中考物理試題情境化的分析與啟示
——以武漢市2019-2021年中考試卷為例

婁 雯 侯鑫歡 謝宇航 費 婧 黃 雷 蔡亞璇

(湖北大學物理與電子科學學院 湖北 武漢 430062)

初中學業水平考試(以下簡稱中考)作為九年義務教育結束后的大型選拔性考試，其試題應客觀、有效、可靠地評價學生的物理核心素養.《義務教育物理課程標準(2022年版)》(以下簡稱《新課標》)的基本理念強調的物理與社會生活的結合以及科學探究能力的培養都需要在真實的問題情境中落實[1].情境的設置能夠激發學生學習物理的興趣和動機，引導學生思考問題、在探索中解決物理問題，進而發展學生的核心素養.可見，側重能力立意的情境化命題符合《新課標》的試題命制要求.試題情境是考查學生核心素養和關鍵能力的載體.良好、高效的試題情境有利于發揮中考的育人功能，提高學生的科學素養.因此，中考試卷的情境化命題就顯得尤為重要，應引起足夠的重視.

中考試題情境的命題現狀如何？本文以武漢市2019-2021近3年的中考物理試卷為例，基于羅日葉的情境類型學[2]，從辨別參數、內容參數和裝扮參數這3個一級維度展開，并結合了中考物理試卷的試題特征，重新修改編碼二級維度，整理了一個新的框架.以此框架為劃分標準，本文對這3年的中考試卷進行了量化的分析和比較，旨在為出題者命制情境化試題提供一個參考視角，為教師研究試題提供一些素材.

1 情境分析框架的構建

1.1 各參數指標的設計

辨別參數即情境的外在特征，即從較淺的層面對試題情境做出的“定性”描述.本文的研究框架將辨別參數劃分為3個二級維度，分別是情境特征、期待作業的類型和情境的開放程度.

內容參數即情境呈現出來的內在特征，可以理解為對于一個試題情境，研究者需要深入這個情境的內部，對這個情境做一個較深層次的分析，即“定位”的描述[2].本研究框架將內容參數分為核心素養、涉及的知識模塊數目和考查功能這3個維度.需要說明的是：對核心素養的界定，本文采用的是《新課標》上對核心素養的解讀[1].在知識模塊的數量上，目前使用的初中物理人教版教材將目錄劃分為22章，它們是“機械運動”“聲現象”和“物態變化”等.本文在知識模塊的劃分中，對于有些聯系比較緊密、或者跨度較小的知識，亦或是兩者之間存在延伸和拓展關系的章節，將其進行合并.例如：將“光現象”和“透鏡及其應用”合并成光及其應用；將“內能”和“內能的利用”合并成內能及其應用.以此為合并邏輯，將教材上給出的22個章節劃分成16個知識模塊，分別是機械運動、聲現象、物態變化、光及其應用、質量與密度、運動和力、壓強、浮力、功和機械能、簡單機械、內能及其應用、電路與歐姆定律、電功率、生活用電、電與磁、物理與生活.

裝扮參數是指學生認知情境的方式或是情境對學生解決問題時提供幫助或阻礙的程度[3].本文的分析框架將裝扮參數劃分為情境信息的呈現方式和問題與情境的結合程度兩個維度.修訂后的分析框架如表1所示.

表1 中考試題情境分析框架

1.2 舉例說明

列舉一道試題展示劃分規則.

【例題】(2020年選擇題第8題)滑躍式起飛是航母艦載機的一種起飛方式.飛機跑道的前一部分是水平的，跑道尾段向上翹起.如圖1所示，飛行員駕駛艦載機從圖示位置由靜止開始一直加速直至離艦的過程中，下列說法正確的是( )

圖1 例題題圖

A.飛行員的動能先增加后減少

B.飛行員的機械能一直減少

C.飛行員的機械能一直增加

D.飛行員的機械能先不變后增加

本題答案為選項C.本題的情境是飛機“滑躍式”的起飛方式，屬于科技前沿a6；為單項選擇題，期待作業的類型為答案選擇b1；答案唯一確定，為封閉題c1；對動能、機械能這兩個概念進行考查，主要偏重物理觀念的考查，劃分為d1；考查的知識點只涉及功和機械能這一個知識模塊，劃分為e1；需要結合情境，提取飛機跑道的特征，以及飛行員在起飛過程中始終處于加速狀態的信息，劃分為f2；通過圖片+文字的方式進行呈現，屬于g2；將需要考查的機械能和動能融入這個情境中，劃分為h2.因此本題的編碼是a6b1c1d1e1f2g2h2.

2 研究說明

2.1 研究對象說明

本文以武漢市近3年的中考物理試卷為研究對象，來窺探中考試題情境的特點.對武漢中考物理試卷的試題數量做了統計，如表2所示.

表2 試題題型與題量分布統計

從表2可以看出，3年試卷的題目數量穩定不變，試題總數有19道，選擇題部分12道，非選擇題部分7道.非選擇題部分設置小問題的試題數量，2019年和2020年一致，都設置了18個小問題，2021年設置了23個小問題，數量較前兩年有所增加.本文在情境統計分析時，把每個小問題單獨列出來，作為一個題目進行分析.

