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初中学业水平考试物理试题情境类型构建

2021-06-06朱行建

中学物理·初中 2021年3期
关键词:学业水平考试

摘 要:本文通过对试题情境的文献分析,构建了初中学业水平考试物理试题情境的分析框架和类型,中考物理试题情境主要类型有情境1.0,即借情境引出话题;情境2.0,即借情境考查知识点;情境3.0,即解决情境中的问题,并通过2020年宁夏初中学业水平考试物理试题进行了例证.

关键词:物理试题情境;类型构建;学业水平考试;情景融合

中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1008-4134(2021)06-0041-03

作者简介:朱行建(1964-),男,安徽宣城人,硕士,中学高级教师,天津市特级教师,教研员,研究方向:中学物理教育测量与评价.

试题由立意、情境、设问三个要素构成,立意是试题的考查的目的,情境是实现立意的材料和介质,设问是试题的呈现形式.因此,情境的设计对考查目标的实现有着重要的作用.下面以情境文献分析和2020年宁夏初中学业水平考试(以下简称中考)物理试题为例,讨论中考物理试题的情境类型.

1 试题情境定义

易克萨维耶·罗日叶(XavierRoegiers,以下简称罗日叶)是比利时著名教育学家,他在《学校与评估:为了评估学生能力的情境》提出:“一个情境主要包括两个组成部分:支持工具和命令.支持工具是一组呈现给考生的物质因素,比如,书面文章、插图、照片、视频、音频材料等.命令是从既定的支持工具出发,明确向考生提出的一组答题指示.”[1]根据这一观点,我国学者孔燕将试题情境定义为“情境是对现实情境的再现,一般是命题者运用文字、数据、图像等方式围绕某个主题加以营造,为呈现信息提出问题、达成立意(测评目标)提供载体”[2].

2 试题情境类型文献综述

罗日叶认为,情境类型由辨别参数、内容参数和装扮参数三个维度构成[3].辨别参数是包括情境主题、作业类型及开放程度等要素的外在特征;内容参数是包括运用的知识、使用的方法、技能及价值观等要素的内在特征;装扮参数包括情境的呈现方式有关参数等要素的感知情境的方式.

王俊民等根据罗日叶的情境类型理论,以国际五个大规模测试构建了国际大规模科学学业测试的试题情境分析框架[4],其中,辨别参数主要有情境范围(学科的、个人的、区域的、全球的)、情境主题(学习内容、日常生活、科技史、科技前沿、环境与自然)、学科领域(单学科、多学科、学科间)、所致力于发展的学生型面(学科问题解决者、环保主义者、关心日常生活、科技探索者)、期待作业类型(答案选择、提供解释、描述归纳、提出实施建议、设计实验方案、绘制图表、选择+解释)、情境开发等级(封闭、开放).内容参数主要有运用的知识(物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、科学的本质、程序性知识)、使用的能力或素养(解释现象、科学探究、科学交流、科学推理、解决问题、理解数据与证据、参与和贡献)、态度(有、无)、问题之间的关联(彼此独立、后者基于前者)、问题与背景的相关性(高度相关、弱相关)、问题与具体知识的相关性(高度相关、弱相关)、是否涉及数学或公式计算(是、否).装扮参数主要有情境的图形呈现(只有文字、只有图片、只有视频、文字+图片、文字+图表、文字+视频、文字+图片+图表).

龚伟等对我国中考化学試题情境进行了分析,构建了中考化学试题情境的分析模式[5],分为情境来源、呈现方式、试题情境的层次和试题情境的考查功能等四个方面,情境来源从范围上可以分为“社会与生活”“化学学科知识”“科学技术(含科学史)”“学习方法”“跨学科(从陌生度上可以分为熟悉和新颖)”.呈现方式从种类上可以分为“实验图”“模型图”“数据图”“关系图”“实物图”,从多样性上除用文字(含化学用语)表述外,各试题情境采用了多种呈现方式.试题情境的层次可以分为“情境与试题考查内容无直接关系”“将要考查的内容融入素材之中”“提供学习性材料供考生考场自学”三个层次.试题情境的考查功能分为“识别考查问题”“提取关键信息”“理解并运用信息”三个层次.

