初中物理试题命制的情境设计.pdf

Vol.41 No.9专家论坛3S3物理教学探讨【专家介绍】叶兵，江苏省教育科学研究院省中小学教学研究室副主任，正高级教师。教育部中学物理教学指导委员会委员，江苏省教育学会物理教学专业委员会副理事长兼秘书长，江苏省物理学会中学工作委员会秘书长，苏科版初中物理课标教材副主编。曾荣获国家级和省级基础教育教学成果奖一等奖和二等奖，参与多项国家级和省级课题研究项目。2023年第9 期初中物理试题命制的情境设计叶兵江苏省中小学教学研究室，南京2 1 0 0 0 8摘要：试题情境化是当前考试命题改革的重要方面。在分析情境化命题重要意义的基础上，通过具体实例阐释了初中物理情境化命题的五方面基本要求，为初中物理学业水平考试命题改革提供参考。关键词：初中物理；情境化命题；基本原则中图分类号：G633.7当前，教育评价改革正在深人推进之中，考试内容改革是其中最为重要的一个方面,其中利用情境化的试题开展测试得到了国内外普遍重视。2 0 1 9 年，教育部颁布了关于加强初中学业水平考试命题工作的意见，明确提出“充分考虑城乡学生学习和生活实际，增强情境创设的真实性、典型性和适切性，提高试题情境设计水平”的要求。近几轮的国际PISA测试在各领域的测评素养框架中都把情境单列为一个维度,并与知识内容维度和能力维度并列，在阅读、数学和科学的测试卷中结合各类情境所命制的试题占总题量的四分之三以上，特别突出了在具体情境下解决问题能力的考查。可见，结合具体情境来设计试题已经成为国内外考试命题改革的一个共同的发展趋势。1情境化命题的价值意义在纸笔测试中，情境是指结合具体的生产生活素材，运用文字、数据、图表等形式，围绕一定主题加以设置的，为呈现解题信息、设计问题任务、达成测评目标而提供的载体。一方面，试题通过情境来创设问题场景，可以激发学生的答题兴趣；另一方面,试题的情境也提供了必要的解题信息，明确问题指向，渗透了立德树人的育人功能，有助于试题考查目标的实现。开展情境化命文献标识码：A文章编号：1 0 0 3-6 1 4 8(2 0 2 3)9-0 0 0 1-4题，其价值意义在于：首先，一道好的试题情境它本身往往就承载着核心价值的教育与宣传功能，可以在考试评价中真正落实立德树人的要求；其次，问题情境往往具有一定的新颖性，给学生提出了一些“陌生”的问题，学生在解决问题的过程中往往不能照搬过去的解题套路来解答，需要经历收集信息、灵活运用相关知识和方法来分析解决问题的全过程，这样既可以体现考试的公平性,也有效地实现了对学生能力素养的考查；第三，情境化试题往往都是理论与实际紧密结合的问题,充分体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念，也体现了物理学科的学习价值，对促进当前课堂教学改革中由“解题”向“解决问题”的转变具有积极的引导作用。2试题情境设计的要求2.1试题情境应确保科学、真实试题情境的科学性指的是场景真实可靠，符合科学规律。即试题所描述的场景是真实的，有事实依据，不是杜撰或道听途说的；同时，情境所涉及的过程、状态、原理等符合科学的概念和规律。科学性是一道试题的生命线，这就要求在命题过程中要严把素材选择的“源头关”，相关的情境素材必须来源于权威资料，如教材、权威工具书、期刊以及正式出版物等。如对于涉及物理学12023年第9 期史的内容，要引用权威书籍中的相关数据资料，依据公认的内容来描述表达。当前，自媒体或网络的信息资料良不齐、缺乏权威，因此对于其中的信息要进行严格的筛选，不可随意引用，特别是对境外媒体中的资料更要认真审核，不能让一些不健康的信息污染了学生的心灵。此外，试题中对事实的描述、问题的呈现、数据的选取、解题方法的要求和问题解的结果都应符合客观规律，条件和解之间存在逻辑关系，不能与科学原理相悖。对于科学幻想和没有定论的科学猜想情境，可以引导学生进行讨论以提高学生兴趣，但是不能作为既成事实的情境来设置。特别是一定要注意不能将伪科学的说法或戏说作为事实创设为试题的情境，如武打片中飞檐走壁、腾云驾雾等。【案例1】新冠疫情期间,某同学为商店设计了“自动测温门”，如图1 甲所示，人经过时能自动测量人的体温。其测温电路如图1 乙所示,R是定值电阻,R1是由半导体材料制成的热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图1 丙所示。电源电压不变。被测者体温越高，电流表示数，电压表示数R?甲图1 自动测温设备【试题评析】试题中所涉及的“自动测温门”指的是人经过此门就能测出体温。显然，该测温门是利用红外传感器接收人体红外辐射，并将其转换成电信号来实现测温的。