基于核心素养的初中物理开放性试题的命制与评价策略

戴岳为 王海轮 莫洪全

【专家介绍】

戴岳为，长沙市教科院基教室副主任、中学物理教研员，湖南师范大学兼职硕士研究生导师，湖南省物理学会常务理事，湖南省戴岳为中学物理名师网络工作室首席名师。

摘   要：开放性试题能有效考查学生核心素养发展水平，引导教学对学生探究能力和创新精神的培养。在阐述开放性试题的内涵、命题原则及命题策略的基础上，初步建立初中物理开放性试题的评价流程，依据SOLO分类理论对物理学科核心素养的部分维度进行水平划分并建立评分等级表格，通过对典型开放性试题的命题评析及评价，形成基于核心素养的初中物理开放性试题的命制与评价策略。

关键词：核心素养；开放性试题；命制；评价策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（202３）8-0001-5

随着新时代教育评价改革的深入推进，学习评价正在由关注知识和技能立意转向核心素养立意。《义务教育物理课程标准（２０２２年版）》提出“坚持核心素养导向，注重以评价促进学生发展”［１］。在《教育部关于加强初中学业水平考试命题工作的意见》中也提出“合理设置试题结构，减少机械记忆试题和客观性试题比例，提高探究性、开放性、综合性试题比例”［2］。开放性试题灵活多变，在考查学生科学思维、科学探究等核心素养和解决实际问题能力等方面有积极作用。因此，对开放性试题的命制与评价的研究，既有助于全面客观地评价学生的科学思维发展情况，又能引导教学对学生实践能力和创新精神的培养。

基于此，本文将对初中物理开放性试题的命制及评价策略进行探讨，以期为初中物理学科核心素养评价提供一些帮助。

１    开放性试题的内涵

开放性试题是指题设条件不确定、没有固定答案或具有多种解题思路的一类试题。这类试题多以社会热点、生产生活及科技成就等作为情境，问题的提出灵活多变，答案具有非唯一性的特点，能在解决问题的过程中有效考查学生的科学思维和科学探究水平，鼓励学生自主探索、多角度地分析问题。

从结构要素来分析，开放性试题一般可归结为条件开放型、策略开放型和结论开放型等。条件开放型试题中给予的条件不全或者未知，需从结论出发，补充关键性的条件和信息，逐步探求，最后得出符合结论的条件。策略开放型试题中的已知条件和设问往往比较明确，一般通过设计方案或方法来解决题目中的问题，可通过多种思路或者方法得出结论。结论开放型试题的条件一般已充分给定，但是学生作答时的结论不唯一，具有多种可能，需从多角度讨论和思考得到可能的结论。除了以上几种分类情况，某些开放性试题还具有多种情况交叉融合的特点。

２    开放性试题的命制原则和策略

开放性试题以考查学生核心素养为导向，对学生学习、教师教学、教育评价有着指导作用。那么，如何进行开放性试题的命制？我们通过调查研究、命题实践、反思总结等方式得出开放性试题的命制原则和策略。

2.1    开放性试题的命题原则

2.1.1    导向性原则

试题的命制要以立德树人育人导向为根本，以考查学生核心素养为立意，充分发挥考试评价对学生学习和教师教学的导向作用。

2.1.2    科学性原则

试题命制的情境、问题的创设、答案的预设、评价的标准要以课程标准为依据，确保考查的知识内容、难度水平等符合课标的要求、符合测量的指标。从贴近学生真实的学习和生活实际出发科学地创设试题情境，创新试题设问，落实核心素养的全面考查。

2.1.3    规范性原则

试题命制的情境、素材、图像、数据等信息要准确无误，题干的语言表达要清晰，问题创设要表述准确，答案预设要有层级，真正测评学生核心素养的水平。

2.2    开放性试题的命题策略

2.2.1    注重情境的开放性

从优秀的传统文化中创设试题情境。中华文化源远流长，在历史长河中孕育了诸多优秀的传统文化，促进了人类生产生活方式的变革，对人类的思维方式、价值观等都产生了深远影响，为人类文明和社会进步作出了巨大贡献。从优秀传统文化中创设试题情境，可以引导学生在利用所学知识解决实际问题的同时弘扬中华民族优秀传统文化，增强民族自信心和凝聚力。例如，千百年来一直使用的杆秤可算作华夏“国粹”。它制作轻巧、经典，使用也极为便利，作为主要度量工具，活跃在大江南北，代代相传。制秤需要经历大大小小共三四十道工序，传承的不仅是工匠精神，还有公平公正的价值观。以杆秤的制作和使用为情境考查学生的模型建构和科学推理能力，学生在解答问题的过程中，感受中国古人的智慧，增加民族自信和自豪。

从学生的学习和生活实践中创设试题情境。物理与学生的学习和生活息息相关，很多现象蕴含着物理知识，可以挖掘很多素材。这类试题可以引导学生“从生活走向物理，从物理走向社会”，以实践经验为情境，运用所学知识解决实际问题，加强理论与实践的联系，体现学科的实用价值。例如，当用手拎着装有较重物品的塑料袋行走时，時间长了会觉得手很疼，如何解决这个问题？这类情境的运用可以加强物理学习与生活实践的联系，在熟悉的情境中开拓思维，考查核心素养。

