例析初中科学试题情景的有效性

王武平+邵万亮

[摘 要]

试题情景是设计考查问题的基础。通过试题具体实例为背景，从试题情景必须关注的基础性、干扰性、真实性、科学性等方面展开分析，旨在说明试题情景设计的重要性。

[关键词]

初中科学；试题情景；有效性

试题编制质量直接影响教学评价的效度与信度，也直接影响着学生学科素养的构建。影响试题质量的因素除了需要准确的目标定位外，还需要關注情景的优选、考点的梯度、问题的设计、答案及评分的合理性等多种要素，其中适合的情景是试题不可或缺的一个重要组成部分。

一、试题情景的基本涵义

几乎所有的试题都要在一定的情境中设计问题，一旦离开了试题情境，问题设计也就无从谈起。因而，选择合适的试题情境，是设计考查问题的重要基础。“情境与情景同义”，《现代汉语词典》释为具体场合的情形、景象或境地。从概念中可以看出，无论是什么情形、景象或境地，都必须是具体的，具体可感性是情境的特质。目前，虽然对试题情境还没有统一的定义，但对试题情境的内涵认识基本上是统一的。笔者认为，科学试题情境是科学试题立意的材料和介质，情景设置的目的是反映试题立意，实现考查学生基础知识和学科能力的目的。科学试题情景创设的方法具有多种形式，根据其表达方式主要可分为语言文字或图文结合两种形式。心理学认为，情境是对人的直接刺激作用，同样的内容通过不同的情境表达，其效果会有很大的差别。例如，用文字或图解表达某一情景时，理解的结果往往会因对象的不同而有不同的结果。因此，科学试题的编制中，必须考虑情景设置的合理性、有效性、真实性、新颖性、贴近性、科学性等问题。就此，下面通过具体的实例进行分析说明。

二、科学试题情景实例分析

（一）情景设置须建立在学生的经验基础之上

例1（原题） 如图是宁波某小区一种单元防盗门门锁的原理图。其工作过程是：当有人在楼下按门铃叫门时，楼上的人闭合开关，门锁上的电磁铁通电具有 吸引衔铁，衔铁脱离门扣，这时来人拉开门，进入楼内。在关门时，开关是断开的，衔铁在弹簧作用下，合入门扣。图中电磁铁通电时左端磁极是 极。

例1（改编） 图为某小区单元楼梯口的防盗门门锁原理示意图，当有人在楼下按门铃时，楼上的人可通过闭合延时开关（一种预先设定通电时间的开关）把门打开。

（1）闭合延时开关能打开楼梯门的原因，是电磁铁在通电后产生的 吸引衔铁，克服弹簧的弹性势能而使衔铁脱离门扣把门打开。当图中的电磁铁通电时，左端为 极磁极。

（2）当开关断开后，衔铁在弹簧的作用下，重新插入门扣而将门关闭。在该过程中，弹簧的弹性势能转化成了衔铁的 能。

分析：本题利用生活中常见的小区门锁为情景，考查学生对电磁铁原理的了解情况，有利于学生运用学科知识关注生活问题。但是，因不同学生生活经验的差异，使他们对生活情景的认知不同。如有些学生没见过这种门锁，见过这种锁的学生也不了解内部结构。因此，许多学生无法从例1原题的图中获得开门或关门与衔铁运动方向的关系，以及弹簧对衔铁的具体作用情况等。结果，部分学生即使掌握了电磁铁原理，也无法正确解答，这会大大降低试题的信度。而改编题的题图中增加了门框、门等背景，明确了弹簧的具体作用，使衔铁位置与锁的开关清晰呈现，这不但有利于大多数学生了解开、关门的原理，也有利于他们根据门锁的具体结构作出正确的判断，从而大大提高试题评价的信度。可见，用于测评的试题情景须建立在学生的经验之后，应力避学生对情景解读产生的障碍。此外，完善情景后的试题有利于学生进一步了解具体应用的结构或原理，为他们今后从事相关行业的工作打下经验基础，并潜移默化地养成对身边事物进行有效观察和研究的习惯。