孔燕等对国际三大著名测试的分析,构建了科学测试的情境试题的三种层次[2],即学科情境、生活情境和学术情境.学科情境是用学科符号、语言,按照学科逻辑呈现的形式化的情境,一般与教科书上的典型问题模型一致,学生对模型比较熟悉,学生答题比较顺手.生活情境是用淡化学科痕迹的语言、图像,按照事项发展内在逻辑呈现的真实情境,一般取材于真实的生产或生活实际,与教科书上的典型模型有距离,由于这些情境贴近学生生活,学生只要认真分析情境就能运用相关物理概念和规律解决问题.学术情境是指以真实科学情境为背景,按照学术研究一般路径呈现信息,由于情境既不是教科书上的典型模型,又与学生生活相距较远,学生需通过仔细分析情境,提取有关信息,合理重组知识才能解决相关问题.

3 中考物理试题情境类型的构建

根据上述文献,以文献中的共性和物理学科的特点作为确定中考物理试题情境类型的原则.中考物理试题情境类型采用罗日叶情境分类理论,由辨别参数、内容参数和装扮参数维度构成.在辨别参数的指标构建中,王俊民等构建的科学试题情境分析框架中的“情境主题”与龚伟等构建的分析模式中的“情境来源”含义一致,我们把情境来源作为辨别参数的一级指标,但其情境来源的具体指标比较适合化学学科,孔燕等构建的情境试题的三种层次,即学科情境、生活情境和学术情境与物理学科特点一致,我们选取它们作为辨别参数的二级指标,并根据学生对情境材料的熟悉程度可划分为学生陈旧熟悉、新颖熟悉和陌生新颖三个方面.在内容参数的指标构建中,王俊民等构建的科学试题情境分析框架中的 “使用的能力或素养”与龚伟等构建的分析模式中试题情境的考查功能含义一致,我们把试题情境的考查功能作为内容参数的一级指标,其试题情境考查功能“识别考查问题”“提取关键信息”“理解并运用信息”的三个层次作为内容参数的二级指标,考查的功能由低到高分别是较低、中等、较高.在装扮参数的指标构建中,王俊民等构建的科学试题情境分析框架中的“情境的图形呈现”与龚伟等构建的分析模式中“呈现方式”含义一致,但,情境的呈现更重要的是与问题的契合程度,因此,我们选取龚伟等构建的分析模式中试题情境层次作为装扮参数的一级指标,情境层次二级指标按照情境与问题的契合程度分为三个方面,分别是情境分离,即“情境与试题考查内容无直接关系”;情境嵌入,即“将要考查的内容融入素材之中”;情境融合,即“提供学习性材料供考生考场自学”.因此,中考物理试题情境类型分析框架见表1.

考虑到在试题情境中装扮参数容易识别,以装扮参数中的二级指标为基础,将辨别参数和内容参数的二级指标任意和装扮参数中的二级指标组合构成试题情境的类型,我们将这种组合的情境类型称之情境1.0(借情境引出话题)、情境2.0(借情境考查知识点)和情境3.0(解决情境中的问题),即以“情境分离”为基础,其他2个参数指标任意组合构成情境1.0;以“情境嵌入”为基础,其他2个参数指标任意组合构成情境2.0;以“情境融合”为基础,其他2个参数指标任意组合构成情境3.0.至此,我们建构中考物理试题情境是1.0、2.0和3.0.

4 试题情境类型例证

根据以上建立的试题情境类型,我们选取2020年宁夏的中考物理试题进行说明.

4.1 情境1.0 借情境引出话题

这类情境类试题特征见表2.

