中學生對物理試題情境特點偏好的調查與教學啟示

【摘 要】情境化試題是考查學生必備知識與關鍵能力的有效形式，學生對試題情境特點的偏好可能影響試題的診斷作用和教學導向作用。文章以情境類型學為基礎設計問卷，調查了中學生對物理試題情境特點的偏好并據此提出教學建議。結果表明，中學生總體偏向真實的生產生活情境，期望情境以圖文并茂的方式呈現(xiàn)；情境特點偏好存在一定程度的年級和性別差異。建議教師在教學設計和試題命制時要重視學生的情境偏好并考慮年級及性別特點，合理創(chuàng)設生活化情境、全球化情境、跨學科情境，從而增強學生的感性認識，促進知識聯(lián)結，激發(fā)學生的物理學習興趣。

【關鍵詞】中學物理 物理試題 情境特點 學生偏好

【中圖分類號】G633.7" " 【文獻標識碼】A" "【文章編號】1002-3275（2024）17-66-04

一、問題的提出

《義務教育物理課程標準（2022年版）》強調情境在物理教學中的重要性。情境不僅被視為知識應用的載體，而且在命題、教學、評價過程中發(fā)揮著關鍵作用。當前對于情境化試題的研究多是從教師角度出發(fā)，探討情境化試題對學生的學習動機和問題解決等方面的影響，鮮有關注學生的主體感受和需求，尤其缺乏學生對試題情境特點偏好的細致探討。當教學內容能夠引起學生興趣時，他們才會更積極地參與學習。關注學生對情境特點的偏好，能夠有針對性地激發(fā)學生的學習興趣，提高他們的學習參與度。因此，本文基于情境類型學理論，結合物理學科特點和已有分析框架，形成理論框架并編制相應的調查問卷，調查了解中學生對物理試題情境特點的偏好及其年級和性別差異，分析可能的原因并提出教學建議，為情境化試題的命制和教學提供參考。

二、學生對試題情境特點偏好的調查工具開發(fā)

調查工具分兩個部分，一是包含情境化和非情境化試題的試卷，二是調查問卷。試卷和問卷同時發(fā)放給學生并進行測試。試卷的設置是為了幫助學生理解什么是情境化試題，通過實際答題體會情境化試題的特點并明確自己的偏好。試題來源于近幾年的中考和高考卷，從中選出學生當前所學內容，將每道題改編成情境化和非情境化兩個版本，并邀請中學教師對改編試卷進行審查。

情境化試題要求在設計試題時融入真實或虛構的情境，要求學生在情境中運用所學知識、技能、思維方法來解決問題或完成任務。試題情境的評價方式多種多樣，其中比利時教育家易克薩維耶·羅日葉提出的情境類型學分析框架受到廣泛關注。［1］本研究在綜合分析已有試題和教材習題分析框架的基礎上，確定將中學生通過閱讀題目能夠直接感知到的情境特點作為問卷的主要維度，如表1所示。以框架中的一級維度設問，二級維度為問題的選項，每道題為單選題，編制學生對試題情境特點偏好調查問卷。

設置問卷主要目的在于了解學生對試題情境特點的偏好，因此問卷的維度以學生能直接從試題感知到的情境特點為核心，刪減過于抽象的維度，具體如下：情境來源指試題情境是真實存在的，還是通過虛擬構建的；情境范圍分為四個維度，主要體現(xiàn)試題情境所屬的范圍；情境主題包括五個維度，體現(xiàn)學生對試題情境具體類型的偏好；情境跨學科程度分為三個維度，反映學生對試題情境所涉及的學科數(shù)量偏好；情境呈現(xiàn)方式包括五個維度，反映學生對試題情境具體呈現(xiàn)方式的偏好。

三、調查結果及統(tǒng)計分析

（一）調查對象及問卷回收情況

調查組在廣州市番禺區(qū)選取一所初中的初二和初三年級的學生與一所高中的高一和高二年級的學生為研究對象，每個年級分別選取四個班級。初二學生剛開始學習物理，學習任務較輕；初三學生已經學習一年的物理而且面臨中考的壓力，與初二學生的偏好可能有所不同。高中階段的學習內容進一步深入，且高一學生處于由初中向高中銜接的階段，可能與初中和高二學生有不同的偏好?？偣舶l(fā)放810份問卷，回收785份問卷，有效問卷753份，回收率為97%，有效率為96%。

（二）情境特點偏好的整體情況及年級差異

對有效問卷進行統(tǒng)計分析，包括學生整體的情境特點偏好、年級差異、性別差異三個方面。在統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)，學生在各個維度都表現(xiàn)出對試題情境存在明顯的偏好。采用SPSS軟件對數(shù)據進行卡方檢驗得到年級差異和性別差異，結果表明年級差異主要體現(xiàn)在情境跨學科程度和情境呈現(xiàn)方式兩個維度，而性別差異則主要體現(xiàn)在情境主題和情境跨學科程度兩個維度。

