高中物理試題的創(chuàng)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(tǒng)中兩個相互作用的功能組塊.價值取向穩(wěn)定的圖式對創(chuàng)作有指導作用，命題素養(yǎng)生成于創(chuàng)作要素間的耦合和流程的自洽.把教學實踐和科研產(chǎn)生的信息流反饋至命題端，能影響系統(tǒng)運行提高輸出效能.

關鍵詞：原始問題；試題創(chuàng)作；問題教學；革新策略

近年來“考試素養(yǎng)”進入了教師專業(yè)發(fā)展的視野，教師的考試素養(yǎng)是指教師開發(fā)和運用考試解決教學問題的能力，其中開發(fā)考試的能力包括：陳題遴選、陳題改編和試題創(chuàng)作三個漸進的素養(yǎng)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(yè)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(xiàn)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(chuàng)作與革新”理應與改革相伴而行.

1試題的結構要素和創(chuàng)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(xiàn)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(xiàn)象既是物理學的根源，也是試題創(chuàng)作的介質(zhì)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(xiàn)象的一些次要細節(jié)和非本質(zhì)聯(lián)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(xiàn)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(chuàng)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(tǒng)計學的專業(yè)基礎.試題的編制不是簡單的要素構筑和流程經(jīng)歷，教師應該先從陳題改編入手，逐步過渡發(fā)展到試題創(chuàng)作，在實踐中順應編纂要素間的耦合和流程的自洽，進而內(nèi)化生成為自身的一項專業(yè)素養(yǎng).

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(chuàng)的相聲《物理·遠方·詩》引起了轟動，當兩學生以朗誦體唱和出“?。≡诠饣乃矫嫔???！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(xiàn)象，由于習題和試題有著簡約相似的特征，功利驅(qū)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(huán).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(shù)學解決物理習題的能力”，同期趙凱華教授強調(diào)：“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(shù)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(xiàn)象有關的”.邢紅軍教授于2007年發(fā)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(guī)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(tǒng)論中的反饋原理表明，系統(tǒng)的部分輸出反作用于系統(tǒng)的輸入端，會對系統(tǒng)的再輸出產(chǎn)生影響.如果把源于物理現(xiàn)象終止于結論評價的問題教學鏈視為一個系統(tǒng)，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(tǒng)的試題創(chuàng)作端，進一步探尋系統(tǒng)結構和功能的優(yōu)化以及輸出效能的提升（模型中的C路線）.

3物理試題創(chuàng)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(xiàn)象；重視人文，求真盡美；體現(xiàn)科技，強化應用”作為試題創(chuàng)作的理念，并貫穿于近年的命題實踐中，試題的實測數(shù)據(jù)符合創(chuàng)設預期，在測試區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生了積極的反響.為方便后續(xù)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(xiàn)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(jīng)哈薩克斯坦、土庫曼斯坦等4個國家，經(jīng)過兩次換軌，經(jīng)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(zhì)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(nèi)軌的磨損

3.2重視人文 求真盡美

例3義烏市赤岸鎮(zhèn)的“古月橋”建于宋嘉定六年（圖6），采用“單拱縱聯(lián)，分節(jié)列砌”的古法建造，經(jīng)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(zhì)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(chuàng)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(zhì)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(xiàn)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(xiàn)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(zhì)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(fā)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(fā)電磁鐵中的補償電路開始工作從而實現(xiàn)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(zhì)量為1000kg，內(nèi)部的節(jié)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(fā)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(nèi)部能產(chǎn)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(nèi)繞有匝數(shù)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(xiàn)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(chǎn)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(fā)動機，測繪出了車輪“不帶動發(fā)電機”和“帶動發(fā)電機”兩種狀態(tài)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(jù)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(yè)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(chuàng)作與革新”是一個承接歷史延續(xù)將來的課題.endprint