高考物理試題情境化特征研究

摘" "要：文章基于情境類型學的分析框架，依托高考評價體系從試題情境的3個一級維度（辨別參數、內容參數與裝扮參數）和12個二級維度分別對2022年五套高考物理試題情境進行量化分析。結果表明：全國甲卷回歸教材，注重考查學科基礎知識；全國乙卷對考生的綜合能力要求較高，聚焦關鍵能力考查；福建卷、廣東卷和山東卷物理試題緊密結合真實情境，突出學以致用。文章同時在此基礎上為情境化命題提供幾點建議。

關鍵詞：情境類型學；試題情境；高考物理試題；特征研究

引言

黨的二十大報告指出，教育是國之大計、黨之大計。習近平總書記在全國教育大會上強調，要把立德樹人融入教育各環節，貫穿教育各領域[ 1 ]。培養學生核心素養是這一任務的具體實施路徑，因此核心素養作為試題立意的思想深入人心。《普通高中物理課程標準（2017年版）2020年修訂》提出：核心素養目標總是與具體的活動、相關的情境緊密交織在一起，只有學生在真實問題情境中將所學知識進行整合并加以運用時，才能體現學生的素養水平[ 2 ]。由此可見，通過情境化試題考查學生物理學科核心素養已成為高考命題改革動向，因此從情境設置維度分析高考物理試題是十分有必要的。

縱觀近年高考物理試題研究，主要集中于：從高考評價體系維度中“一核四層四翼”的某一視角出發，對某一套試題或同類型多套試題進行質性評價及賦值量化分析[ 3 ]；基于核心素養對某道題或某類型題進行深入探討分析得出啟示；又或是基于SOLO分類理論分析試題難度、能力層次和內容維度等方面。無疑，這些研究多維度、全方位地對高考物理試題進行了綜合分析，但是，鮮有從情境特征角度對不同試題進行比較分析。

“情境類型學”是比利時學者易克薩維耶·羅日葉（Xavier Roegiers）分析教學中問題情境的理論和工具系統[ 4 ]。羅日葉認為，情境是指學生通過各種支持工具所親身體驗到的環境因素，而這些支持工具則是指為學生提供背景化因素的一組元素，如情境的陳述、插圖、說明、命令等，并且情境的參數可以從辨別參數、內容參數和裝扮參數三個維度進行區分。近年來，這套分析系統被應用于試題情境研究之中。基于此，本研究依托中國高考評價體系，基于情境類型學理論對2022年部分省市高考物理卷進行橫向分析比較，定量描述試題情境，旨在科學全面地刻畫試題情境特征，尋找不同試題情境的命題思路，以期為一線教師日常教學編制習題提供建議，為情境化命題的進一步發展提供借鑒與參考。

1" 研究設計

1.1 研究對象

我國自2017年開始定點實施新高考改革，多套高考試卷并行。為探究我國高考物理試題情境特征，特選取2022年五套最具代表性的高考物理卷作為研究對象。包括由教育部統一命制的全國甲、乙卷，2020年進入第二批地方自主命制的山東卷，以及2021年緊隨其后實行“3+1+2”考試模式的福建卷和廣東卷。將選考題每一小題作為獨立試題進行分析，各套試題數量如表1所示。

1.2 試題分析框架的確定

為更加全面地分析情境化試題，本研究基于羅日葉的“情境類型學”分析框架，結合高考評價體系及物理課程標準，并參考國內現有的情境化試題分析框架[ 5-6 ]，綜合考慮物理試題本身的特征，構建了如表2所示的高考物理試題情境分析框架。

由表2可見，每個一級維度下所包含的二級維度以及每個二級維度下所包含的選項數目各不相同，為便于量化分析，采用我國學者提出的取平均值的分析方法處理數據[ 7 ]：即先求出每個二級維度的加權平均值，如a.情境類型：a=（根據編碼賦值a1=1，a2=2，n1為建構型情境試題數量，n2為真實型情境試題數量），以此直觀呈現出各個二級維度的數值，并且為說明二級維度得分的高低，特取編碼賦值的中間值an=作為基準值進行比較；再將每個二級維度的加權平均值求和取平均值，即可得到每個一級維度的得分，如辨別參數S1=（a、b、c、d分別為辨別參數對應的二級維度，N為二級維度的總數量），最后得到三個維度的數據結果。

