高考物理試題情境與問題契合類型分析研究

朱行建 羅成

摘? ?要：文章對試題情境作了概述，提出了一種試題情境與問題設計契合性的分類，以2020年高考物理試題為例，提煉出情境與問題契合性的三種類型試題的特征，并給出命題建議。

關鍵詞：高考;物理試題;情境;問題;契合性

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）7-0015-4

1? ? 情境概述

隨著高考對學科核心素養(yǎng)考查的逐步深入，通過情境化試題來測試和評價被試的學業(yè)水平和學科素養(yǎng)已成為一種常態(tài)。羅日葉是比利時著名的教育學家，他在《學校與評估：為了評估學生能力的情境》一書中提出，“一個情境主要包括兩個組成部分：支持工具和命令。支持工具是一組呈現(xiàn)給考生的物質因素，比如：書面文章、插圖、照片、視頻、音頻材料等，命令是從既定的支持工具出發(fā)，明確向考生提出的一組答題指示”[1]。在測試中，支持工具與命令即試題情境與問題。問題解決心理學中指出：情境是以某個特定的任務，需要某個或某群體被試聯(lián)結起來的一組背景化的信息，則問題是已知事件初態(tài)指向目標終態(tài)的一個障礙或任務。教育部發(fā)布的中國高考評價體系中對“情境”的定義是：情境即“問題情境”，指的是真實的問題背景，是以問題或任務為中心構成的活動場域[2]。

有鑒于此，本研究基于核心素養(yǎng)的理念，將情境界定為：依照一系列學習呈現(xiàn)一個或多個任務，要求被試聯(lián)結起來的一組背景化信息，這一組信息包含材料及所設計的障礙或任務。從情境的界定中可以看出，情境與問題有著非常緊密的聯(lián)系。

2? ? 情境與問題的契合性

在高考評價體系中，物理學科在高考中把情境分為兩種類型，分別是“生活實踐情境”和“學習探索情境”[3]。生活實踐問題情境包含大自然中的各類物理現(xiàn)象、勞動生產(chǎn)實踐與生活實際緊密聯(lián)系的物理問題、最新的科技成果、重大科技發(fā)現(xiàn)、體育娛樂項目等。學習探索問題情境包括物理學史相關的問題情境、教材和教學活動中的典型問題情境、科學探究中的問題情境等。

試題情境是為問題設計服務的，需要把問題與情境相結合，強調(diào)知識的應用。試題盡可能選擇類型多樣、復雜程度合理、貼近生活實際的素材，以免考生憑機械記憶作答，只有如此，才能真正甄別出考生提取信息、分析問題、解決問題和探究創(chuàng)新的能力。

高考評價體系中情境的兩種類型是基于命題時試題素材選擇視角，但是該體系中并未對情境與問題的契合度作出相關說明。

3? ? 情境與問題契合的類型

按照試題情境與試題設問的結合程度，本文對高考物理試題情境與問題的契合狀態(tài)概括為以下三種類型，選取部分2020年全國各地高考物理試題為例進行分析。

3.1? ? 情境1.0——借情境引出話題

這類試題的情境僅提供閱讀性材料（有時配有插圖、數(shù)據(jù)表等），情境與試題考查的問題無直接關系，情境設計的目的只是為了引出話題，通常題干的前一部分為一段敘述冗長的文本（情境），增大了學生的閱讀量，材料不含解答試題的信息和已知條件，旨在創(chuàng)設視覺沖擊或心理環(huán)境。剔除掉這一部分情境，題干的后一部分內(nèi)容可以獨立成為一道試題。試題的情境與問題的設計是分離的，情境屬于“穿靴戴帽”式。這類試題情境與問題的契合程度較差，只要學生能夠從情境中識別考查的問題即可，試題情境與問題屬于表層結合，這樣的試題為情境1.0類。

案例1：（2020全國卷第Ⅱ第17題）

本題以“CT掃描”為情境素材，題干中“CT掃描是……的探測”及圖1，這些文本、圖片對考生解答試題沒有任何影響。題干“圖2中M、N之間……”以后的文本敘述才是試題真正設計的物理模型。考生只要建構出勻加速直線運動、勻速圓周運動和勻速直線運動的物理過程模型，運用電子在電場中加速和磁場中偏轉的相關知識，結合動能定理、牛頓運動定律（洛倫茲力提供向心力）等知識就可以解決此問題。案例1中試題情境的設計只是為了引出后面的話題，這樣的試題為情境1.0類。

3.2? ? 情境2.0——借情境考知識點

這類試題的情境素材和考查內(nèi)容相互嵌套，通常需要從試題的情境中找出考查的物理問題。試題只是借情境考查知識點，學生在提取關鍵信息時，需要具備相應的學科知識對新情境材料解剖分析。這類試題情境與問題的契合程度中等，試題情境與問題屬于淺層結合，這樣的試題為情境2.0類。

案例2：（2020全國卷Ⅰ第24題）

本題以“運-20重型運輸機”為情境，設計了飛機獲得的升力與飛機所受重力相等時的v稱為飛機的起飛離地速度這個已知條件，將要考查的速度、加速度和時間等物理知識鑲嵌在情境中，考生需要從情境中提取相關物理知識，用共點力的平衡條件和勻變速直線運動的相關知識就可以解決。試題情境設計是為考查知識點服務的。