2.2 研究過程說明

為了減小主觀因素對劃分結果造成的影響，保證數據的相對客觀性，筆者先對本課題組的3名成員進行培訓.研究討論使每個編碼的含義和劃分標準明確化，例如：對于考查功能，有3個層次，明確對于較低的考查層次，即為識別考查問題，中等層次的為提取相關信息，較高層次的為理解并運用信息[4]；并列舉具體試題進行說明和分析，使劃分標準清晰化.然后選取2021年的試卷進行試評測，就試評測出現分歧的地方，再次進行討論，并投票達成一致[5]，最后3名課題組成員對3年的試卷進行正式的編碼劃分.接著對劃分的數據結果進行評判者信度檢驗.2019-2021近3年的評判者信度如表3所示.

表3 2019-2021近3年試題的評判者信度

評判者信度均處在0.85左右，說明評判結果較可靠，編碼劃分的數據結果較為客觀.

3 數據分析

3.1 辨別參數的比較

3.1.1 情境特征

基于物理學科和中考物理試題的特征，本文將情境的范圍劃分為課標或教材典型、物理學史、物理實驗、自然現象、生產生活和科技前沿6個方面.

如圖2所示，在課標和教材典型方面，近3年的占比基本保持穩定，且占據較大比例(2019年占比為20%，2020年占比為30%，而2021年占比約為25.7%)，說明武漢中考試卷命題者較偏重于課標和教材上出現的習題，強調基礎知識和基礎題型的考查.“物理實驗”始終占據最大的比例(2019年約為56.7%，2020年約為36.7%，2021年約為48.6%)，說明武漢市中考物理試卷對實驗較為重視，在《新課標》強調科學探究、提高學生科學素養的背景下，以物理實驗為情境的試題更受出題者的青睞.

圖2 情境特征的比較

在生產生活方面，2019年占比約為16.7%，2020年占比約為26.7%，2021年占比約為14.3%.這也踐行了《新課標》上倡導的“從生活走向物理，從物理走向社會”.在科技前沿方面，其占比逐年上升(2019年約為3.4%，2020年約為6.7%，2021年約為8.6%)，且試題情境多以近年的航空科技為背景，體現了中考試題正逐年引導學生形成熱愛科學文化、關心科技發展的意識.

情境為“自然現象”的試題在武漢中考題中較少出現，在2019年和2021年均只出現了一道試題，以建筑物和自然美景的水面倒影為情境，考查光的反射這一知識點.在物理學史方面，3年的中考試題均沒有出現.

3.1.2 期待作業類型

如圖3所示，“答案選擇”占主導(2019年約為53.3%，2020年為50%，2021年約為48.6%)，體現了中考試題側重以答案選擇的形式呈現.它的優勢為易于考查學生對知識的掌握情況和對學生的能力進行評價.在試卷評閱環節，它在確保客觀的同時，也大大縮小了閱卷教師的工作量.在提供解釋方面，3年的占比基本保持穩定，和“答案選擇”一起占據大約90%的比例，這體現了武漢中考題題型穩定的風格.在繪制圖表或作圖方面，3年的占比呈現逐年上升的趨勢(2019年約為6.7%，2020年約為6.7%，2021年約為8.6%).“描述歸納”“設計實驗方案”和“選擇+解釋”在3套試卷中都沒有出現.

圖3 期待作業類型的比較

3.1.3 情境開放等級

如圖4所示，2019年和2020年的兩套試卷均為封閉題型.

圖4 開放等級的比較

2021年在實驗題部分設置了一個半開放題型，學生可以填上符合題干要求的不同答案.在2021年的試卷中加入半開放的試題，說明武漢中考試卷正嘗試從答案唯一確定的封閉題型到發散的開放題型過渡.這也與《新課標》上提倡的發展學生的核心素養、科學探究精神和創新性思維相一致.

3.2 內容參數的比較

3.2.1 試題情境中涉及的核心素養

如圖5所示，“物理觀念”占比逐年上升(2019年約為33.4%，2020年約為36.7%，2021年約為42.9%)，說明了武漢中考物理試卷注重對學生基礎概念和規律的掌握情況進行考查.“科學思維”占比有所下降，但仍占有一個較大的比例.“物理觀念”和“科學思維”占據主導，體現了這二者是其他核心素養發展的基礎.“科學探究”的占比從2019年的26.7%上升到2021年的28.6%，體現了武漢中考試卷正逐步引導學生形成科學探究精神和動手操作的意識.“科學態度與責任”在這3年的試題中都沒有突出的體現.

圖5 核心素養的比較

3.2.2 知識模塊數目

如圖6所示，試題情境中涉及一個知識模塊的題目占主導，3年的百分比均占到了80%左右.試題情境中涉及兩個知識模塊的題目占比基本穩定，3年的占比分別為13.3%，13.3%，11.4%.試題情境中涉及3個知識模塊的題目占比較小，2019年相較后兩年，其占比略高，也只有6.7%.說明武漢中考試題每一個題目設置的知識廣度較小，考查的知識點比較單一.