2" 研究結果及分析

基于高考評價體系的物理試題情境分析框架，從3個一級維度，12個二級維度的視角對2022年5套高考物理試題進行統計并比較分析，研究結果如下。

2.1" 辨別參數的分析及比較

辨別參數代表情境的真實程度，是指從外部特征認同這個情境屬于某類情境的因素，只描述情境本身，不需要考慮情境內部的描述參數，其數值越大，反映試題情境化信息越貼近于現實生活。如圖1所示，福建卷、廣東卷以及山東卷辨別參數較高，說明這三套高考卷更加注重物理試題與真實情境的結合。例如福建卷中：福建土樓、運動員飛舞綢帶、武大靖短道速滑；廣東卷中：制作豆腐的石磨、滑雪賽道、防疫物資的無人駕駛小車等都是基于真實生活情境[ 8 ]。

該維度設置了情境類型、開放等級、情境來源和期待作業類型這四個二級維度來分析情境的外在特征，如圖2所示。根據情境是否真實可將情境類型分為建構型情境和真實型情境兩類，從“情境類型”維度可以看出，福建卷、廣東卷與編碼賦值的中間值（an=1.5）持平，山東卷得分接近于中間值，說明這三省試題強調創設真實問題情境，注重理論聯系實際；全國卷得分較低，大多數試題是基于課標或教材典型問題，以建構型情境試題為主。根據試題的立意、設問、作答等方面可將試題情境分為開放和封閉兩種等級。其中開放性試題是一種主觀題型，試題參考答案不唯一，以素質考查為目的，有利于培養學生的創造性和發散性思維，但是由于開放性試題在情境材料上的不確定性和評分上的主觀性，高考物理試題仍處于保守狀態，從“開放等級”維度可以看出，2022年五套試題均以封閉性試題情境進行考查。

基于物理學科試題特點，物理試題情境主要源于物理學史、科學探究、傳統文化、科技前沿、自然物理以及生產生活類這六大情境。從“情境來源”維度可以發現，只有廣東卷得分高于編碼賦值的中間值（cn=3.5），福建卷得分接近于中間值，說明這兩套試卷秉承“試題源于生活、應用于生活”的特點，試題情境材料多創設于生產生活實際、科技前沿等相關的真實情境。通過研究發現，其中“物理學史情境”只在福建卷和廣東卷中各考查了一題，分別是奧斯特研究電流磁效應和密立根油滴實驗；“自然物理現象”在福建卷第3題“地球表面附近電場分布”以及山東卷第15題“魚鰾氣室”中有所體現；可以看出，高考物理試題仍以科學探究問題為主[ 9 ]。

試題情境期待作業的類型反映的是各省市高考物理試卷在考查要求上的區別， 2022年五套試卷在該維度上的得分均低于編碼賦值的中間值（dn=3），主要集中在2—2.5分之間，這說明當前我國高考物理試題注重對概念辨析、現象解釋以及計算類型上的考查。統計發現，期待進行計算的試題情境在五省市中占比均為最大，對于具有較高思維水平的“設計方案”作業類型只在全國卷電學實驗題中進行了考查。

2.2" 內容參數的分析及比較

內容參數是指從情境設計的目標進行劃分，描述的是情境的內在特征，在具體解決情境問題的過程中出現，為問題提供支撐，體現了對各個認知任務的水平指標，即學生在解決情境問題時需要獲取、調動并整合的內容，如圖3所示，全國乙卷、山東卷的內容參數較高，說明對學生綜合能力以及認知水平的考查要求較高[ 10 ]。

