初中物理試題命制的情境設計

【專家介紹】

葉兵，江蘇省教育科學研究院省中小學教學研究室副主任，正高級教師。教育部中學物理教學指導委員會委員，江蘇省教育學會物理教學專業委員會副理事長兼秘書長，江蘇省物理學會中學工作委員會秘書長，蘇科版初中物理課標教材副主編。曾榮獲國家級和省級基礎教育教學成果獎一等獎和二等獎，參與多項國家級和省級課題研究項目。

摘? ?要：試題情境化是當前考試命題改革的重要方面。在分析情境化命題重要意義的基礎上，通過具體實例闡釋了初中物理情境化命題的五方面基本要求，為初中物理學業水平考試命題改革提供參考。

關鍵詞：初中物理；情境化命題；基本原則

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2023）9-0001-4

當前，教育評價改革正在深入推進之中，考試內容改革是其中最為重要的一個方面，其中利用情境化的試題開展測試得到了國內外普遍重視。2019年，教育部頒布了《關于加強初中學業水平考試命題工作的意見》，明確提出“充分考慮城鄉學生學習和生活實際，增強情境創設的真實性、典型性和適切性，提高試題情境設計水平”的要求。近幾輪的國際PISA測試在各領域的測評素養框架中都把情境單列為一個維度，并與知識內容維度和能力維度并列，在閱讀、數學和科學的測試卷中結合各類情境所命制的試題占總題量的四分之三以上，特別突出了在具體情境下解決問題能力的考查。可見，結合具體情境來設計試題已經成為國內外考試命題改革的一個共同的發展趨勢。

1? ? 情境化命題的價值意義

在紙筆測試中，情境是指結合具體的生產生活素材，運用文字、數據、圖表等形式，圍繞一定主題加以設置的，為呈現解題信息、設計問題任務、達成測評目標而提供的載體。一方面，試題通過情境來創設問題場景，可以激發學生的答題興趣；另一方面，試題的情境也提供了必要的解題信息，明確問題指向，滲透了立德樹人的育人功能，有助于試題考查目標的實現。開展情境化命題，其價值意義在于：首先，一道好的試題情境它本身往往就承載著核心價值的教育與宣傳功能，可以在考試評價中真正落實立德樹人的要求；其次，問題情境往往具有一定的新穎性，給學生提出了一些“陌生”的問題，學生在解決問題的過程中往往不能照搬過去的解題套路來解答，需要經歷收集信息、靈活運用相關知識和方法來分析解決問題的全過程，這樣既可以體現考試的公平性，也有效地實現了對學生能力素養的考查；第三，情境化試題往往都是理論與實際緊密結合的問題，充分體現了“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念，也體現了物理學科的學習價值，對促進當前課堂教學改革中由“解題”向“解決問題”的轉變具有積極的引導作用。

2? ? 試題情境設計的要求

2.1? ? 試題情境應確保科學、真實

試題情境的科學性指的是場景真實可靠，符合科學規律。即試題所描述的場景是真實的，有事實依據，不是杜撰或道聽途說的；同時，情境所涉及的過程、狀態、原理等符合科學的概念和規律。科學性是一道試題的生命線，這就要求在命題過程中要嚴把素材選擇的“源頭關”，相關的情境素材必須來源于權威資料，如教材、權威工具書、期刊以及正式出版物等。如對于涉及物理學史的內容，要引用權威書籍中的相關數據資料，依據公認的內容來描述表達。當前，自媒體或網絡的信息資料良莠不齊、缺乏權威，因此對于其中的信息要進行嚴格的篩選，不可隨意引用，特別是對境外媒體中的資料更要認真審核，不能讓一些不健康的信息污染了學生的心靈。

此外，試題中對事實的描述、問題的呈現、數據的選取、解題方法的要求和問題解的結果都應符合客觀規律，條件和解之間存在邏輯關系，不能與科學原理相悖。對于科學幻想和沒有定論的科學猜想情境，可以引導學生進行討論以提高學生興趣，但是不能作為既成事實的情境來設置。特別是一定要注意不能將偽科學的說法或戲說作為事實創設為試題的情境，如武打片中飛檐走壁、騰云駕霧等。

【案例1】 新冠疫情期間，某同學為商店設計了“自動測溫門”，如圖1甲所示，人經過時能自動測量人的體溫。其測溫電路如圖1乙所示，R是定值電阻，R1是由半導體材料制成的熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的關系如圖1丙所示。電源電壓不變。被測者體溫越高，電流表示數_________，電壓表示數_________。

【試題評析】 試題中所涉及的“自動測溫門”指的是人經過此門就能測出體溫。顯然，該測溫門是利用紅外傳感器接收人體紅外輻射，并將其轉換成電信號來實現測溫的。試題將其描述為利用熱敏電阻來實現測溫，顯然犯了“想當然”的錯誤，試題提供的條件信息與事實不相符，屬于是一道錯題。