试题将其描述为利用热敏电阻来实现测温，显然犯了“想当然”的错误，试题提供的条件信息与事实不相符，属于是一道错题。2.2讨试题情境应体现一定的育人功能试题情境的创设服务于试题立意与考查目标的实现，但我们不能忽视试题情境本身的教育价值，好的试题情境是落实立德树人体现考试育人的良好载体。这是由于考试，特别是像中考这样的重要考试,学生在考试中对一些试题所涉及材料的印象可能会比平时更为深刻,这些材料的价值意义在潜移默化中会对学生产生更大的影-2-物理教学探讨响。同时，大规模的考试也往往会成为社会普遍关注的热点，与社会生活紧密结合的试题必定会产生一定的社会反响。更为重要的是，这些试题在考后就会成为一类重要的学习资源，在新课教学或复习时会被不断地重复使用，发挥对教学的引导作用。因此，在设计试题的情境时，要尽可能体现其应有的教育意义，如通过介绍科学史对学生进行辩证唯物主义教育；通过介绍我国的物理学进展和科技成果来进行爱国主义教育，加强民族自豪感教育；通过介绍新知识及物理对社会发展的推动作用，进行热爱科学的教育；用生活中的好人好事为情境进行品德教育；用物理学中的科学事实和科学原理进行反对伪科学等方面的教育等。【案例2】“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”，中国诗词大会深受观众的青睐。关于诗句中涉及的物理知识，下列说法正确的是（）A.“绿树阴浓夏日长，楼台倒影入池塘”中的“楼台倒影”是楼台通过池塘水面成的虚像B.“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”中“风卷屋茅”是因为流速越大的地方压强越大C.“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”中RR/2?0乙Vol.41No.9“花气袭人”的原因是花香分子的无规则运动D.“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中的“挽弓如满月”是把化学能转化为弹性势能t/【试题评析】本题选用了中国诗词大会的丙相关素材，要求学生用所学物理知识解释古诗词中相关的现象，考查了平面镜成像、压强与流速的关系、分子动理论和能量转化等知识。试题较好地体现了育人功能。从传承中华优秀传统文化来看，古诗词是其中的典型代表，不仅有古代先哲们丰富的生活智慧，也充分反映了他们对大自然和身边事物深刻的认识。巧妙地挖掘古诗词中的物理知识并把它编人试题，有效地弘扬了中华优秀传统文化，让学生在解答物理试题的同时，从古人的智慧和情怀中汲取营养，涵养心灵。试题还体现了学以致用的教学导向。用物理知识解释古诗词中相关的现象，有助于引导学生在学习中学会从物理的视角去审视和分析生活中的现象，在具体应用中深化知识理解并提高能力素养。试题的教育功能不仅体现在试题素材的教育意义之上，有时还体现在试题本身所创设的情境之中。让学生在答题过程中有所收获，有所感悟。Vol.41 No.9【案例3】将等体积的热汤,分别倒在一个陶瓷汤盆和一个单层的不锈钢碗里，如图2 所示，将它们放在室内同一处。你认为是盆里的汤还是碗里的汤会?得快些？请说明你的理由。图2 盛有热汤的陶瓷汤盆和不锈钢碗【试题评析】本题所创设的情境为学生提供了一个两难的选择,因为影响热汤散热的因素有两个：一是容器的导热性，二是热汤在容器中的表面积大小,而单独考虑其中一个因素所得到的答案是不一样的。其实，本题的设计意图并不在于回答是哪个容器，而是考查学生能否全面客观地分析相关影响因素,有理有据地作出判断，只要做到这一点，即使回答无法判断也是正确的。学生常见的试题一般都有一个唯一正确答案,但本题重在考查分析的过程，这对学生实事求是地进行分析和养成求真务实的态度具有一定的教育意义。2.3试题情境所涉及内容应确保考试的公平性学生在解答试题时，试题所创设的情境是学生答题的重要信息来源，经过情境材料刺激后，学生所表现出的差异应只与预设的测量目标和相关的内容标准相关，而与其他任何因素无关。也就是说,试题所涉及的情境，不能由于考生在性别、地域、民族、家庭背景、生活经历和背景知识的不同而产生明显差异，导致答题的偏向性，从而影响考试的公平性。【案例4】如图3 所示的四幅图选自中国古代科技著作天工开物，下列说法正确的是（）进物理教学探讨D.“炒蒸油料”中在同一灶台上同时炒和蒸可提高能源利用率【试题评析】本题取自中国古代科技著作天工开物，反映了我国古代科技发展。本题的解答关键在于对试题中四个选项涉及的技术过程的理解，因此本题应在配图的同时适当做一些说明，这可以有效避免由于对古文的理解这类非物理考查要素影响学生的答题，有效实现考查目标，体现考试的公平性。