從內容參數的二級維度進行比較，可具體分析各試題在情境內容設計上的特點，如圖4所示。從“考查要求水平”維度來看，研究中發現，五套高考物理試卷均以高考評價體系為依托，以“四翼”考查要求進行題目設計，但五套高考物理卷得分均低于編碼賦值的中間值（en=2.5），反映出五套試卷強調對學生基本概念、基本規律的考查以及知識點間的融會貫通。從“涉及核心素養”維度來看，五套試卷得分相差不大，且均低于編碼賦值的中間值（fn=2.5），統計發現，五套試卷在學科核心素養上均有所涉及，以此助力學生核心素養的全面發展；在“物理觀念”和“科學思維”上占據主導地位，主要在于這兩方面是培養學生“科學探究”“科學態度與責任”的基石。從“主要考查能力”維度來看，關鍵能力是指考生在面對試題情境時，認識問題、分析問題、解決問題所必須具備的能力，統計發現，五種關鍵能力的考查在五套試卷情境中均有所體現，但五套試卷得分均低于編碼賦值的中間值（gn=3），說明側重于對“理解能力”“推理論證能力”“模型建構能力”的考查；山東卷在此方面得分最高，突顯考生要具備創新思維，應在思想上打破常規。

從“知識技能的整合方式”維度可以發現，全國卷、廣東卷和山東卷得分均高于編碼賦值的中間值（hn=2.5），福建卷得分也接近于2.5，說明五套試卷都集中于對“多點結構”和“關聯結構”層次的考查，要求考生把握知識點之間的邏輯關系，并將知識點結合題干已知條件，進行分析綜合整理進而解決問題[ 11 ]；統計發現，五套物理試卷均設計了“拓展抽象結構”思維層次類試題，意在要求考生具備對問題進行抽象概括、對已知信息進行遷移創新的高階思維能力，同時也使各套試卷兼顧難度和區分度。從“問題之間的關聯性”維度可以發現，五套試卷在該維度上的得分均遠高于編碼賦值的中間值（in=1.5），說明大部分的試題各個問題之間都是彼此依存或則后者基于前者的關系，其中福建卷得分高達2.4，說明大多數的題目對前一個問題的解決都會影響后一個問題，以此考查學生的遷移變通能力，同時也降低了試題難度。在分析過程中發現，只有一個問題或彼此獨立的試題大多源于選擇題，這也符合選擇題的命題特點。

2.3" 裝扮參數的分析及比較

裝扮參數是指試題情境給予學生引導幫助或者設置障礙的相關參數，表明真實情境到試題情境之間的差距程度，是試題描述水平的體現，其數值越大，反映試題情境表征方式的抽象程度越高。如圖5所示，全國乙卷、福建卷、山東卷裝扮參數較高，說明試題與情境結合更加緊密，對已知條件的處理更加復雜，隱蔽信息提取的難度更大。

如圖6所示，從“情境信息呈現方式”維度來看，福建卷、山東卷得分與編碼賦值的中間值（jn=2）持平，全國卷、廣東卷略低于中間值，說明五套試卷情境信息呈現方式在“文字+圖片/圖表”中占據絕大比例，只有少數題目僅以文字進行情境信息呈現，這反映了高考物理試題信息載體豐富，考生需要從文字、圖片或圖表中獲取有效信息，建立關鍵信息之間的邏輯關聯，并與已學知識進行嫁接整合，從而解決物理問題，考查考生的信息獲取與加工能力。

從“問題與情境結合程度”維度可以看出，五套試卷得分相差不大，且均大于編碼賦值的中間值（kn=2），說明大部分試題與情境緊密結合，要求考生深入理解試題情境，從情境中提取有效信息，抽離出物理模型，并運用物理方法分析解決實際問題。從“對已知條件的處理”維度可以看出，全國乙卷得分最高，全國甲卷、福建卷得分與編碼賦值的中間值（ln=2）持平，說明這三套試卷大多數題目將已知條件隱藏在圖像或圖表之中，已知信息隱蔽或需要加工的試題占比較大，注重對信息獲取與理解能力的考查。

