高中物理試題的創作與革新

羅曉東

摘要：解題和命題不是矛與盾的對立關系而是問題教學系統中兩個相互作用的功能組塊.價值取向穩定的圖式對創作有指導作用，命題素養生成于創作要素間的耦合和流程的自洽.把教學實踐和科研產生的信息流反饋至命題端，能影響系統運行提高輸出效能.

關鍵詞：原始問題；試題創作；問題教學；革新策略

近年來“考試素養”進入了教師專業發展的視野，教師的考試素養是指教師開發和運用考試解決教學問題的能力，其中開發考試的能力包括：陳題遴選、陳題改編和試題創作三個漸進的素養層次.雖然“應試教育”已飽受熱議，但“紙筆考試”作為一種公正、客觀以及實施簡便的教育測評工具，在學業能力、人才選拔的評價中仍將保持無可替代的地位.當下我國正進行著關于課程目標和高考制度的變革，筆者認為試題能體現課程的價值取向，對物理教學有著引領和促進作用，因此“試題的創作與革新”理應與改革相伴而行.

1試題的結構要素和創作圖式

任何類型的試題，都包含評價目標、問題情境、問題設計和試題呈現這四個基本要素，如圖1所示.

筆者在多年的命題實踐中形成了圖2所示的建構圖式，物理現象既是物理學的根源，也是試題創作的介質基礎.評價目標是試題的靈魂，它是試卷知識與能力測評目標總表中的一個子項.情境加工是指舍去物理現象的一些次要細節和非本質聯系，提取與目標一致的重要信息，并完成物理量賦值的過程，立意體現的是加工深度和評價取向上的差異，問題設計則是目標契合情境在量化測評意義上選擇和表述.

試題的編制是一項創造性的思維活動，不僅要求編制者要具備較強的物理學科能力，洞悉課程標準以及相關的考試指導性文件；同時還要具備扎實的認知心理學及教育測量統計學的專業基礎.試題的編制不是簡單的要素構筑和流程經歷，教師應該先從陳題改編入手，逐步過渡發展到試題創作，在實踐中順應編纂要素間的耦合和流程的自洽，進而內化生成為自身的一項專業素養.

2源自學生和問題教學研究的啟迪

在義烏某校的元旦師生文藝晚會上，一段學生自創的相聲《物理·遠方·詩》引起了轟動，當兩學生以朗誦體唱和出“啊！在光滑的水平面上/啊！在無窮遠的地方/一個小球勻速的，勻速的滾來了/滑塊，靜止地守候著/它們，碰在一起了（合）”橋段時，笑聲全場雷動.因為這笑聲背后隱含著學生對高中物理教學“遠離生活、缺少人文情懷、高度抽象和模型化”的群體困惑和失望.

為方便論述，筆者構建了如圖3所示的鏈式模型，在中學物理教育界一直存在著把物理問題教學等同于習題教學的現象，由于習題和試題有著簡約相似的特征，功利驅使著師生在題海中練就出了系列化的解題方法和解題技巧，形成了模型右端的循環.多年來，專家和學者們一直呼吁物理問題教學要向A線路延伸，走上完整的問題解決鏈.喬際平教授在1980年就指出：“當前中學物理教學只抓了一個運用數學解決物理習題的能力”，同期趙凱華教授強調：“同一問題，既可以把原始的物理問題提交給學生，也可以由教師把物理問題分解或抽象成一定的數學模型后再提交給學生.習慣于解后一類問題的學生，在遇到前一類問題時，往往會不知所措”.楊振寧教授認為：“演算是物理學的一部分，但不是最重要的部分，物理學最重要的部分是與現象有關的”.邢紅軍教授于2007年發出了實施B路線的教改倡議，他認為原始物理問題“來自真實生活情境、沒有被抽象、變量隱含；對學生來說不是常規的，不能靠簡單的模仿來解決；不一定有唯一的答案，解決它需伴以個人或小組的活動”.

系統論中的反饋原理表明，系統的部分輸出反作用于系統的輸入端，會對系統的再輸出產生影響.如果把源于物理現象終止于結論評價的問題教學鏈視為一個系統，那么實踐中的缺憾和探索研究的成果就可作為干預信息作用于系統的試題創作端，進一步探尋系統結構和功能的優化以及輸出效能的提升（模型中的C路線）.

3物理試題創作的革新策略和例案賞析

基于本文的上述分析，筆者擬定以“回歸生活，還原現象；重視人文，求真盡美；體現科技，強化應用”作為試題創作的理念，并貫穿于近年的命題實踐中，試題的實測數據符合創設預期，在測試區域內產生了積極的反響.為方便后續研究的深入，特選擇6個例案供大家分析討論.