1．情境來源

從不同年級的學生對情境來源的選擇情況來看（如圖1所示），選擇真實情境的比例較高，僅有少部分選擇虛構情境，說明學生偏好真實的物理情境。根據課程標準，在教學和命題中要創(chuàng)設真實的情境，將問題立于真實情境之中，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，這一結果與課程標準要求相契合。

不同年級的卡方檢驗結果的P值為0.38（大于0.05），說明該維度沒有顯著差異。初二年級選擇虛構情境的比例最少，只有16%，相比于高年級的學生，初二學生由于剛開始學習物理，處于物理學習的起步階段，熟悉的真實情境能夠幫助他們理解物理問題，而虛構的情境缺乏直觀性，學生可能對此較為陌生，難以理解題意。

2．情境范圍

從不同年級的學生對情境范圍的選擇情況來看（如圖2所示），選擇學科情境和全球情境的比例較大，表明學生期望物理問題能夠圍繞與學科核心概念和全球視野有關的情境展開，反映學生對深化學科理解和通過試題拓寬全球視野的需求。選擇個人情境和區(qū)域情境的比例較小，說明學生可能對于個人化和局限于特定區(qū)域的情境興趣不大，但并不意味著這些情境不重要。

不同年級的卡方檢驗結果的P值為0.02（小于0.05），說明該維度存在顯著差異。隨著學生年級的增長，學科情境的選擇比例逐漸增加，而全球情境卻與之相反，這種現(xiàn)象可能與學生的學業(yè)負擔和興趣特點的發(fā)展等因素有關。

3．情境主題

從不同年級的學生對情境主題的選擇情況來看（如圖3所示），學習內容情境和生產生活情境占據總比例的一半左右，表明學生期望試題情境能夠與日常生活和實際應用緊密相連，反映學生注重知識的實用性和應用性?？萍记把厍榫澈铜h(huán)境與自然情境占比次之，說明學生對科技進步和環(huán)境保護問題也有著較高的關注度。科技史情境選擇比例最低，說明學生在面對物理試題時，可能更傾向于關注現(xiàn)實問題和科技未來發(fā)展趨勢，而對科技歷史背景和發(fā)展脈絡的關注度相對較低。

不同年級的卡方檢驗結果的P值為0.03（小于0.05），說明該維度存在顯著差異。初二年級的選擇情況相對較為均衡，高一年級對學習內容情境的關注最為明顯，高二年級對生產生活情境的關注最為明顯，高一年級選擇科技史情境的比例最低，不到10%。

4．情境跨學科程度

從不同年級的學生對情境跨學科程度的選擇情況來看（如圖4所示），選擇單學科情境的學生占比最多，說明學生重視對學科專業(yè)知識的深入理解和學習，也可能與物理學科本身的深度和復雜度有關。次之是多學科情境，表明學生認可和重視跨學科理念。

不同年級的卡方檢驗結果的P值小于0.01，說明該維度存在顯著性差異。隨著學生年級的遞增，選擇單學科情境的比例逐漸增加，而選擇多學科情境的比例逐漸下降。高年級學生所學知識數(shù)量大幅增加，在難度上也進一步深化，這可能導致高年級學生從關注多學科情境轉變?yōu)閱螌W科情境。

5．情境呈現(xiàn)方式

從不同年級的學生對情境呈現(xiàn)方式的選擇情況來看（如圖5所示），選擇“文字+圖片+表格”和“文字+圖片”的學生占比較多，說明學生偏向圖文并茂的情境呈現(xiàn)方式。綜合性的呈現(xiàn)方式能夠使情境描述更加生動、直觀、全面，有助于學生更好地理解和把握試題內容。而單一元素呈現(xiàn)方式的情境化試題具有局限性，難以吸引學生的興趣和注意力，從而影響試題效果和學生的學習體驗。

不同年級的卡方檢驗結果的P值小于0.01，說明該維度存在顯著性差異。初二年級選擇“文字”的比例最低，僅有6%，并且選擇三種方式結合的比例是最高的，超過50%。高二年級選擇“文字+圖片”的比例最高，而選擇“文字+圖片+表格”的比例最低。說明高年級學生比低年級學生更能接受純文字的情境呈現(xiàn)方式。

（三）情境特點偏好的性別差異

對每個維度進行關于性別的卡方檢驗，結果表示在情境主題和情境跨學科程度兩個維度不同性別學生存在顯著性差異，而在其他維度則沒有明顯差異。

1．情境主題

不同性別的學生對情境主題和類型的選擇情況如圖6所示。差異較大的主題主要是學習內容和科技類情境，生產生活情境的選擇比例較為接近。具體來說，女生對與學習內容、生產生活、環(huán)境有關的主題情境有著較高的興趣，且明顯高于男生。相比之下，女生選擇科技類情境的比例則明顯低于男生，反映出女生對科技類情境的興趣程度相對較低，而男生則與之相反。