例题1 建设具有国际先进水平的空间站,解决较大规模的、长期有人照料的空间站应用问题,是我国载人航天工程“三步走”发展战略中第三步的任务目标.2020年5月5日18时,长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功,正式拉开我国载人航天工程第三步任务的序幕.如图1所示,是火箭首飞时的情景∶该火箭起飞后,火箭相对于发射架是的;地面控制中心通过波向它发出指令;火箭升空过程中,发动机的工作原理相当于四冲程内燃机的冲程.此过程,火箭箭体与空气摩擦会发热,这是通过改变箭体的内能.

分析:本题前面的背景材料文字太长,且后面的解答与前面的材料完全无关,因此,本题的解决不需要情境材料的支持,情境与考查内容分离.试题的考查内容与教科书的内容基本一致,学生比较熟悉,试题取材于学科情境.试题要求考生从试题情境中识别考查内容,考查能力层次较低.

本例题我们选取的是情境分离、学科素材和对低层次能力考查的组合.情境分离也可以和其他参数组合,均称为情境1.0.

4.2 情境2.0 借情境考查知识点

这类情境类试题特征见表3.

例题2 人类正面临能源危机,为了找到更节能的光源,科学家做了大量的实验,实验发现表4中的IED灯和白炽灯在正常工作时,光照强度相同.请通过计算回答下列问题∶

(1)LED灯正常发光时的电流是多大?

(2)LED灯正常发光时的电阻是多大?

(3)正常工作10h,使用LED灯比白炽灯要节约多少电能?

分析:试题要求学生掌握电流、电阻、电功率、电能等多个物理概念,考查内容鑲嵌情境中.试题情境比较新颖,材料来源于生活.学生能够很快在情境中提取需要的相关数据运用物理知识去分析问题并解决问题,考查能力层次中等.

本例选取的是情境嵌入、生活素材和对中层次能力考查的组合.情境嵌入也可以和其他参数组合,均称为情境2.0.

4.3 情境3.0 解决情境中的问题

这类情境类试题特征见表5.

例题3 在中国科技馆“探索与发现”展厅里,有一件十分神奇的展品——磁液宝塔,如图2甲所示.磁液是一种具有磁性的液体,它既具有液体的流动性,又具有固体磁性材料的磁性.磁液槽中有三个圆锥体,当用手转动展台下方的手柄时,磁液就会沿圆锥体爬升,手柄转动速度越大,磁液爬升的速度也越大,如图2乙所示.手柄停止转动后,爬上圆锥体的磁液会落回磁液槽.

请根据以上介绍,从力学或电磁学角度提出一个物理问题,并用所学的物理知识进行解释.

分析:试题通过磁液宝塔情境的设计,指出当用手转动展台下方的手柄时,磁液就会沿圆锥体爬升这一现象,要求学生提出磁液为什么上升这一问题,运用感应电流、电流通过电磁铁产生磁场等知识,回答磁液沿圆锥体螺旋爬升问题.

试题情境与问题深度融合.试题取材于学术情境,考查内容及知识需要从材料中提取,通过自学迁移解答试题,本题需要学生根据情境自己提出问题,再解决问题,是完全开放的问题,考查能力层次较高.

本例我们选取的是情境融合、学术素材和对层次能力考查的组合.情境融合也可以和其他参数组合,均称为情境3.0.

参考文献:

[1]张均.易克萨维耶·罗日叶情境化命题思想的启示[J].中国考试,2013(06):26-32.

[2]孔燕,吴儒敏,朱晓果.学术情境试题的目标定位与编制策略[J].中国考试,2016(09):18-23.

[3]王俊民,卢星辰,唐颖捷.国际大规模科学学业评估的试题情境比较研究——基于情境类型学的量化分析[J].中国考试,2019,00(02):32-40.

[4]龚伟,王玮,丁珣.中考化学试题情境创设的系统研究[J].化学教育,2013,34(05):49-51.

[5]冯楠,王林.2015年高考物理试题情境分析[J].物理通报,2016,35(02):88-92.

(收稿日期:2020-12-23)

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