基于高考評價體系的高中物理試題情境化策略

胡生青

（江陰市教師發展中心，江蘇 無錫 214401）

1 引言

教育部考試中心發布的《中國高考評價體系》規定了高考的考查載體——情境，以此承載“四層”考查內容，實現 “四翼”考查要求.命制試題時要根據學科的特點，選擇不同的情境，發揮不同水平必備知識、關鍵能力和學科素養的功能，共同實現核心價值的引領作用.命題應堅持理論聯系實際的原則，使用貼近時代、社會、生活的素材，選取日常生活、工業生產等實際問題，考査學生運用知識、能力和素養解決實際問題的能力，讓學生體驗物理知識蘊含的應用價值，評價學生學業質量水平的差異主要表現在不同復雜程度的情境中運用重要概念和方法解決問題的程度.以上說明，圍繞核心素養考查的高考命題突出特點體現在試題的情境化設計.因此，當前高考物理復習的研究應該對試題情境化設計進行深入研究，明確高中物理情境化試題設計的路徑.基于以上認識，本文擬對2020年部分高考物理情境化試題進行分析，總結情境化試題設計的特點，提出基于高考評價體系的高中物理試題情境化策略.

2 基于高考評價體系的高中物理試題情境化策略

情境認知理論認為：知識不是一件事情或一組表征，也不是事實和規則的集合，知識是一種動態的建構與組織，是個體與環境交互作用過程中建構的一種交互狀態，是一種以情境為基礎學習者構建的知識體系.基于高考評價體系的高中物理試題情境，既要在“四翼”中發揮承接作用，又要在“四層”中發揮載體作用.因此，基于高考評價體系的高中物理試題情境化就是將物理知識和情境發生關聯，結合具體情境、考查要求（四翼）和考查內容（四層），設計一系列問題，提高學生對知識與情境相互關聯轉換的自覺意識，在解決問題過程中發展學生核心素養、落實立德樹人根本任務.

基于高考評價體系的高中物理試題情境化需要厘清“知識—問題—情境”3者關系，根據3者關聯程度，可分為“組合式”、“結合式”、“融合式”3種類型.因此，基于高考評價體系的高中物理試題情境化策略：創設“組合式”試題情境，創設“結合式”試題情境，創設“融合式”試題情境.

2.1 創設“組合式”試題情境

“組合式”試題情境與題設（考查內容與要求）是作為獨立的“個體”組合而成，相互之間幾乎沒有關聯性，試題表面上設問源于情境，但學生在作答時即使不閱讀情境材料，也可直接根據題設及所學內容作答.高考評價體系按情境的復雜程度把試題情境分為簡單情境、復雜情境，“組合式”試題情境大多為簡單情境，主要承載“四層”必備知識的考查內容，實現“四翼”基礎性的考查要求；“組合式”試題情境的獨立性，可以更多、更好地承接“一核”（立德樹人）的考查目的，其他類型的試題情境無法實現的“立德樹人”目標，都可以通過“組合式”試題情境實現.

例1.（2020年江蘇卷第5題）中歐班列在歐亞大陸開辟了“生命之路”，為國際抗疫貢獻了中國力量.某運送防疫物資的班列由40節質量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時，第2節對第3節車廂的牽引力為F.若每節車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數第3節對倒數第2節車廂的牽引力

解析：本題以中國支援國際抗疫和中歐班列為素材（情境），要求學生運用牛頓運動定律解決問題（考查內容和要求），情境材料與題設信息作為“獨立個體”組合在一起，即使把第一句話（情境）刪除，學生也可以運用所學知識解答，但是本題立意的重心在于育人功能.新冠肺炎疫情在全球多點暴發并持續蔓延以來，歐洲各國為防控疫情均采取不同程度的隔離限制舉措，海運和空運都受到了很大地限制.此時中歐班列成為向歐洲國家運輸防疫物資和生活物資的生命線，有力地支援了歐洲及沿線國家抗疫；增強道路自信，根植愛國情感，彰顯了高考的育人功能.

例2.［2020年江蘇卷第13B（3）題］國際宇航聯合會將2020年度“世界航天獎”授予我國“嫦娥四號”任務團隊，“嫦娥 四號”任務創造了多項世界第一.在探月任務中，“玉兔二號”月球車朝正下方發射一束頻率為f的電磁波，該電磁波分別在月壤層的上、下表面被反射回來，反射波回到“玉兔二號”的時間差為t，已知電磁波在月壤層中傳播的波長為λ，求該月壤層的厚度d.

解析：本題以我國嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸為素材（情境），要求學生分析“玉兔二號”月球車測量月壤層厚度的方法（考查內容與要求）.“嫦娥四號”任務與考查內容和要求幾乎沒有關聯度，從信息處理角度分析，學生只要識別情境信息，在解決問題時，學生即使不閱讀情境信息，也可以作出解答；從命題意圖角度分析，情境的主要功能在于“立德樹人”即提高學生學習物理的興趣，增強學生的民族自信心和自豪感，增強中國特色社會主義道路自信，立志肩負起實現中華民族偉大復興中國夢的時代重任.

2.2 創設“結合式”試題情境

“結合式”試題情境與題設之間存在較為緊密的關聯性，學生在答題過程中需要從情境材料中提取有效信息，運用物理知識解決相關問題；“結合型”試題考查的是學生對情境的理解，是一種對情境簡單的認知過程，主要承載“四層”必備知識、關鍵能力的考查內容，實現“四翼”綜合性、應用性的考查要求；“結合式”試題情境通常與日常生活以及生產實踐密切相關，考查學生運用所學知識解釋生活中的現象、解決生產實踐中的問題的能力.