从我国科技的发展前沿中创设试题情境，弘扬社会主义先进文化。中国科技发展迅速，从问天到探月工程，上天摘星揽月；从蛟龙号到奋斗号，劈波蹈浪擒龙；从大飞机到中国高铁，跑出世界速度，科技发展的背后是日趋强大的祖国。注重联系社会实践、科技前沿的热点问题，将现实问题通过构建物理模型来创设情境，有利于加强学习与社会发展的联系，引导学生关注社会，增强科学态度与责任等核心素养。

2.2.2    强调设问的开放性

设问指向知识的多样性。不拘泥于单个知识的问题解决，要求学生利用多个知识进行全面的分析。例如，司马迁在《史记》中描述了古人利用杠杆建造了壮丽辉煌的咸阳宫，巍然矗立于八百里秦川，教材通过插图展示了当时的劳作场景。根据抬巨木的情境创设问题：说一说人们在劳动过程中所用到的物理知识。情境中有撬、压等动作，涉及杠杆、压强、摩擦力等多个知识，考查学生对知识的综合运用能力。开放的情境和开放的问题，让学生在情境中不断探索，感受中国古建筑的魅力，同时领略古人的劳动智慧。

设问指向方法的综合性。不仅在知识点的考查方面有多样性，还在问题解决的方式上有多样性，如需要利用控制变量法、转换法、科学推理等科学研究方法进行综合求解。例如，可以用古人利用杠杆建造咸阳宫时抬起圆木的情境创设问题：如何更轻松地抬起圆木？方法一：在不改变支点位置的情况下，让压杠杆的人远离支点移动或挂圆木的位置靠近支点移动以增大动力臂。方法二：利用控制变量法，绳子和人不动，让支点靠近绳子移动以减小阻力臂。方法三：减小阻力，可以让部分人想办法将大圆木抬起一部分。三种方法可以综合使用，得出解决问题的多种方式。

设问指向素养考查的多维性。不局限于核心素养四维度十四要素的单方面考查，设问更多的是兼顾多维度、多要素对学生的核心素养进行全方位、多层次的考查，重点考查学生解决实际问题的能力。例如，在“如何更轻松地抬起圆木”问题中，考查了学生物理观念的运动与相互作用要素、科学探究的证据和解释要素，科学思维的模型建构和科学论证要素、科学态度与责任的科学态度等要素。

2.2.3    突出评价的开放性

（1）预设答案的开放性

由于不同学生审视问题的角度和解题的方法不同，开放性试题往往有两种不确定性。

一是过程不确定。例如，“用手拎着装有较重物品的塑料袋行走时，时间长了会觉得手很疼，如何解决这个问题？”在提绳位置垫一块布或者将物品分成两份装等方式均可达到目的。解决本题要用到压强知识，学生可以根据影响压强的因素，通过减小压力、增大受力面积等多种方式解决问题。

二是答案不确定。例如，“说一说古人在建造壮丽辉煌的咸阳宫情境中所用到的物理知识。”由于问题的开放性，学生解答的过程和答案都有不确定性。一是利用杠杆抬起巨木，利用杠杆可以省力的特点抬起巨木。二是在巨木下面垫圆木，利用滚动摩擦力小于滑动摩擦力的特点移动巨木。三是在支架下垫石块，利用增大受力面积的方式减小支架对地面的压强，防止支架下陷等。

（2）评价等级的开放性

由于开放性试题的答案具有开放性，评价的标准也应与这一特点相对应。

基于ＳＯＬＯ分类理论制订初中物理开放性试题的评价量表，可以根据学生解决问题的层级和能力水平来制订评价策略、进行赋分，对学生的思维水平、能力水平和核心素养水平作出量化的評价，促进教学评一体化发展。

3    开放性试题的评价策略

《义务教育物理课程标准（２０２２年版）》中有提到“综合性、探究性和开放性试题的参考答案，要充分考虑不同学业水平学生的作答情况”［１］。因此，为全面客观地评价学生的核心素养的发展情况，应注重对开放性试题的评价研究。ＳＯＬＯ分类理论是分层评价最常用的方式，接下来将阐述如何基于ＳＯＬＯ分类理论制订初中物理开放性试题的评价量表。

3.1    ＳＯＬＯ分类理论阐释

ＳＯＬＯ分类理论是由澳大利亚教育心理学家约翰 ·比格斯和卡利斯提出的一种以等级描述的质性评价方法。ＳＯＬＯ是英文Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｂｓｅｒｖｅｄ Ｌｅａｒｎｉｎｇ Ｏｕｔｃｏｍｅ的缩写，意思是可观察的学习成果结构，即可以对学生在解决某个实际问题时所表现出来的思维结构进行测量，因此ＳＯＬＯ分类理论主要是评价不同水平的学生在解决实际问题时的表现，五个层级代表了学生对解决某个具体问题的认知水平和思维能力［3］。

