基于情境类型学的中英高考物理试题的分析与比较

李洪俊 李晓岩

摘   要：试题中问题情境的设计有助于考查学生的学科核心素养。通过从问题情境的辨别参数、内容参数和装扮参数三个维度对中英两国高考物理试题进行比较，发现中国高考物理试题更注重与真实情境的融合和不同模块知识的综合运用，英国高考物理试题更注重情境的开放性和对科学探究能力的考查。基于此，我国高考物理试题应进一步加强与真实情境的融合，增加对科学探究能力的考查，探索开放性试题的设计，以便有效地考查学生的物理学科核心素养。

关键词：情境类型学;高考物理试题;中英比较

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2019）3-0015-4

1    研究緣起

2014 年 9 月，《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》中指出，高考要“依据高校人才选拔要求和国家课程标准，科学设计命题内容，增强基础性、综合性，着重考查学生独立思考和运用所学知识分析问题、解决问题的能力”[1]。《普通高中物理课程标准（2017年版）》（后简称2017版新课标）强调，考试试题的任务情境要与生产生活、科技发展等紧密联系，关注物理学前沿与成果应用，探索设计与现实相关的问题情境，加强对学生应用物理学知识综合解决实际问题能力的考查，强调创新精神和实践能力的考查[2]。素养总是与具体的活动、相关的情境紧密交织在一起，只有当我们在有意义的问题情境中对已经学过的知识进行整合加以调动的时候，才能表现出真正的素养[3]。因而，通过问题情境考查学生的学科核心素养渐已成为高考命题改革动向之一。英国高考（A-level）物理试题中同样强调和突出情境的运用。本文从情境类型学的视角出发，对中英两国高考物理试题中问题情境的特征进行比较和分析，意在为有效利用情境考查学生物理学科核心素养提供建议。

2    研究设计

2.1    研究对象

我国高考自2000年开始实施分省命题，多套高考试题并存，其中全国新课标Ⅰ卷的使用范围较广，使用人数较多;英国国内有三大考试机构实施A-level考试，其中英国资格评估与认证联合会（The Assessment and Qualifications Alliance，后简称AQA）是英国国内拥有考生最多的考试机构。基于此，为探求两国高考物理试题中问题情境的特征及其对学生能力的考查情况，选取2015—2017年全国新课标Ⅰ卷高考物理试题和AQA的A-level物理试题进行分析。

2.2    概念界定与分析框架

“情境”一词在社会学、心理学和教育学等多个学科领域均有所涉及，其内涵界定亦有所不同。其中，比利时学者易克萨维耶·罗日叶（Xavier Roegiers）的界定对研究试题更具参考价值，其指出，问题情境由情境和问题两部分构成，情境所带来的是一个主题和一个背景，而问题则主要指对应的一个障碍、一个有待完成的任务[4]。我国学者结合试题特征认为，试题中的问题情境是指命题者运用文字、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[5]。本研究结合高考物理试题，将物理试题中的问题情境界定为：围绕某一主题，通过文字、数据等呈现背景信息，设计物理问题或任务，为考查学生学科核心素养提供载体。其中，背景信息不仅包括问题情境的性质、呈现方式等外部因素，也涉及解决特定物理问题所需要的认知要求等内部因素。本文依据罗日叶的理论框架从辨别参数、内容参数和装扮参数三个维度对问题情境进行分析，结合物理学科试题特征，参考已有研究[6]，设计分析框架如表1所示。

3    研究结果

根据以上分析框架，对2015—2017年中英两国高考物理试题进行逐题分析，研究结果如下。

3.1    中英两国高考物理试题辨别参数的比较

辨别参数是情境化水平指标的体现，其分值越高，表明试题的情境化程度越高。通过对中英两国高考物理试题中问题情境的辨别参数进行统计，得到的结果如图1所示。从图1中可以看出，英国高考物理试题的辨别参数要高于中国高考物理试题，说明英国高考物理试题整体更加注重情境的融合。