例3.（2020年全國Ⅰ卷第14題）行駛中的汽車如果發生劇烈碰撞，車內的安全氣囊會被彈出并瞬間充滿氣體.若碰撞后汽車的速度在很短時間內減小為零，關于安全氣囊在此過程中的作用，下列說法正確的是

（A）增加了司機單位面積的受力大小.

（B）減少了碰撞前后司機動量的變化量.

（C）將司機的動能全部轉換成汽車的動能.

（D）延長了司機的受力時間并增大了司機的受力面積.

解析：本題以汽車中的安全氣囊在劇烈碰撞中的作用為素材（情境），要求學生運用壓強、慣性、動量定理等概念和規律解釋“安全氣囊在劇烈碰撞中如何實現對司機的保護作用（考查內容和要求）.本題情境與題設較為緊密關聯，屬于“四翼”中綜合性、應用性的復雜情境，從信息處理及“四層”考查內容分析，學生需要從情境中提取關鍵信息（安全氣囊），并通過分析安全氣囊在劇烈碰撞發生過程中發生的變化（瞬間充氣—擠壓形變等），建立動量定理模型等（關鍵能力），運用壓強、動量定理等概念和規律（必備知識），最終作出解釋“利用氣囊的延長作用時間來吸收人體因慣性而產生的動能，達到減少傷害程度”；從“一核”角度分析，本題情境引導高中物理教學注重“從生活走向物理，從物理走向生活”的理念，“從生活走向物理”使學生感覺物理就在身邊，提高學生學習物理的興趣，增強學生的實踐意識，“從物理走向生活”使學生體驗物理知識的價值，在明白汽車劇烈碰撞的危害產生原因后，學生自己會增強交通安全、安全駕駛等意識和責任，較好地落實“立德樹人”的目標.

2.3 創設“融合式”試題情境

“融合式”試題情境與題設之間高度關聯且融為一體，源于真實的研究過程或實際的探索過程，涵蓋學習探索與科學探究過程中所涉及的問題，學生需要具備一定的探究思維能力，綜合運用認知結果和自身的經驗解決真實情境中的問題，充分考查學生信息加工、科學思維、科學探究等高階認知能力.“融合式”試題情境大多為復雜情境，主要承載“四層”關鍵能力、學科素養、核心價值的考查內容，實現“四翼”綜合性、應用性、創新性的考查要求，承接“一核”立德樹人、服務選才、引導教學的綜合考查目的.從2020年全國各地高考卷來看，雖然當前“融合型試題情境”所占比例較低，但是情境融合型試題可以更精準地考查學生的核心素養，更好地服務選才.

例4.（2020年新高考山東卷第15題）中醫拔罐的物理原理是利用玻璃罐內外 的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進而治療某些疾病.常見拔罐有兩種，如圖所示，左側為火罐，下端開口；右側為抽氣拔罐，下端開口，上端留有抽氣閥門.使用火罐時，先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自然降溫后火罐內部氣壓低于外部大氣壓，使火罐緊緊吸附在皮膚上.抽氣拔罐是先把罐體按在皮膚上，再通過抽氣降低罐內氣體壓強.某次使用火罐時，罐內氣體初始壓強與外部大氣壓相同，溫度為450 K，最終降到300 K，因皮膚凸起，內部氣體體積變為罐容積的.若換用抽氣拔罐，抽氣后罐內剩余氣體體積變為抽氣拔罐容積的，罐內氣壓與火罐降溫后的內部氣壓相同.罐內氣體均可視為理想氣體，忽略抽氣過程中氣體溫度的變化.求應抽出氣體的質量與抽氣前罐內氣體質量的比值.

解析：本題以我國傳統文化的“中醫拔罐”為素材（情境），要求學生運用氣體實驗定律等概念和規律解決真實情境中的問題（考查內容和要求）.本題情境與題設高度關聯且融為一體，學生需要獲取信息（中醫拔罐），進行信息處理（火罐和抽氣罐的結構及工作原理的區別），運用科學思維（對火罐和抽氣罐內氣體狀態變化的對比研究），抓住主要因素，忽略次要因素，抽象概括出理想氣體模型，調動必備知識（氣體實驗定律等）和關鍵能力（信息處理能力等），解決真實情境中的問題，使學生隱性的物理學科核心素養得以顯性呈現，使核心素養的量化考核成為可能.作為中國傳統文化的中醫，在新冠抗疫等領域發揮了重要作用，學生在解題過程中領略了中華優秀傳統文化中蘊含的魅力，感受中華文化的博大精深、淵遠流長，增強了民族自豪感，增強了文化自信.

3 教學啟示

從2020年全國各地物理高考卷來看，試題情境依然成為核心根基，每一份高考卷都由3種類型的情境組成，即“組合式”試題情境、“結合式”試題情境、“融合式”試題情境.高考評價體系引入試題情境以后，在核心價值的引領作用和學科素養的導向作用之下，實現了考査內容（四層）、考査要求（四翼）和考査載體（情境）的“三位一體”考査.在高三物理復習教學中，在試題情境化的設計過程中，既需要將考查內容（四層）、考查要求（四翼）和情境實現有機的關聯、融合，又需要兼顧學生認知實際和情境對試題難度的影響，達到統籌考慮試題的分類分層問題；既要在符合學生認知水平的情況下，對情境素材充分挖掘應用，挑選的情境素材應當與學生學習過的材料有類似性但不相同，考查必備知識，錘煉關鍵能力，又要對情境材料進行多元化呈現，具有一定的復雜程度，發展學生的高階認知能力，培育和發展學生的核心素養；既要立足于新課標、新教材和新高考，又要緊跟時代步伐，密切聯系生產生活實踐，追蹤最新科技成果.