3.3? ? 情境3.0——解決情境中的問題

試題的情境素材和考查內(nèi)容有機融合，通常試題的情境是比較新穎的材料，試題考查的內(nèi)容及知識點需要從新材料中提取，學生需要通過自學遷移解答試題，在理解并運用信息時，考生需將情境提供的信息進行篩選，與自備知識整合加以運用，考查的目的是解決試題情境中的問題，旨在考查學生的探究與創(chuàng)新能力。這類試題情境與問題的契合程度較高，試題情境與問題屬于深度融合，這樣的試題為情境3.0類。

案例3：（2020山東卷第17題）

本題中的“質譜儀”是一個新的情境，需要學生通過閱讀文本信息，判斷出材料中的質譜儀與教材例題中涉及的質譜儀的原理有所不同，構建電加速、磁偏轉、電偏轉三個物理過程，才能理解質譜儀的工作原理。在加速電場區(qū)，考生需要應用動能定理求出粒子到達孔時的速度，進而在磁場區(qū)應用牛頓第二定律求出粒子做圓周運動的軌道半徑，應用幾何知識求出偏移距離;帶電粒子進入偏轉電場后需要考生構建類平拋運動模型，利用運動的合成與分解求出粒子在記錄板上的位置。分析發(fā)現(xiàn)，試題的情境與問題融為一體，這種試題比較接近原始物理問題，其考查的目標是解決情境中的問題，這可以有效地甄別學生的創(chuàng)新和探究能力的高低。

4? ? 命題建議

高考具有非常強的指揮引領作用，欲引導中學物理教學優(yōu)先注重在貼近生活、相對復雜的情境中獲取信息，既可以是直接對物理現(xiàn)象或數(shù)據(jù)的觀察，也可以是對物理情境的模擬，這就要增強試題的探究性和開放性，考查學生創(chuàng)新性地運用所學知識解決新問題的能力?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準（2017年版）》明確指出，評價學生的物理學科核心素養(yǎng)應盡量創(chuàng)設類型多樣的、具有一定復雜程度的、開放性的真實情境作為試題的任務情境[4]。物理的學習離不開生活實踐情境和學習探索情境，物理試題的情境化必將成為試題命制的常態(tài)。目前高考物理試題大多是以文本、圖像、數(shù)據(jù)圖表等方式呈現(xiàn)，已知條件外顯，情境化試題中設計的情境與問題設計的融合不夠緊密，而原始物理問題的信息較為原始和隱蔽，開放程度高，絕大多數(shù)條件需要考生自己假設或測量，需要考生自己建模，情境與問題的契合度高，但也會出現(xiàn)難度過大的情況。

如何在這二者之間找到一個平衡點，有一些非常優(yōu)秀的題目可以提供參考，例如：摩擦傳動裝置結構簡單，容易制造，在生產(chǎn)生活中得到廣泛應用。如圖5所示為打印機送紙裝置。搓紙輪旋轉帶動紙張前進走紙，摩擦片在紙張下方貼緊，施加阻力分離紙張，以保證只有一張紙前移且避免兩張紙同時送入。已知搓紙輪和紙張之間的動摩擦因數(shù)為μ1，紙張之間的動摩擦因數(shù)為μ2，紙張和摩擦片之間的動摩擦因數(shù)為μ3。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計紙張質量及空氣阻力。問題1：電機帶動搓紙輪使搓紙輪始終以角速度ω0轉動，設一張紙的長度為L，搓紙輪半徑為r，計算打印機送入一張紙所需的時間;問題2：為保證送紙裝置正常工作，分析說明μ1、 μ2和μ3的大小關系。

案例試題情境來自生活實踐情境（打印機送紙裝置），需要從情境中提取關鍵信息，構建勻速圓周運動和板塊模型，能結合臨界條件分析并解決問題。雖然案例試題的難度并不大，但是情境與問題的契合度卻很高。

綜合以上分析可以看出，隨著我國基礎教育對核心素養(yǎng)的關注，高考試題已在努力通過設計豐富多元的問題情境，以多樣的方式呈現(xiàn)情境，實現(xiàn)對高中學業(yè)水平的終結性評價，更加關注“探究創(chuàng)新”，淡化復雜的數(shù)學計算，逐漸由知識立意向素養(yǎng)立意過渡。但是，在試題情境和問題設計的契合性上還要進一步探索和深化，建議全國各地的高考或學業(yè)水平測試試卷逐步增加情境3.0類試題的設計與開發(fā)，希望能適當?shù)匾朐嘉锢韱栴}類的探究性試題，降低直至取消情境1.0類試題，才能有效落實課程標準提出的學業(yè)要求，達到高考物理學科以情境為載體的核心素養(yǎng)考查目標。

參考文獻：

[1]張均兵.易克薩維耶·羅日葉情境化命題思想的啟示[J].中國考試，2013（06）：26-32.

[2]教育部考試中心.中國高考評價體系說明[M].北京：人民教育出版社，2019：35-37.

[3]程力，李勇.基于高考評價體系的物理科考試內(nèi)容改革實施路徑[J].中國考試，2019（12）：38-44.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：61，53.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）