3.2    制订开放性试题评价量表的流程

开放性试题的解答过程及最终答案具有不确定性和灵活性，且学生的学业水平及核心素养的发展水平处于不同层级。因此，要根据不同学业水平学生的作答情况制作出可操作的评价量表，即将概括性的学业质量水平转化为可测评的学习结果。制订开放性试题评价量表的流程如图1所示。

首先，是评分标准的确定，根据课程标准厘清题目所考查的知识内容及其对应的认知要求，明确考查的核心素养维度及对应的发展水平，预估可能出现的各种合理答案，然后对答案结果进行分类并划分出相应的等级。其次，在学业质量标准的基础上，根据所考查的认知要求，把试题答案划分到ＳＯＬＯ分类理论对应的层级。如某试题的考查能够达到第４层级“关联结构层次”，则将试题的总分数分配到４个层级中，即对每个层级进行赋分，从而对学生的回答情况进行评分，以此类推。如果对某些学生的答案不能非常清晰地将其划分到某个层级，学生的答案介于两个层级之间，即比某一层级的水平要高，但又未达到更高的层级，则在评价的过程中可划分更为细致的层级并赋予细分。最后，对等级进行赋分后，需对每一个层次的评分标准进行精准描述。

3.3    依据ＳＯＬＯ分类理论确定各维度表现水平的评分等级

通过ＳＯＬＯ 分类理论可对核心素养各维度的发展水平进行等级描述，使得开放性试题的解答过程及结果便于赋分。因ＳＯＬＯ分类理论更适合于对思维的测量，所以表1仅对物理核心素养中的物理观念、科学思维、科学探究三个维度进行水平等级划分。

4    初中物理开放性试题评价实例

4.1    试题案例

生活中导线与插座连接时，有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔，但更好的接法是先将导线裸露端折成“Ｕ型”再插入，如图2所示。这种“Ｕ型”接法可以增大连接处的接触面积，会更安全。请你用学过的物理知识解释其中的道理。

答案：“Ｕ型”接入法可以增大连接处的接触面积，在长度、材料不变时，连接处的电阻小，根据Q=I2Rt可得，当电流、通电时间一定时，连接处产生的热量少，更安全。

4.2    參考评分细则

本题考查影响电阻的因素和焦耳定律的应用等知识内容，知道“Ｕ型”接入法可以增大连接处的接触面积是本题的关键，根据课程标准中的学业质量描述“在面对日常生活中的实际问题时，能运用所学物理概念、规律进行简单的演绎推理，得到结论”［１］。根据SOLO分类理论，该试题的考查达到了第４个层级“关联结构层次”，评分细则如表2所示。

4.3    试题评析

试题是考查有关影响电阻的因素与影响电热的因素的开放性试题，命制过程坚持做到了依标命题，兼顾适切性和科学性的原则。考查内容符合课程标准要求，试题情境贴近学生的学习和生活实际，具有科学性，考查了学生的科学思维及科学态度与责任的核心素养，树立了安全用电的责任意识，培养了学生实事求是的科学态度，提高了运用知识解决问题的能力。

试题的命制注重情境的开放性，从学生的学习和生活实践中创设试题情境。通过生活中导线与插座连接时，“直插”和“Ｕ型插”两种不同接法造成不同结果来创设情境，引导学生“从生活走向物理，从物理走向社会”，以实践经验为情境，运用所学知识解决实际问题，加强理论与实践的联系，体现学科的实用价值。

试题的命制注重设问的开放性，设问指向知识的多样性和学生的核心素养。通过设问“请你用学过的物理知识解释其中的道理”，实质是解释关键词“增大连接处的接触面积”和“会更安全”。设问指向“影响电阻的因素”和“影响电热的因素”等多个知识，同时指向学生的科学思维、科学态度与责任等核心素养。

总体来看，开放性试题以考查学生应用物理知识综合分析和解决问题的能力为基点，通过对判断能力、理解能力、推理能力等高阶思维能力的考查，提高学生的实践创新能力，提升学生的核心素养。不同能力层次的学生解决问题能力的表现不同，因此需在学业质量标准的基础上科学制订开放性试题的评价量规，依据ＳＯＬＯ分类理论的五个结构层次对试题的评分标准进行精准描述及赋分，从而通过对学生思维能力的分级来评定学生的成绩。

参考文献：

［１］中华人民共和国教育部． 义务教育物理课程标准（２０２２年版）［Ｓ］．北京：北京师范大学出版社，２０２２．

［２］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］．（２０１９－１１－１２）． ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｏｅ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｓｒｃｓｉｔｅ／Ａ０６／ｓ３３２１／２０１９１１／ｔ２０１９１１２８＿４０９９５１．ｈｔｍｌ.

［３］孙锦煜．ＳＯＬＯ分类理论：统编教材习作评价变革的实践路径［Ｊ］．华夏教师，２０２３（２）：５３－５5．

（栏目编辑    廖伯琴）