（1）如图甲所示为小丁连接的实验电路，闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误，请在连接错的导线上打上“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确．

第23题图（1）

（2）改正错误后，用开关试触，发现电压表指针迅速摆到表盘最右端，电流表指针几乎未动．小丁分析可能是定值电阻发生了 （选填“断路”或“短路”）故障．

（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，其示数为 V．

断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不动，将10Ω电阻换成5Ω电阻，闭合开关，应将滑片向 (填“左”或“右”) 移动，使电压表示数与第一次实验示数相同，此时电流表示数应为 A．

（4）在探究过程中，小丁发现，为了保持定值电阻两端电压不变，只要滑动变阻器接入电路的阻值与电路中定值电阻的阻值之比为 即可．

（5）多次实验后，根据数据可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻

成 ．（选填“正比”或“反比”）

（6）完成实验后，小丁又设计了如图丙所示的电路图，只用电压表就测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率．已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0．请将实验步骤补充完整．

① （填三个开关的闭合与断开情况），调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为

，小灯泡正常发光．

②保持滑动变阻器滑片位置不动， （填三个开关的闭合与断开情况），记录电压表示数为U滑．

③小灯泡额定功率的表达式P额= （用已知量和所测物理量符号表示）．

本题题干较长，既有仪器读数、电路连线、实验步骤的操作性考查，也有故障的分析、理论计算，还有探究过程的开展变量、数据记录、得出结论等，要求学生理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、获取和处理实验数据，基于证据得出结论，特别是第（6）小题，属于新的情境，要求学生构建一个新的实验方案模型将实验步骤补充完整，属于实验设计，学生必须能够迁移相关知识解决问题。本题考查的是因素5，属于要素3，可以看为实验与探究能力的最高水平层次。

上述能力与水平是按照解答试题的外在行为表现来划分的，但是，题型会对试题解答的外在行为表现带来一定的影响，选择题由于选项对解题线索有一定的提示作用，或者具有猜测的可能性，会降低题目的能力要求，如下面的例9.

例9.（试卷第12题）如图所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡额定电压为8V（小灯泡电阻不随温度变化）．闭合开关Sl，断开开关S2，当滑动变阻器的滑片在a、b端之间移动的过程中，电压表示数变化范围是0﹣8V，电流表示数变化范围是0.8A﹣2.4A；闭合开关S2，断开开关S1，当滑动变阻器的滑片在中点时小灯泡正常发光．在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是

A．R2的阻值为10Ω

B．闭合开关S1，断开开关S2，滑动变阻器R1消耗的最大电功率为6.4W

C．闭合开关S2，断开开关S1，灯泡两端电压变化范围为4V～8V

D．闭合开关S2，断开开关S1，整个电路消耗的电功率范围为7.2W～9.6W

本题考查了电路图的动态变化问题，涉及滑动变阻器的连接，电阻、电压、电流、电功率的概念，要求学生在看懂电路图后应用相关物理概念和欧姆定律等规律计算得出正确的结果，按理应该是电路知识的应用，但是由表4知，其考查的是因素2，属于理解能力，究其原因，主要是由于选择题型的影响，选项C对选项D具有提示作用，导致考查的能力要求降低，故，考查的是理解能力。

根据以上试题解答表现出来的水平与模型分析的结果，要素1可以看作理解能力，分为回忆与再认、区分与解释两个水平；要素2可以看作应用能力，分为分析与推理、综合与论证、建模与创新三个水平；要素3可以看作实验与探究能力，分为分析与经历、设计与综合、迁移与创新三个水平。试卷考查的潜在物理能力要素与全国初中学业水平考试物理能力研究课题组建立的能力要素框架完全一致，构建的物理能力要素及表现水平如表6。

表6 试题能力要素及表现水平

4物理能力内涵、要求与结构

4.1能力要素的内涵与具体要求

4.1.1理解能力：理解能力是指对物理概念、规律和基本方法有正确的认识，建立概念间的联系，把握内在逻辑关系，能从多方面释物理概念的内涵和外延。具体要求如下：

回忆与再认：回忆、识别、辨认相关科学概念、事实或证据；举出例子；描述对象的基本特征。

区分与解释：区分相似概念；与已有知识建立联系，进行解释、判断、扩展。

4.1.2应用能力：应用能力是指应用物理概念与规律解决实际问题的能力，建立不同情境下的合理联系等。具体要求如下：

分析与推理：是指根据给定的情景，利用已有的知识、方法，针对问题进行分析，将较复杂的问题分解为几个较简单的问题，并找出它们之间的联系进行逻辑推断，并得出正确结论的能力。

综合与论证：能综合运用数学手段和物理规律确定物理量之间的定量关系，通过运算进行论证，得出结论。

建模与创新：能够将知识方法迁移到新的情境中，建立新的模型并应用模型对问题进行合理的简化，找出物理量之间的关系进行分析、求解，能对对结论进行评价。

4.1.3实验探究能力：能够独立完成所学过的实验，能从物理情景中发现物理问题、建立模型、设计方案，并应用恰当的研究方法得出结论。具体要求如下：

分析与经历：能够复述所学过的教材中的实验，或者通过对教材实验进行简单的分析即可解答。

设计与综合：能对已学过的实验与探究问题进行拓展、变通，运用知识与技能设计实验，组合器材，获得信息，并论证方案和评估。

迁移与创新：能对新的实验与探究情境建立模型并运用模型，对探究的过程、方法和结论做出解释，提出修改和完善的建议。

4.2能力结构

根据表6，用能力代替表4中的要素，得出试卷中各个能力层次考查的分值占比结果如表6所示。

表6 物理能力结构

由表6可知道，试卷考查的物理能力由理解能力、应用能力和实验与探究能力构成，三者在试卷中的占分比例大致为30%、40%和30%。

依据大数据运用教育测量与统计学建立的物理能力模型具有一定的应用价值，一线教师可以根据物理能力的内涵、具体要求和表现水平指导教学，以落实对不同能力水平的学生实施因材施教，初中学业考试命题人员可以以此能力结构模型确定能力考查的比例，以实现能力立意的测试目标。

致谢：本文写作过程中，首都师范大学赵玉萍博士、翟彦芳博士进行了数据处理，特此致谢！

参考文献：

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[3]朱行建，陆建隆，褚慧玲.初中学业水平考试物理能力要素构建的初步研究[J]

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[4]翟彦芳,邢红军.中考物理试题的因子结构分析及其启示[J].首都师范大学学报(自然科学版),2020（5）：79

[5]安德生等编著，皮连生主译.学校、教学和评估的分类学[M].上海：华东师范大学出版社，2018.6：57-77.