基于情境類型學(xué)的中英高考物理試題的分析與比較

李洪俊 李曉巖

摘? ?要：試題中問題情境的設(shè)計有助于考查學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。通過從問題情境的辨別參數(shù)、內(nèi)容參數(shù)和裝扮參數(shù)三個維度對中英兩國高考物理試題進行比較，發(fā)現(xiàn)中國高考物理試題更注重與真實情境的融合和不同模塊知識的綜合運用，英國高考物理試題更注重情境的開放性和對科學(xué)探究能力的考查?；诖?，我國高考物理試題應(yīng)進一步加強與真實情境的融合，增加對科學(xué)探究能力的考查，探索開放性試題的設(shè)計，以便有效地考查學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：情境類型學(xué);高考物理試題;中英比較

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2019）3-0015-4

1? ? 研究緣起

2014 年 9 月，《國務(wù)院關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》中指出，高考要“依據(jù)高校人才選拔要求和國家課程標準，科學(xué)設(shè)計命題內(nèi)容，增強基礎(chǔ)性、綜合性，著重考查學(xué)生獨立思考和運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力”[1]?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準（2017年版）》（后簡稱2017版新課標）強調(diào)，考試試題的任務(wù)情境要與生產(chǎn)生活、科技發(fā)展等緊密聯(lián)系，關(guān)注物理學(xué)前沿與成果應(yīng)用，探索設(shè)計與現(xiàn)實相關(guān)的問題情境，加強對學(xué)生應(yīng)用物理學(xué)知識綜合解決實際問題能力的考查，強調(diào)創(chuàng)新精神和實踐能力的考查[2]。素養(yǎng)總是與具體的活動、相關(guān)的情境緊密交織在一起，只有當我們在有意義的問題情境中對已經(jīng)學(xué)過的知識進行整合加以調(diào)動的時候，才能表現(xiàn)出真正的素養(yǎng)[3]。因而，通過問題情境考查學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)漸已成為高考命題改革動向之一。英國高考（A-level）物理試題中同樣強調(diào)和突出情境的運用。本文從情境類型學(xué)的視角出發(fā)，對中英兩國高考物理試題中問題情境的特征進行比較和分析，意在為有效利用情境考查學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)提供建議。

2? ? 研究設(shè)計

2.1? ? 研究對象

我國高考自2000年開始實施分省命題，多套高考試題并存，其中全國新課標Ⅰ卷的使用范圍較廣，使用人數(shù)較多;英國國內(nèi)有三大考試機構(gòu)實施A-level考試，其中英國資格評估與認證聯(lián)合會（The Assessment and Qualifications Alliance，后簡稱AQA）是英國國內(nèi)擁有考生最多的考試機構(gòu)。基于此，為探求兩國高考物理試題中問題情境的特征及其對學(xué)生能力的考查情況，選取2015—2017年全國新課標Ⅰ卷高考物理試題和AQA的A-level物理試題進行分析。

2.2? ? 概念界定與分析框架

“情境”一詞在社會學(xué)、心理學(xué)和教育學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域均有所涉及，其內(nèi)涵界定亦有所不同。其中，比利時學(xué)者易克薩維耶·羅日葉（Xavier Roegiers）的界定對研究試題更具參考價值，其指出，問題情境由情境和問題兩部分構(gòu)成，情境所帶來的是一個主題和一個背景，而問題則主要指對應(yīng)的一個障礙、一個有待完成的任務(wù)[4]。我國學(xué)者結(jié)合試題特征認為，試題中的問題情境是指命題者運用文字、數(shù)據(jù)、圖像等方式圍繞某個主題加以營造，為呈現(xiàn)信息、提出問題、達成立意（測評目標）提供載體[5]。本研究結(jié)合高考物理試題，將物理試題中的問題情境界定為：圍繞某一主題，通過文字、數(shù)據(jù)等呈現(xiàn)背景信息，設(shè)計物理問題或任務(wù)，為考查學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)提供載體。其中，背景信息不僅包括問題情境的性質(zhì)、呈現(xiàn)方式等外部因素，也涉及解決特定物理問題所需要的認知要求等內(nèi)部因素。本文依據(jù)羅日葉的理論框架從辨別參數(shù)、內(nèi)容參數(shù)和裝扮參數(shù)三個維度對問題情境進行分析，結(jié)合物理學(xué)科試題特征，參考已有研究[6]，設(shè)計分析框架如表1所示。

3? ? 研究結(jié)果

根據(jù)以上分析框架，對2015—2017年中英兩國高考物理試題進行逐題分析，研究結(jié)果如下。

3.1? ? 中英兩國高考物理試題辨別參數(shù)的比較

辨別參數(shù)是情境化水平指標的體現(xiàn)，其分值越高，表明試題的情境化程度越高。通過對中英兩國高考物理試題中問題情境的辨別參數(shù)進行統(tǒng)計，得到的結(jié)果如圖1所示。從圖1中可以看出，英國高考物理試題的辨別參數(shù)要高于中國高考物理試題，說明英國高考物理試題整體更加注重情境的融合。