为分析引起上述差异的原因，对两国高考物理试题中问题情境辨别参数的二级维度进一步统计，结果如图2所示。由图可见，英国高考物理试题的辨别参数高于中国高考物理试题的原因在于，英国高考物理试题“情境的开放等级”较高，这也进一步说明英国高考物理试题中开放性的问题较多。继而结合具体试题可以看出：英国高考物理试题中的开放性问题主要体现在论述题中，其注重考查学生对物理问题的分析与评价、对物理现象和物理规律的解释、运用物理术语进行交流表达的能力。

例如，英国AQA的2017年A-level试题第2题。

【题目】 2.一个学生在竖直的金属丝下面不断增加相同质量的重物，并测量金属丝的伸长量。图3所示为他所测得的金属丝所受的拉力与金属丝伸长量的关系图像。

2.1在图上标记出不再满足胡克定律的极限点P。

2.2论述如何使用这些结果或其他测量方法来确定金属丝的杨氏模量。

2.3当金属丝被拉伸到A时，重物被一个一个地拿掉，重新测量金属丝伸长量。在图中画出将获得的图像的形状。

2.4解释图像的形状为什么是这样的？

……

【分析】 试题不但让学生画出重物被拿掉后金属丝所受的拉力与金属丝伸长量的关系图像，还要解释画出图像的形状为什么是这样的。这不仅考查学生对胡克定律的理解，还进一步考查学生应用胡克定律去解释物理现象的能力和运用物理术语进行交流表达的能力，使学生知其然，更知其所以然。试题要求学生论述如何用其他测量方法来确定金属丝的杨氏模量，问题的设计引导学生创造性地思考问题，有利于对学生发散思维和创新能力的考查。

中国高考物理试题的“情境特征”和“模块领域”特征比英国稍高，可见中国高考物理试题更注重真实情境的融合与不同模块知识间的融合，体现出其综合性的特征。尤其是中国2017年高考物理试题非常注重与真实情境的融合。如第14题以模型火箭升空为素材，第15题融入体育运动中乒乓球发球机发球的情境，第 17 题以大科学工程“人造太阳”为背景，第18题融入现代测量技术——扫描隧道显微镜等。

3.2    中英两国高考物理试题内容参数的比较

内容参数是认知任务水平指标的体现，其分值越高，表明试题对学生认知的要求越高。通过对中英两国高考物理试题中问题情境的内容参数进行统计，其结果如图4所示。从图中可以看出，英国高考物理试题的内容参数比中国高考物理试题的要高，可见英国高考物理试题整体对学生的认知要求更高一些。

通过对内容参数的二级维度进行统计（如图5所示）可知，英国高考物理试题的内容参数高于中国高考物理试题，这是由于英国高考物理试题中考查的“科学探究要素”更多。而通过对试卷的进一步分析发现，英国高考物理试题中实验题目数量较多，往往在一个情境下设置多个相互有关联的小题，而中国高考物理试题中实验题目数量相对较少。

此外，中英两国高考物理试题在科学探究要素中（如图6所示）均突出分析与论证的考查，但英国高考物理试题更侧重于评估要素，而中国高考物理试题更侧重于设计实验要素。

3.3    中英两国高考物理试题装扮参数的比较

装扮参数是试题描述水平的体现，其分值越高表明试题表征方式的抽象程度越高。通过对中英两国高考物理试题中问题情境的装扮参数进行统计，得到结果如图7所示。从图中可以看出，中国高考物理试题的装扮参数与英国高考物理试题的装扮参数基本一致，可见两国高考物理试题整体表征方式的抽象程度基本一致。

通过对问题情境不同呈现方式的试题数量比例（如图8所示）的进一步分析可知，英国高考物理试题仅以文字呈现的试题数量比例超过50%，其主要原因在于英国试题的选择题全部以纯文字形式呈现;中国高考物理试题以“文字+图片/图表”方式和“文字+图片+图表”方式呈现的题目数量比例要大于英国，其原因在于中国高考物理试题的所有题型都注重试题的呈现形式，认为用图片或图表的方式有利于促进学生对于试题的理解。