3.1回歸生活，還原現象

例1 2016年10月14日義烏市中小學田徑運動會在春晗中學開幕，來自全市中小學的60支代表隊、1043名運動員參加了各項賽事的角逐.圖4的照片記錄了跳遠運動員健美的瞬間，針對此時運動員受力情況的分析合理的是

A.受重力和空氣阻力作用

B.只受重力作用

C.受重力、空氣阻力、沙子的支持力作用

D.受重力、空氣阻力、沙子的支持力和摩擦力作用

例2 2016年1月28日，首趟“義烏一德黑蘭”班列從新疆阿拉山口出境（圖5），途經哈薩克斯坦、土庫曼斯坦等4個國家，經過兩次換軌，經歷398小時，跨越10339公里抵達伊朗首都德黑蘭.關于“首趟班列”同學們的議論正確的是

A.測算列車過“阿拉山口”所用的時間時可將專列視為質點

B.我們可以計算出這趟班列平均速度的大小

C.列車的運動全程無法用位移隨時間變化的圖象來描述

D.列車過彎道時超速將會加劇對彎道內軌的磨損

3.2重視人文 求真盡美

例3義烏市赤岸鎮的“古月橋”建于宋嘉定六年（圖6），采用“單拱縱聯，分節列砌”的古法建造，經測量橋拱呈五邊形（圖7），五塊橋石板和兩邊的橋基組成一個對稱完美的半圓形，每塊橋石板的兩個側面間所夾的圓心角均為30度.假設每塊橋石板質地均勻，重力均為G，石塊間的摩擦力及橋石板外其它物體的重力忽略不計，則1和2橋石板間的作用力大小為

例4影視和舞臺創作中常常要求演員使用“威亞”，橫店影視中心有這樣一套“訓練威亞”，長L=5米的細繩一端固定在距離水平地h=3米的固定點上，另一端可扣在演員的安全腰帶拴上，水平地面上畫有一個半徑R=4m的圓周，圓心正對著上方的固定點，練習時要求演員扣好細繩繞著圓周跑動（圖8）.如果我們把空氣阻力、地面的摩擦力當作次要因素忽略，取g=10 m/s2，試估算：endprint

（1）一個質量50千克的演員，當繞圈跑的速率為2m/s時，演員對水平地面的壓力有多大？

（2）為了使演員離開水平地面，達到“飄”的效果，演員繞圈跑的速率至少要多大？

3.3體現科技強化應用

例5玩具市場熱賣的“懸浮地球儀”是利用頂部磁鐵和底盤電磁鐵的相斥實現漂浮的，它在外力微擾后能快速恢復平衡的秘密在于底盤中金屬材質的霍爾偵測器，工作時通過偵測器的電流保持恒定，當外力微擾使得z軸方向垂直穿過偵測器的磁場發生變化時，偵測器），軸上下表面的電勢差u也將隨之改變，u的改變會觸發電磁鐵中的補償電路開始工作從而實現新的平衡，如圖9所示.下列解讀正確的是

A.磁感應強度B越大，y軸上下表面的電勢差U越大

B.磁感應強度B越小，y軸上下表面的電勢差U越大

C.霍爾偵測器工作時y軸上表面的電勢高

D.y軸上下表面電勢差U的大小不受表面間距離的影響

例6 某混和動力汽車的總質量為1000kg，內部的節能裝置可將汽車富余的動能回收轉化，該裝置可分為兩個部分：一是可由車輪帶動的發電機；二是在汽車上下振動時起作用的電磁減震器，電磁減震器的缸體P與車廂裝配在一起，內部能產生如圖10所示的輻射型磁場；直徑為￡的汽缸塞Q與汽車底盤裝配在一起，內繞有匝數為n的線圈，線圈所在處磁感應強度的大小均為B；P、Q隨汽車的振動而上下滑動實現動能的回收轉化.

（1）當汽車底盤突然以速度v向上振動時，若線圈中的電流大小為I，求線圈產生的電動勢的大小和此時汽缸塞Q受到的電磁力的大小和方向.

（2）檢測機構讓汽車在平直的路面上以額定功率行駛一段距離后關閉發動機，測繪出了車輪“不帶動發電機”和“帶動發電機”兩種狀態下汽車的動能與位移關系的對比圖線（圖11）①和②（未計振動動能），若忽略測試路面的阻力差異和空氣阻力，請你根據圖線求出測試中汽車回收轉化了多少動能.

（3）求出在（2）的測試中，汽車在加速階段所用的時間.

4結語

我國科舉考試的歷史長達1300多年，考試在公眾心目中的威信一直很高，是社會普遍接受的相對公平公正的選拔、評價和錄用人才的方法.教育考試是一項專業性很強的工作，追求的是測量有效和測量公平，因此命題歷來都是一種神圣的責任當擔，“試題的創作與革新”是一個承接歷史延續將來的課題.endprint