為分析引起上述差異的原因，對兩國高考物理試題中問題情境辨別參數(shù)的二級維度進一步統(tǒng)計，結(jié)果如圖2所示。由圖可見，英國高考物理試題的辨別參數(shù)高于中國高考物理試題的原因在于，英國高考物理試題“情境的開放等級”較高，這也進一步說明英國高考物理試題中開放性的問題較多。繼而結(jié)合具體試題可以看出：英國高考物理試題中的開放性問題主要體現(xiàn)在論述題中，其注重考查學(xué)生對物理問題的分析與評價、對物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的解釋、運用物理術(shù)語進行交流表達的能力。

例如，英國AQA的2017年A-level試題第2題。

【題目】 2.一個學(xué)生在豎直的金屬絲下面不斷增加相同質(zhì)量的重物，并測量金屬絲的伸長量。圖3所示為他所測得的金屬絲所受的拉力與金屬絲伸長量的關(guān)系圖像。

2.1在圖上標記出不再滿足胡克定律的極限點P。

2.2論述如何使用這些結(jié)果或其他測量方法來確定金屬絲的楊氏模量。

2.3當金屬絲被拉伸到A時，重物被一個一個地拿掉，重新測量金屬絲伸長量。在圖中畫出將獲得的圖像的形狀。

2.4解釋圖像的形狀為什么是這樣的？

……

【分析】 試題不但讓學(xué)生畫出重物被拿掉后金屬絲所受的拉力與金屬絲伸長量的關(guān)系圖像，還要解釋畫出圖像的形狀為什么是這樣的。這不僅考查學(xué)生對胡克定律的理解，還進一步考查學(xué)生應(yīng)用胡克定律去解釋物理現(xiàn)象的能力和運用物理術(shù)語進行交流表達的能力，使學(xué)生知其然，更知其所以然。試題要求學(xué)生論述如何用其他測量方法來確定金屬絲的楊氏模量，問題的設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地思考問題，有利于對學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的考查。

中國高考物理試題的“情境特征”和“模塊領(lǐng)域”特征比英國稍高，可見中國高考物理試題更注重真實情境的融合與不同模塊知識間的融合，體現(xiàn)出其綜合性的特征。尤其是中國2017年高考物理試題非常注重與真實情境的融合。如第14題以模型火箭升空為素材，第15題融入體育運動中乒乓球發(fā)球機發(fā)球的情境，第 17 題以大科學(xué)工程“人造太陽”為背景，第18題融入現(xiàn)代測量技術(shù)——掃描隧道顯微鏡等。

3.2? ? 中英兩國高考物理試題內(nèi)容參數(shù)的比較

內(nèi)容參數(shù)是認知任務(wù)水平指標的體現(xiàn)，其分值越高，表明試題對學(xué)生認知的要求越高。通過對中英兩國高考物理試題中問題情境的內(nèi)容參數(shù)進行統(tǒng)計，其結(jié)果如圖4所示。從圖中可以看出，英國高考物理試題的內(nèi)容參數(shù)比中國高考物理試題的要高，可見英國高考物理試題整體對學(xué)生的認知要求更高一些。

通過對內(nèi)容參數(shù)的二級維度進行統(tǒng)計（如圖5所示）可知，英國高考物理試題的內(nèi)容參數(shù)高于中國高考物理試題，這是由于英國高考物理試題中考查的“科學(xué)探究要素”更多。而通過對試卷的進一步分析發(fā)現(xiàn)，英國高考物理試題中實驗題目數(shù)量較多，往往在一個情境下設(shè)置多個相互有關(guān)聯(lián)的小題，而中國高考物理試題中實驗題目數(shù)量相對較少。

此外，中英兩國高考物理試題在科學(xué)探究要素中（如圖6所示）均突出分析與論證的考查，但英國高考物理試題更側(cè)重于評估要素，而中國高考物理試題更側(cè)重于設(shè)計實驗要素。

3.3? ? 中英兩國高考物理試題裝扮參數(shù)的比較

裝扮參數(shù)是試題描述水平的體現(xiàn)，其分值越高表明試題表征方式的抽象程度越高。通過對中英兩國高考物理試題中問題情境的裝扮參數(shù)進行統(tǒng)計，得到結(jié)果如圖7所示。從圖中可以看出，中國高考物理試題的裝扮參數(shù)與英國高考物理試題的裝扮參數(shù)基本一致，可見兩國高考物理試題整體表征方式的抽象程度基本一致。