2.2? ? 試題情境應體現一定的育人功能

試題情境的創設服務于試題立意與考查目標的實現，但我們不能忽視試題情境本身的教育價值，好的試題情境是落實立德樹人體現考試育人的良好載體。這是由于考試，特別是像中考這樣的重要考試，學生在考試中對一些試題所涉及材料的印象可能會比平時更為深刻，這些材料的價值意義在潛移默化中會對學生產生更大的影響。同時，大規模的考試也往往會成為社會普遍關注的熱點，與社會生活緊密結合的試題必定會產生一定的社會反響。更為重要的是，這些試題在考后就會成為一類重要的學習資源，在新課教學或復習時會被不斷地重復使用，發揮對教學的引導作用。

因此，在設計試題的情境時，要盡可能體現其應有的教育意義，如通過介紹科學史對學生進行辯證唯物主義教育；通過介紹我國的物理學進展和科技成果來進行愛國主義教育，加強民族自豪感教育；通過介紹新知識及物理對社會發展的推動作用，進行熱愛科學的教育；用生活中的好人好事為情境進行品德教育；用物理學中的科學事實和科學原理進行反對偽科學等方面的教育等。

【案例2】 “賞中華詩詞、尋文化基因、品生活之美”，《中國詩詞大會》深受觀眾的青睞。關于詩句中涉及的物理知識，下列說法正確的是（? ? ? ）

A. “綠樹陰濃夏日長，樓臺倒影入池塘”中的“樓臺倒影”是樓臺通過池塘水面成的虛像

B. “八月秋高風怒號，卷我屋上三重茅”中“風卷屋茅”是因為流速越大的地方壓強越大

C. “花氣襲人知驟暖，鵲聲穿樹喜新晴”中“花氣襲人”的原因是花香分子的無規則運動

D. “會挽雕弓如滿月，西北望，射天狼”中的“挽弓如滿月”是把化學能轉化為彈性勢能

【試題評析】 本題選用了《中國詩詞大會》的相關素材，要求學生用所學物理知識解釋古詩詞中相關的現象，考查了平面鏡成像、壓強與流速的關系、分子動理論和能量轉化等知識。試題較好地體現了育人功能。從傳承中華優秀傳統文化來看，古詩詞是其中的典型代表，不僅有古代先哲們豐富的生活智慧，也充分反映了他們對大自然和身邊事物深刻的認識。巧妙地挖掘古詩詞中的物理知識并把它編入試題，有效地弘揚了中華優秀傳統文化，讓學生在解答物理試題的同時，從古人的智慧和情懷中汲取營養，涵養心靈。試題還體現了學以致用的教學導向。用物理知識解釋古詩詞中相關的現象，有助于引導學生在學習中學會從物理的視角去審視和分析生活中的現象，在具體應用中深化知識理解并提高能力素養。

試題的教育功能不僅體現在試題素材的教育意義之上，有時還體現在試題本身所創設的情境之中。讓學生在答題過程中有所收獲，有所感悟。

【案例3】 將等體積的熱湯，分別倒在一個陶瓷湯盆和一個單層的不銹鋼碗里，如圖2所示，將它們放在室內同一處。你認為是盆里的湯還是碗里的湯會涼得快些？請說明你的理由。

【試題評析】 本題所創設的情境為學生提供了一個兩難的選擇，因為影響熱湯散熱的因素有兩個：一是容器的導熱性，二是熱湯在容器中的表面積大小，而單獨考慮其中一個因素所得到的答案是不一樣的。其實，本題的設計意圖并不在于回答是哪個容器，而是考查學生能否全面客觀地分析相關影響因素，有理有據地作出判斷，只要做到這一點，即使回答無法判斷也是正確的。學生常見的試題一般都有一個唯一正確答案，但本題重在考查分析的過程，這對學生實事求是地進行分析和養成求真務實的態度具有一定的教育意義。

2.3? ? 試題情境所涉及內容應確保考試的公平性

學生在解答試題時，試題所創設的情境是學生答題的重要信息來源，經過情境材料刺激后，學生所表現出的差異應只與預設的測量目標和相關的內容標準相關，而與其他任何因素無關。也就是說，試題所涉及的情境，不能由于考生在性別、地域、民族、家庭背景、生活經歷和背景知識的不同而產生明顯差異，導致答題的偏向性，從而影響考試的公平性。

【案例4】 如圖3所示的四幅圖選自中國古代科技著作《天工開物》，下列說法正確的是（? ? ）

A. “試弓定力”中弓的重力與秤砣的重力是一對平衡力

B. “趕稻及菽”中牛拉犁的力大于犁拉牛的力

C. “透火焙干”中把濕紙貼在熱墻上可加快紙中水分升華

D. “炒蒸油料”中在同一灶臺上同時炒和蒸可提高能源利用率

【試題評析】 本題取自中國古代科技著作《天工開物》，反映了我國古代科技發展。本題的解答關鍵在于對試題中四個選項涉及的技術過程的理解，因此本題應在配圖的同時適當做一些說明，這可以有效避免由于對古文的理解這類非物理考查要素影響學生的答題，有效實現考查目標，體現考試的公平性。