3" 研究結論及命題建議

基于高考評價體系的物理試題情境分析框架，對2022年五套高考物理試卷情境的分析與比較，現得出以下研究結論。

3.1" 研究結論

從辨別參數上看，2022年五套高考物理試題情境大多來源于科學探究問題，主要是對物理學科知識的探究。福建卷、廣東卷和山東卷試題情境致力取材于多個來源，以生產生活和科技前沿類情境為主，但是大多數試題情境仍以建構型為主導；雖然所有的問題均是封閉性試題，但是有些試題設問靈活，解題路徑多樣，類似開放性試題的作用，培養學生的發散性思維以及通法的應用；此外，五套試卷在期待作業類型上豐富多樣，不同的考查要求旨在助力考生在技能、情感、態度和價值觀等方面的全面發展。

從內容參數上看，基于“四層四翼”設計的三個維度在各套試卷中占比高度一致，這說明五套試卷均以高考評價體系為依托進行題目設計，得分略有差異體現出各個省市之間的出題風格與特色。比如福建卷深入強調物理觀念，廣東卷更注重對基礎知識的考查，山東卷突出對創新能力的培養等。另外的兩個維度“知識與技能的整合方式”以及“問題之間的關聯性”是體現五套試題情境目標設計差異的主要原因，統計發現，全國甲卷在這兩個維度得分較低，說明考查內容立足基礎，緊扣新課程標準要求，促進課堂回歸教材；全國乙卷得分較高，反映出試卷考查的范圍更廣，試題綜合性更強。

從裝扮參數上看，信息呈現方式不同，試題情境化程度也就不同。從上述分析可以看出，五套試卷大部分試題都是以文字加圖片或圖表進行呈現，因此試題與情境的結合程度也隨之較高，有些信息是隱藏在文字表述、圖片或者圖表之中的，有些信息又是干擾考生正確解題的無效信息，這就需要考生從情境中抽象出物理模型，將有效信息提取出來并加以整合，這樣才能正確解決物理問題。

3.2" 命題建議

（1）加強情境設計，突出學以致用。

根據辨別參數的分析，縱觀2022年五套高考物理試卷，試題緊密圍繞與學科相關的生產生活、科技前沿、科學探究及物理學史等多個領域廣泛選取素材，呈現了豐富的情境來源，強調理論聯系實際，突出學以致用，引導考生基于學科素養解決物理實際問題。這就要求一線教師在編制習題時，要聯系生活實際、前沿科學的動態和發展，使用貼近時代、貼近社會、貼近生活的素材，創設生活實踐問題情境，從物理走向生活，擴展學生視野。

（2）依托評價體系，落實立德樹人。

根據內容參數的分析，五套高考物理試卷依托“一核四層四翼”的高考評價體系，體現核心功能的同時聚焦關鍵能力的考查，實現從“考知識”向“考能力”、“考做題”到“考做事、做人”的轉變。高考作為教學的指揮棒，教師在日常教學中應依托評價體系編制試題，試題內容應涉及物理學的基本概念、規律、思想和方法，加大對基礎知識的融會貫通和靈活運用，注重對常規模型的拓展創新及不同模型的綜合分析。試題編制應通過“四層”規定命題內容、通過“四翼”保障命題水平，這樣才能更好地落實立德樹人根本任務。

（3）規避題海戰術，強化素養導向。

根據裝扮參數的分析，一線教學中的習題編制，應豐富試題信息呈現方式，創新設問角度，注重考查一些通用性的物理方法。要突出規律的靈活應用，做到一題多解、一式多變，鼓勵和引導學生從多角度主動思考、深入探究，培養學生的創造性思維；同時還應加強試題與情境的結合程度，引導學生深入情境，從文字、圖片或表格中獲取解決問題的關鍵信息，以此規避“機械刷題”和“死記硬背”等現象；同時還應提升學生學習物理的獲得感，并在運用物理知識分析解決情境化問題的過程中，判斷學生綜合素質的達成水平，強化素養導向。

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