2.4试题情境的内容应与考查要求相适切首先，试题情境应与课程标准的内容与能力要求相吻合，不能出现超出课程标准要求的内容，如涉及牛顿第三运动定律、非同一直线上的共点力平衡问题等。其次，情境应服从命题立意，围绕测量目标展开。如果使用的材料学生很熟悉,或者结合材料所设计的问题在平时的复习训练中经常遇到，学生的答题行为可能就转化为根据过去的解题经验来答题，这样试题的测量效度就会降低。因此，在试题命制时,应注意所选择的情境材料应在形式上或在内容主题上与学生复习训练中见过的材料有一些变化，但解答时涉及的概念、原理以及获取信息解决问题的方法等应该是学生熟悉的，但需要进行一定的迁移才能解决。同时,还应注意情境素材所涉及的内容要与学生的经验背景、认知水平等相契合，不能脱离学生实际造成学生答题的困难。【案例5】调查发现，近年来需要进行视力矫正的人数逐年增多，且呈现低龄化趋势。保护视力,刻不容缓。根据图4 可以判断：图中小女孩所戴眼镜的镜片是（）A.凹透镜，用来矫正她的远视眼B.凹透镜，用来矫正她的近视眼炒C.凸透镜，用来矫正她的远视眼D.凸透镜，用来矫正她的近视眼2023年第9 期图3 节选自天工开物的图A.“试弓定力”中弓的重力与秤碗的重力是一对平衡力B.“赶稻及蔽”中牛拉犁的力大于犁拉牛的力C.“透火焙干”中把湿纸贴在热墙上可加快纸中水分升华图4 视力矫正图一32023年第9 期【试题评析】本题要求考生从照片中捕捉相关信息来对儿童所戴眼镜镜片的种类进行判断，进而推断儿童的视力问题，考查了学生对凸透镜和凹透镜成像的情况以及这两种镜片对视力矫正的功能等知识的了解。实际测试结果显示，试题的难度大,区分度较低，测量学指标并不理想。究其原因，一方面是试题中的“调查发现，近年来需要进行视力矫正的人数逐年增多，且呈现低龄化趋势，保护视力，刻不容缓”这段文字对学生答题有一定的误导，错误地引导了学生应用该文字信息去解决问题，认为试题的答案是近视眼，由此作出错误选择。本题更重要的问题是照片中所提供的解题关键信息比较隐蔽，且通过透过镜片看到右侧的一部分脸的情况来判断透镜性质，这脱离了学生的知识与经验基础,对解答此题造成障碍,直接影响试题考查目标的实现。2.5试题情境的呈现应严谨、规范首先,试题情境的表述语言准确，没有歧义，尽可能用学生熟悉的语言来进行表达，这有助于学生理解题意，提高考试测量的效度。其次，一份试卷中的各道试题的情境信息应尽量避免都用文字表达，尽可能以多样化的方式来呈现，如文字材料、各种数据示意图、原理图、结构图、地图、数据表等，这样做可以使试卷卷面活泼、美观，增加试卷的亲和性，同时可以使试题以一种最优化的方式来呈现，提高考生应答兴趣和对情境的理解，使考生不会由于阅读大量的文字材料而感到疲劳乏味，影响水平的正常发挥。由于学生间的智力能力倾向存在差异，有的善于文字阅读理解，有的长于数据图表的阅读分析等，试卷中各道试题的情境材料分别以不同形式出现，可以使具有不同智力能力倾向的考生都有发挥的机会，避免造成只对某一类学生有利的情况出现，从而确保考试的公平客观。最后，在具体描述试题情境时，遣词用句及物理教学探讨图示符号等要与正式出版物（如教材）的要求相一致。要避免用日常用语替代物理术语，如“物体重量为应表述为“物体受到的重力为.”；物理术语应使用最新的规范表达，如“基本电荷e元电荷e”“电量电荷量”“摩擦系数一一动摩擦因数”“强系数一一劲度系数”等；电路符号要规范使用，如“电池负极用粗短线表示，现在用和正极相同粗细的短线表示”“导线T形交叉相连需加点”等；在非特殊的情况下，要使用法定的物理单位名称，如不使用“马力”“斤”等生活中的单位。3结语当前，试题情境化已经成为考试命题实践与研究中共同关注的热点,本文主要是从初中物理试题设计的角度，总结了试题所涉情境的内容要求及呈现方式等应关注的一些问题。此外，关于试题情境还有很多问题有待于进一步深化研究，如试题情境如何与问题设计有机融合；试题的情境应该如何分类；在一份试卷中，试题的情境结构应该是怎样；怎样的情境结构才能最好地实现试卷的考查功能等。从而在解决问题的过程中，不断提高试题情境化命题的质量与水平。参考文献：1中华人民共和国教育部.教育部关于加强初中学业水平考试命题工作的意见EB/OL.(2019-11-22).http:/ 0 2 2年版)S.北京：北京师范大学出版社，2 0 2 2.3叶兵,许帮正,立德树人依标评价导向教学一一2 0 2 1年全省物理中考命题情况分析与改进建议J.江苏教育，2022(35):61-65.4雷新勇.大规模教育考试：命题与评价M.上海：华东师范大学出版社,2 0 0 6.廖伯琴）Vol.41No.9(栏目编辑-4-