学习行为的不竭动力,它是从STEM教育的视角对客观事物的认知方式。在STEM教育导向下,温州卷、台州卷、宁波卷均将STEM试题作为“压轴题”。试题情境和立意新颖,情境较为复杂,对数学能力要求高,总体难度较大。
例3 (2018宁波):某市政自动排水装置模型,控制电路由电压为12V,R为压敏电阻,R0为定值电阻,压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连,AB︰BO= 4︰1。
(1)绿灯亮时表示水位在安全位置以下,排水泵不工作;红灯亮时,排水泵正常工作,此时水位超安全位置上限。请按要求完成工作电路的连接。
(2)已知压敏电阻受到压力为360N,通过电磁铁线圈的电流为100mA,当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时,排水泵启动;当水位回落到浮体只有2/5 体积浸入水中时,杠杆ABO仍处于水平位置,线圈中电流为30mA,排水泵停止工作,求浮体的重力多大?
(3)在调试时,发现水位已达到安全位置上限,但排水装置还未启动。如果其他条件不变,要使排水装置符合设计要求,应该将与压敏电阻相连的压板向 (填“左”或“右”)移动。
命题立意分析:本题以设计“市政自动排水装置模型”为问题驱动,表达该系统的工作原理,结合电磁继电器、串并联电路、阿基米德原理、受力分析、杠杆平衡条件、欧姆定律等一系列知识,再运用数学运算,解决真实的复杂生活问题。要顺利完成本题,学生需要调用已有的科学知识,在有效提取信息、整合信息的基础上,通过计算、推理、空间想象,综合各方面的能力解决问题。
此类试题的情境创设,在体现科学、技术和工程知识的基础上,要求学生具有利用数学方法和思维分析解决科学、技术及工程问题的能力,体现了对学生STEM综合素养的考查。
近年来,STEM教育渐成为关注的热点,从浙江省2018年各地市中考物理试题中的STEM“印记”来看,对学生STEM素养的考查已进入命题者的视野,以STEM导向的试题命制成为趋势。中考兼有学业水平测试和选拔性测试的功能,重在考查学生的学科素养和科学思维能力。思维能力是一个人最核心的能力,培养学生的STEM思维不可能一蹴而成,而是一个长期的过程,需要教师在课内外进行有意识的培养。在教学中,教师应关注生活生产,创设真实的问题情境,具备开展项目式学习的意识和跨学科融合的意识,尝试创设或开发需要利用跨学科方法解决的工程问题,组织学生在各种信息面前进行审视、判断、评价和创造,有效培养学生的STEM思维能力。
参考文献:
[1] 程亮,郑晓蕙.美国中学生物学课程中的STEM教育理念及其启示[J].生物学教学,2015,(6).
责任编辑 袁静琴