圖6 知識模塊的數目的比較

3.2.3 考查功能

如圖7所示，“考查并識別相關信息”的試題情境占比逐年上升(2019年為40%，2020年為40%，2021年約為45.7%).“提取相關信息”的試題情境2019年為50%，2020年約為47.7%，2021年為40%，占較大比重.“理解并應用信息”的試題情境在2019年占比為10%，后兩年占比穩步上升，分別約為13.3%和14.3%.可以發現，在試題情境信息的呈現中，武漢中考試卷要求學生以識別和提取情境信息為主；在情境中，理解并應用信息的層次要求較高，需要學生獲取、處理、加工、輸出情境中的信息，能較好地考查學生的物理思維.

圖7 考查功能的比較

3.3 裝扮參數的比較

3.3.1 情境信息的呈現方式

如圖8所示，試題情境以“純文字”方式呈現的比例比較小(2019年約為13.3%，2020年約為13.3%，2021年約為17.1%).“文字+圖片”或者“文字+圖表”的信息呈現形式占主導(2019年約為86.7%，2020年為70%，2021年為80%).以“文字+圖片+圖表”呈現的比例在2020年達到了16%，2021年大約有3%.可以發現，試題情境傾向于以多種形式混合呈現，增加了情境呈現的豐富度.

圖8 情境信息呈現方式的比較

3.3.2 問題與情境的結合程度

如圖9所示，問題與情境“分離”的占比波動不大(2019年約為36.7%，2020年為30%，2021年約為34.3%)，問題與情境“嵌入”占主導地位，3年的占比均超過了一半(2019年約為56.7%，2020年約為63.3%，2021年約為57.1%)，問題與情境“融合”的占比略有升高(2019年約為6.67%，2020年約為6.67%，2021年約為8.57%).

圖9 問題與情境的結合程度的比較

以上數據說明了武漢中考物理試卷的問題與情境以“嵌入”的方式為主，學生需要深入情境內部，提取并加工信息，才能解答問題.隨著對學生物理核心素養的要求逐漸提高，中考試題也逐年加大問題與情境融合的占比.

4 總結與啟示

4.1 總結

在辨別參數上，情境特征較為穩定，“物理實驗”及“課標和教材典型”居多，“生產生活”次之，沒有涉及“物理學史”.在期待作業類型方面，“答案選擇”和“提供解釋”占據主導地位，“繪制圖表或作圖”占比較小，但呈現上升的趨勢.其他的3種出題類型在近3年中都沒有出現.在近3年中，前兩年都為封閉題型，2021年出現了一道半開放題.

在內容參數上，以“物理觀念”和“科學思維”的考查為主，“科學探究”也占到了一個較大的比例，為25%左右，沒有試題對“科學態度與責任”進行專門考查.試題情境以單一知識模塊的呈現為主，占比達到了80%，2個或3個及以上知識模塊的試題情境較少涉及.考查功能以識別和提取試題情境信息為主，理解與運用為輔.在裝扮參數上，試題情境多以文字配以圖片或圖表的形式呈現，文字、圖片、圖表三者結合的試題占比較少.情境與問題的結合程度不高，情境與問題相嵌入的試題占主導，情境與問題相融合的試題占比較少.

4.2 啟示

(1)增加情境的主題范圍和真實性

從近3年的數據分析中，情境范圍以物理實驗、課標和教材典型為主，其次是生產生活.科技前沿和自然現象較少涉及，物理學史沒有涉及.豐富的試題情境有利于發展學生的核心素養，因此，中考試題命題者可以增加情境的主題范圍，例如，增加物理學家和物理學史的情境呈現，在增添試卷人文特色的同時，可以促進學生形成物理情感，養成科學態度和獲得科學精神.真實的情境能考查學生解決實際問題的能力，較好地發揮學科素養的導向作用.在3年的中考物理試題情境中，多以物理知識為情境，命題者可以適當增加真實情境的占比，有效地考查學生的關鍵能力.

(2)增加情境化試題類型，提高試題的開放程度

從近3年的試題分析中，可以發現“描述歸納”“設計實驗方案”和“選擇+解釋”這3種期待作業類型的試題沒有出現.“描述歸納”和“選擇+解釋”這類試題的加入，可以發揮學生的主觀能動性，拓展訓練學生的思維，提高學生對知識的綜合運用能力[6].開放性試題的命制在一定程度上會伴隨著這類題型的產生.盡管開放性試題因其評分的不確定性等因素在中考中受到限制，教育工作者仍有待深入研究它，去借助這一有力載體考查學生的學業水平與能力、鍛煉學生發散思維和培養學生創新能力.

(3)增加核心素養中科學態度與責任的占比

從上文的分析中發現，試題情境中核心素養的考查以物理觀念和科學思維為主，科學探究的比例也較為可觀.但是對科學態度與責任的針對性考查沒有出現.科學態度與責任是核心素養的一個重要維度，它可以促進學生正確認識科學本質，養成良好的科學態度，激發學生的好奇心與求知欲，使學生形成社會責任感[7].中考應該嘗試去考查學生的科學態度與責任，發揮引領學生價值觀的作用.