通過對問題情境不同呈現(xiàn)方式的試題數(shù)量比例（如圖8所示）的進一步分析可知，英國高考物理試題僅以文字呈現(xiàn)的試題數(shù)量比例超過50%，其主要原因在于英國試題的選擇題全部以純文字形式呈現(xiàn);中國高考物理試題以“文字+圖片/圖表”方式和“文字+圖片+圖表”方式呈現(xiàn)的題目數(shù)量比例要大于英國，其原因在于中國高考物理試題的所有題型都注重試題的呈現(xiàn)形式，認為用圖片或圖表的方式有利于促進學(xué)生對于試題的理解。

4? ? 研究結(jié)論與啟示

4.1? ? 研究結(jié)論

通過對中英兩國高考物理試題中問題情境特征進行比較，可得到如下結(jié)論：

（1）英國高考物理試題中問題情境的辨別參數(shù)要高于中國高考物理試題，說明英國高考物理試題整體更加注重情境的融合，其主要原因在于英國高考物理試題中問題情境的“開放等級”這個特征值較高，即英國高考物理試題中開放性的問題相對較多。而中國高考物理試題中問題情境的“情境特征”和“模塊領(lǐng)域”的特征值都要高于英國，可見中國高考物理試題更加注重在試題中融入真實情境，更加注重在同一情境中整合更多模塊的知識，體現(xiàn)了試題的綜合性特征。

（2）英國高考物理試題中問題情境的內(nèi)容參數(shù)比中國高考物理試題的要高，主要是由于英國高考物理試題考查的“科學(xué)探究要素”更多，這與英國AQA物理考試大綱中對科學(xué)探究如何考查及通過紙筆測試考查哪些要素等有著明確的規(guī)定有著密切聯(lián)系。

（3）中國高考物理試題中問題情境的裝扮參數(shù)與英國高考物理試題基本相等，說明兩國高考物理試題問題情境描述的抽象化程度一致。但英國高考物理試題以純文字呈現(xiàn)的試題數(shù)量比例最大，中國高考物理試題的所有題型都注重試題的呈現(xiàn)形式，大部分試題都以“文字+圖片/圖表”方式呈現(xiàn)。

4.2? ? 啟示

（1）我國高考物理試題中應(yīng)進一步加強試題與真實情境的融合。盡管兩國高考物理試題都注重情境的融合，但融入真實情境的題目數(shù)量不是很多。物理觀念的形成需要大量實際案例的積累，物理觀念的考查也需要結(jié)合具體的實際情境進行分析[7]。真實情境往往較為復(fù)雜，包含的信息較為豐富，融入真實情境試題的解決往往需要學(xué)生能從復(fù)雜的情境中抓住主要因素，抽象出物理模型，能有效地考查學(xué)生模型建構(gòu)的科學(xué)思維。因此，加強物理試題與真實情境的融合，對學(xué)生物理觀念和模型建構(gòu)等核心素養(yǎng)的考查具有重要的意義，對物理教學(xué)中促進學(xué)生物理觀念和模型建構(gòu)等核心素養(yǎng)的達成有著積極的引導(dǎo)作用。

（2）我國高考物理試題中應(yīng)加強對科學(xué)探究的考查。我國高考物理試題考查的“科學(xué)探究要素”的數(shù)量低于英國高考物理試題。物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的主要承載，也是考查學(xué)生科學(xué)探究能力的主要形式?？疾榭茖W(xué)探究的英國物理試題的數(shù)量大于中國，且英國對于物理實驗的考查除筆試外，還有實驗操作考試。2017版新課標強調(diào)應(yīng)重視科學(xué)探究的培養(yǎng)，尤其應(yīng)重視物理實驗[2]。在高考對高中物理課堂教學(xué)有著顯著反撥作用的現(xiàn)實境遇下，應(yīng)加強高考試題對實驗?zāi)芰涂茖W(xué)探究能力的考查，以引導(dǎo)高中課堂教學(xué)實踐加強物理實驗教學(xué)，發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。同時，還應(yīng)在考試大綱中進一步明確科學(xué)探究各要素考查的具體形式，盡可能考查到每一要素，尤其是設(shè)計實驗?zāi)芰驮u估能力。

（3）高考物理試題中應(yīng)進一步探索增強開放性試題的設(shè)計。開放性題目可引導(dǎo)考生創(chuàng)造性地思考問題，有利于對學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的考查。英國高考物理開放性試題的設(shè)計值得借鑒。但開放性試題答案的不確定性和不唯一性使得在評分方面不可避免存在著一定的主觀性，這在一定程度上限制了開放性試題在高利害的高考中的使用。因此，如何依據(jù)物理學(xué)業(yè)質(zhì)量水平制定切實可行的開放性試題的評分參考標準，也是值得進一步探索的問題。

參考文獻：

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（欄目編輯? ? 趙保鋼）