苏卷,以及2019—2020年全国卷Ⅱ、2021年全国卷乙卷为研究对象,从而得到物理学科核心素养提出后,近三年该部分地区的高考物理试题对科学思维素养的考查情况。（2）遵循内容分析法的步骤,确定试卷中每一个独立问题为分析单元,并确定考查了科学思维素养的分析单元为样本。其中,样本的筛选标准经研读文献、专家咨询,结合试分析,不断修改完善得出。（3）确定分析类目:类目一为考查科学思维要素,包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新四个子类目;类目二为题型,包括单项选择题、多项选择题、实验题、填空题、计算题、其他题型六个子类目;类目三为知识板块,包括力学、电磁学、光学、热学、原子物理学五个子类目;类目四为试题情境来源,包括生产生活情境、自然情境、物理问题情境、其他情境四个子类目;类目五为试题呈现方式,包括仅文字、文字和图示、文字和图表、文字图示和图表四个子类目;类目六为考查要素水平,分为水平一至水平五五个子类目。（4）整理出试题分析框架。（5）培训编码员,选取部分试题进行试分析,解决试分析中遇到的问题,进而完成试卷的分析和编码。（6）结合内容分析法的相关要求,对编码结果进行信度和效度检验,证明本研究具有良好的信效度。第四部分,数据统计及分析。本研究从498个分析单元中筛选出样本353个。对样本的编码结果进行统计分析,得到如下结论:（1）经过统计学检验,发现2016—2020各年间全国卷Ⅰ对科学思维素养整体的考查无明显差异,命题者在核心素养提出前便重视科学思维的考查。（2）从考查科学思维要素的方面来看,所选研究对象对科学推理考查最多,模型建构次之,科学论证较少,质疑创新最少。北京卷和天津卷出现了对质疑创新要素进行考查的尝试,其他试卷则无此方面的考查。（3）从考查要素水平方面来看,全国卷Ⅰ、全国卷Ⅱ及全国卷乙卷和江苏卷考查水平四最多,水平三次之,水平二和水平五较少,无水平一的考查。北京卷和天津卷对水平三的考查较多,水平四次之,水平二和水平五较少,无水平一的考查。（4）从试题特点的角度来看,考查科学思维素养的试题更多地来源于力学和电磁学板块,以选择题和计算题为主,多以物理问题为试题情境,以文字配合图示的形式呈现。第五部分,试题赏析及教学建议。此部分从模型建构、科学推理、科学论证和质疑创新四个方面分析了统计结果的形成原因,并结合真题赏析提出相应的教学建议,同时强调了科学思维素养的整体性。