2.4? ? 試題情境的內容應與考查要求相適切

首先，試題情境應與課程標準的內容與能力要求相吻合，不能出現超出課程標準要求的內容，如涉及牛頓第三運動定律、非同一直線上的共點力平衡問題等。其次，情境應服從命題立意，圍繞測量目標展開。如果使用的材料學生很熟悉，或者結合材料所設計的問題在平時的復習訓練中經常遇到，學生的答題行為可能就轉化為根據過去的解題經驗來答題，這樣試題的測量效度就會降低。

因此，在試題命制時，應注意所選擇的情境材料應在形式上或在內容主題上與學生復習訓練中見過的材料有一些變化，但解答時涉及的概念、原理以及獲取信息解決問題的方法等應該是學生熟悉的，但需要進行一定的遷移才能解決。同時，還應注意情境素材所涉及的內容要與學生的經驗背景、認知水平等相契合，不能脫離學生實際造成學生答題的困難。

【案例5】 調查發現，近年來需要進行視力矯正的人數逐年增多，且呈現低齡化趨勢。保護視力，刻不容緩。根據圖4可以判斷：圖中小女孩所戴眼鏡的鏡片是（? ? ? ）

A.凹透鏡，用來矯正她的遠視眼

B.凹透鏡，用來矯正她的近視眼

C.凸透鏡，用來矯正她的遠視眼

D.凸透鏡，用來矯正她的近視眼

【試題評析】 本題要求考生從照片中捕捉相關信息來對兒童所戴眼鏡鏡片的種類進行判斷，進而推斷兒童的視力問題，考查了學生對凸透鏡和凹透鏡成像的情況以及這兩種鏡片對視力矯正的功能等知識的了解。實際測試結果顯示，試題的難度大，區分度較低，測量學指標并不理想。究其原因，一方面是試題中的“調查發現，近年來需要進行視力矯正的人數逐年增多，且呈現低齡化趨勢，保護視力，刻不容緩”這段文字對學生答題有一定的誤導，錯誤地引導了學生應用該文字信息去解決問題，認為試題的答案是近視眼，由此作出錯誤選擇。本題更重要的問題是照片中所提供的解題關鍵信息比較隱蔽，且通過透過鏡片看到右側的一部分臉的情況來判斷透鏡性質，這脫離了學生的知識與經驗基礎，對解答此題造成障礙，直接影響試題考查目標的實現。

2.5? ? 試題情境的呈現應嚴謹、規范

首先，試題情境的表述語言準確，沒有歧義，盡可能用學生熟悉的語言來進行表達，這有助于學生理解題意，提高考試測量的效度。

其次，一份試卷中的各道試題的情境信息應盡量避免都用文字表達，盡可能以多樣化的方式來呈現，如文字材料、各種數據示意圖、原理圖、結構圖、地圖、數據表等，這樣做可以使試卷卷面活潑、美觀，增加試卷的親和性，同時可以使試題以一種最優化的方式來呈現，提高考生應答興趣和對情境的理解，使考生不會由于閱讀大量的文字材料而感到疲勞乏味，影響水平的正常發揮。由于學生間的智力能力傾向存在差異，有的善于文字閱讀理解，有的長于數據圖表的閱讀分析等，試卷中各道試題的情境材料分別以不同形式出現，可以使具有不同智力能力傾向的考生都有發揮的機會，避免造成只對某一類學生有利的情況出現，從而確保考試的公平客觀。

最后，在具體描述試題情境時，遣詞用句及圖示符號等要與正式出版物（如教材）的要求相一致。要避免用日常用語替代物理術語，如“物體重量為……”應表述為“物體受到的重力為……”；物理術語應使用最新的規范表達，如“基本電荷e——元電荷e”“電量——電荷量”“摩擦系數——動摩擦因數”“倔強系數——勁度系數”等；電路符號要規范使用，如“電池負極用粗短線表示，現在用和正極相同粗細的短線表示”“導線T形交叉相連需加點”等；在非特殊的情況下，要使用法定的物理單位名稱，如不使用“馬力”“斤”等生活中的單位。

3? ? 結? 語

當前，試題情境化已經成為考試命題實踐與研究中共同關注的熱點，本文主要是從初中物理試題設計的角度，總結了試題所涉情境的內容要求及呈現方式等應關注的一些問題。此外，關于試題情境還有很多問題有待于進一步深化研究，如試題情境如何與問題設計有機融合；試題的情境應該如何分類；在一份試卷中，試題的情境結構應該是怎樣；怎樣的情境結構才能最好地實現試卷的考查功能等。從而在解決問題的過程中，不斷提高試題情境化命題的質量與水平。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.教育部關于加強初中學業水平考試命題工作的意見［EB/OL］.（2019-11-22）. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s3321/201911/t20191128_409951.html.

［2］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［3］葉兵，許幫正.立德樹人 依標評價 導向教學——2021年全省物理中考命題情況分析與改進建議［J］.江蘇教育，2022（35）：61-65.

［4］雷新勇.大規模教育考試：命題與評價［M］.上海：華東師范大學出版社，2006.

（欄目編輯? ? 廖伯琴）