4    研究结论与启示

4.1    研究结论

通过对中英两国高考物理试题中问题情境特征进行比较，可得到如下结论：

（1）英国高考物理试题中问题情境的辨别参数要高于中国高考物理试题，说明英国高考物理试题整体更加注重情境的融合，其主要原因在于英国高考物理试题中问题情境的“开放等级”这个特征值较高，即英国高考物理试题中开放性的问题相对较多。而中国高考物理试题中问题情境的“情境特征”和“模块领域”的特征值都要高于英国，可见中国高考物理试题更加注重在试题中融入真实情境，更加注重在同一情境中整合更多模块的知识，体现了试题的综合性特征。

（2）英国高考物理试题中问题情境的内容参数比中国高考物理试题的要高，主要是由于英国高考物理试题考查的“科学探究要素”更多，这与英国AQA物理考试大纲中对科学探究如何考查及通过纸笔测试考查哪些要素等有着明确的规定有着密切联系。

（3）中国高考物理试题中问题情境的装扮参数与英国高考物理试题基本相等，说明两国高考物理試题问题情境描述的抽象化程度一致。但英国高考物理试题以纯文字呈现的试题数量比例最大，中国高考物理试题的所有题型都注重试题的呈现形式，大部分试题都以“文字+图片/图表”方式呈现。

4.2    启示

（1）我国高考物理试题中应进一步加强试题与真实情境的融合。尽管两国高考物理试题都注重情境的融合，但融入真实情境的题目数量不是很多。物理观念的形成需要大量实际案例的积累，物理观念的考查也需要结合具体的实际情境进行分析[7]。真实情境往往较为复杂，包含的信息较为丰富，融入真实情境试题的解决往往需要学生能从复杂的情境中抓住主要因素，抽象出物理模型，能有效地考查学生模型建构的科学思维。因此，加强物理试题与真实情境的融合，对学生物理观念和模型建构等核心素养的考查具有重要的意义，对物理教学中促进学生物理观念和模型建构等核心素养的达成有着积极的引导作用。

（2）我国高考物理试题中应加强对科学探究的考查。我国高考物理试题考查的“科学探究要素”的数量低于英国高考物理试题。物理实验是培养学生科学探究能力的主要承载，也是考查学生科学探究能力的主要形式。考查科学探究的英国物理试题的数量大于中国，且英国对于物理实验的考查除笔试外，还有实验操作考试。2017版新课标强调应重视科学探究的培养，尤其应重视物理实验[2]。在高考对高中物理课堂教学有着显著反拨作用的现实境遇下，应加强高考试题对实验能力和科学探究能力的考查，以引导高中课堂教学实践加强物理实验教学，发展学生物理学科核心素养。同时，还应在考试大纲中进一步明确科学探究各要素考查的具体形式，尽可能考查到每一要素，尤其是设计实验能力和评估能力。

（3）高考物理试题中应进一步探索增强开放性试题的设计。开放性题目可引导考生创造性地思考问题，有利于对学生发散思维和创新能力的考查。英国高考物理开放性试题的设计值得借鉴。但开放性试题答案的不确定性和不唯一性使得在评分方面不可避免存在着一定的主观性，这在一定程度上限制了开放性试题在高利害的高考中的使用。因此，如何依据物理学业质量水平制定切实可行的开放性试题的评分参考标准，也是值得进一步探索的问题。

参考文献：

[1]国务院.关于深化考试招生制度改革的实施意见[DB/OL]. （2014-09-03）[2018-09-15].http：//www.jyb.cn/info/jyzck/201409/t20140904_596682html.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：61，53.

[3]易克萨维耶·罗日叶.汪凌，周振平，译.学校与评估：为了评估学生能力的情境[M].上海：华东师范大学出版社，2011：6.

[4]易克萨维耶·罗日叶.汪凌，译.为了整合学业获得：情景的设计与开发[M].上海：华东师范大学出版社，2010：6.

[5]孔燕，吴儒敏，朱晓果，等.学术情境试题的目标定位与编制策略[J].中国考试，2016（9）：18-23.

[6]陈志辉，刘琼琼，李颖慧，等.PISA影射下数学学业水平考试的问题情境比较研究——以上海三年中考和新加坡O-Level试题为例[J].比较教育研究，2015，37（10）：98-105，112.

[7]黄恕伯.高考物理试题对高中教学的引导——评2018年高考理综全国卷物理试题特点[J].基础教育课程，2018（Z2）：74-76.

（栏目编辑    赵保钢）