2．情境跨學科程度

不同性別的學生對情境跨學科程度的選擇情況如圖7所示。男生、女生在單學科情境和多學科情境的選擇比例存在顯著差距。具體來說，女生明顯偏好單學科情境，而男生則更偏好多學科情境，男生更能接受和適應在情境中融合多個學科知識的設置。

男生、女生在以上兩個維度存在差異的原因可能與思維特點和認知風格有關。女生的思維特點傾向于感性思維，對于日常生活和環(huán)境相關的主題更感興趣，而男生的思維特點傾向于理性思維，對科技類、涉及邏輯推理的情境更有興趣。男生可能更善于綜合分析和解決問題，因此他們更傾向選擇涉及多個學科知識的情境，而女生可能更注重細節(jié)和深度，因此更偏好選擇單學科情境。

四、結論及啟示

綜上，本文呈現(xiàn)了學生對物理試題情境特點的偏好調查情況，并分析了這種偏好的年級差異和性別差異?？傮w上，學生偏向于真實的生產生活和學習內容情境，希望情境能加入學科和全球為背景的內容，同時以圖文并茂的形式呈現(xiàn)。年級差異主要表現(xiàn)在情境的來源、范圍、主題、跨學科程度、呈現(xiàn)方式方面，而性別差異則主要表現(xiàn)在情境的主題和跨學科程度方面。因此，教師在教學中應關注以下問題：一是在教學和命制試題時要根據學生的偏好合理創(chuàng)設情境；二是要考慮不同年級和性別的學生對情境特點的偏好，以便開展更具有針對性的教學，提高學生的學習參與度。

（一）創(chuàng)設生活化情境，增強感性認識

模型建構是從真實情境過渡到學科知識的一個重要過程，是學生理解物理概念和規(guī)律的關鍵。在課堂導入時，教師可提供與學習內容相關的真實問題情境，引導學生運用情境思維，探究問題的本質和解決方法，主動參與物理模型的建構過程。例如在“超重和失重”一節(jié)的教學中，教師以生產生活的常見例子“電梯”作為真實情境，針對電梯的上升和下降過程設置問題情境，引導學生回憶并思考電梯運動與自身感覺之間的聯(lián)系。通過問題引導學生將電梯運動與超重和失重現(xiàn)象聯(lián)系起來。利用學生偏好的生產生活情境，建構電梯上升和下降的物理模型，有助于幫助學生理解超重和失重的本質和規(guī)律。

（二）創(chuàng)設全球化情境，促進知識聯(lián)結

全球化的背景下存在著許多物理現(xiàn)象，通過觀察和分析，可以發(fā)現(xiàn)其中蘊含的物理知識。教師可以利用學生熟悉的生活情境作為新知識學習的切入點，將生活知識和物理知識相聯(lián)系，幫助學生從簡單到復雜、從具體到抽象地掌握物理知識。知識與情境的融合，可以提高學生對物理知識的理解和應用能力。例如在探究“牛頓第一定律”時，首先，可以全球范圍內的“交通運輸”情境為切入點，介紹不同國家的公共交通工具，再順勢引導學生回憶自己乘車時啟動和剎車的體驗，通過對日常經歷的分析，使學生初步了解和感知慣性的概念。其次，逐漸提高情境的復雜程度，如探討不同運輸工具在加速與減速過程中的體驗差異，以此加深學生對慣性現(xiàn)象的理解。最后，將這些生活情境抽象為物理概念，引入牛頓第一定律的表述，幫助學生實現(xiàn)從具體到抽象的思維跨越，深化對牛頓第一定律的認識和理解。

（三）創(chuàng)設跨學科情境，激發(fā)學習興趣

感性認知是理性認知的基礎，能夠激發(fā)學生的興趣和好奇心。教師通過展示具象的知識情境，調動學生的多種感官，讓學生親身體驗和感受物理現(xiàn)象，促進學生進行知識建構。教師可以在課堂導入時，使用圖片、視頻等形式，展示知識情境，一方面可以吸引學生的注意力，另一方面可以降低學生的認知難度。以“光的折射”這一知識點為例，學生在生活中已經接觸過許多關于光的折射的現(xiàn)象，教師可介紹“深海魚類能夠利用光的折射來尋找獵物或避免天敵”這類新穎的例子，讓學生能夠在生物學和物理學結合的跨學科情境中，逐步構建對光的折射現(xiàn)象的認知和理解，激發(fā)學習興趣。

【參考文獻】

［1］鐘儀，皮飛鵬．高考評價體系下物理試題情境分析框架構建與應用：以2020～2022年部分高考物理試題為例［J］．物理教師，2023，44（7）：70-74，77．