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以科学推理与论证素养立意的中考试题探析
2019年《教育部关于加强初中学业水平考试命题工作的意见》指出:“初中学业水平考试试题命制既要注重考查基础知识、基本技能,还要注重考查思维过程、创新意识和分析问题、解决问题的能力。”教育评价是落实核心素养重要途径。近几年,各地的中考试题逐步从知识立意向素养立意转变,基于素养考查的试题占试卷比例逐年增加。
初中科学学科的核心素养包含“科学观念与应用”、“科学思维与创新”、“科学探究与交流”和“科学态度与责任”。其中“科学思维与创新”是科学素养的核心,主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。
初中科学课程的显著性特点是综合性,课程涉及的学科甚广,其知识非常丰富,包含了许多科学理性知识和科学感性知识。要从本质上去理解科学,就要学习科学的理性知识。理性知识的形成是基于感性事物和知识的认识之上的,它比感性知识抽象、概括。在掌握理性知识过程中,思维要经历感性到理性的飞跃,这个过程需要一定的科学推理能力和科学论证能力。由此看来,科学教学中对学生的推理能力和论证能力进行培养,是学生认识科学本质特征和理解科学知识概念、掌握科学规律的必然要求。而根据“教—学—评”一致性,初中科学中考命题重点评价学生的科学思维能力,立足科学推理能力和科学论证能力,是非常合理,且有必要的。
科学推理与科学论证的概念与内涵
科学推理,在试题的解决问题过程中,总的来说,科学推理就是根据已知的信息和条件推导出未知结论的思维过程。无论是简单的科学推理还是复杂的科学推理,要进行正确的科学推理,都应该首先理清试题给出了哪些已知的信息和条件,然后结合已知信息和条件,利用正向或逆向思维逐一梳理各个信息和条件之间的关系,最后形成完整的思维脉络。
几种常见的科学推理类型:
1、控制变量推理
控制变量思想是我们科学进行科学探究时非常重要的科学方法,比如探究影响滑动摩擦力大小的因素、决定电阻大小的因素等实验。
2、归纳推理
是由个别性的推断推出一般性的判断的推理。进行归纳推理的一般过程是:根据大量观察、实验获得的资料,分别得出反映外部特征和条件的判断,再经过分析、综合、抽象、概括,得出一般性判断,也就是说,归纳推理是以观察、实验所得的事实为基础,以此而作出的个别判断为依据进行的。归纳推理能力的培养对于提高学生的科学探究能力至关重要,因为归纳推理中的几个步骤——观察、假设、验证所要求的学生具备的科学态度和科学素养都是科学探究能力的核心。
3、演绎推理
与归纳推理相对应的是演绎推理。演绎推理是由一般性的判断推出个别性的判断的推理。演择推理的具体过程是:根据已知的科学规律,通过分析,并限制条件,进行推导,得出个别性的结论。
4、相关推理
世界上的某一事物与另一事物或多个事物之间存在着相互依存的关系。
5、因果推理
因果推理就是判断两变量或两事物之间的相关关系是不是具有因果联系。
6、逻辑推理
是指当人类听到别人陈述的事情或者看到一些较复杂事件的记载时,大脑开始历经复杂的讯号处理及过滤,将信息元素通过神经元迅速的触发并收集对自己判断事件逻辑相关的信息,之后根据经验累积学习到的语言基础进行语言的处理及判断,找出正确的事件逻辑。
科学论证是个人引用数据或资料来支持自己或反驳他人论点的过程。科学论证能力是以科学知识为中介,积极面对问题,对所获得的数据资料进行解释说明,提出自己的论点,反思自己和别人论点的不足并提出反论点,同时能反驳他人的质疑和批判的高级思维能力。它是实验探究过程中不可缺少的环节。
科学推理和科学论证之间的相关性更大,因此在试题中这两方面往往结合在一起进行考查。
试题对于“科学推理与科学论证能力”水平的考查级别,可以分为5个级别:
水平1:能对常见的科学现象进行简单分析。
水平2:能对常见的科学现象进行分析、推理并得到结论,并利用证据阐述自己的观点。
水平3:能对常见的科学现象进行分析、推理、解释并得到结论,并利用证据阐述自己的观点。
水平4:能对综合性科学问题进行分析、推理、解释并得到结论,并能够证明得到的科学结论。
水平5:能在新情境中对综合性问题进行分析、推理、解释并得到结论,并且能够在证明过程中考虑到证据的可靠性并合理地选用。
中考试题探析
源于“综合实践活动”
例1(南京2021):30.综合实践活动中,同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型,电流表示数随拉力的增大而增大,模型电路如图1甲所示,ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝,其阻值与长度成正比.滑片P左端固定在拉杆上,弹簧处于原长时,滑片P位于a端,电源电压恒为6V,弹簧电阻恒为1Ω,R0为4Ω,其余部分电阻不计,电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。
虚线框内接线柱“1”应与(选填“2
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