（二）情景设置须避免背景资料不清产生干扰

例2（原题） 某风力报警器的风力探头通过中心滑杆可带动下端的金属片上下移动。当风速较小时，仅绿灯亮，电铃不响；当风速增大到一定程度后，绿灯不亮，电铃响发出警报。下列四幅风力报警器的原理图符合要求的是

A B C D

例2（改编） 某人设计的风力报警器的风力探头有如图两种结构，探头下方连着一细长的中心滑杆（一种硬质绝缘棒），中心滑杆下连接一导电性能良好的金属片。将该探头装入下列电路中的目的，是在风速发生变化时，探头带动中心滑杆而上下移动。在风速较小时，探头下方的金属片与B、B接触，绿灯亮，电铃不响；当风速增大到一定程度后，探头下方的金属片与A、A接触，绿灯熄灭，电铃发出警报。符合该报警器要求的原理图是

A B C D

分析：通过对例2（原题）做错学生的错因分析，可知许多学生不了解风力探头的具体结构及作用原理，结果不知道风力探头在此所起的开关作用，导致非知识结构问题的失分。例2经改编后，最大的变化是增加了风力探头的图解和文字描述，使学生能从所增加的相关信息中进一步了解探头在风力变化过程中的变化情况，从而明白其所起的开关作用。这样，学生只要具备流体压强、电路组成等基础性知识，就能根据所给信息正确作答。同时，学生在解题过程中，还能从所增加的题目信息内容中获得课堂中没有学到的一些知识，从而有利于提高他们的学科素养。笔者用例2原题与例2改编题在两个平行班中进行测试，发现改编题得分率比原题提高了16%左右，说明在这两个平行班中至少有16%左右的学生，是因非知识性问题所产生的错误。

（三）情景设置须与科学学科基本性质相一致

例3 俗话说：“鱼儿离不开水”，这主要是因为

A.鱼的体形与水中生活相对应

B.鱼用鳃呼吸，用鳍运动

C.鱼繁殖时，在水中受精和发育

D.鱼有鳞片和侧线

例4 判断下列诗词所描述的月相是上弦月的是

A.今宵沉酒醒何处？杨柳岸，晓风残月

B.月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠

C.月上柳梢头，人约黄昏后

D.春江潮水连海平，海上明月共潮生

分析：例3利用俗语中的“鱼水情”关系作为试题情景，分析鱼儿离不开水的原因。由于学科性质的差异，导致“鱼”所指含义的不同。例如，科学学科中“鱼”既可指个体，也可指种群；既可指物种，也可指类群。若从个体的角度分析，答案为B；若从种群的角度分析，答案B和C都是。例4用诗词作为试题情景，旨在文理学科的整合，但问题出在考查的目标上。若是考查科学学科的月相知识，就需要克服诗词含意解读的目标干扰，明确诗词所表达的具体情景，否则会导致部分学生因不了解诗词含意而错答，这样的结果与月相知识的测评就会出现较大的偏差，从而会降低本题考查目标的信度。此外，若从科学角度解读诗词含意，有时也会产生不同的结果，如“月上柳梢头”涉及观察者的位置问题，若在远处看，月在天际边；若在树下看，月在头顶上，“黄昏月在头顶上”就成了“上弦月”，结果极易产生科学性问题。可见，在科学试题编制过程中，若要应用俗语或诗词等情景，须增加情景含意的解读，以避免不必要的干扰。

（四）情景设置须避免背景资料不清产生干扰

例5 上海世博园中一些场馆的外墙上种植了很多绿色植物，让游人顿觉空气湿润而清新，这是由于绿色植物能进行

A.光合作用和呼吸作用

B.蒸腾作用和光合作用

C.呼吸作用和蒸腾作用

D.光合作用和蒸腾作用

分析：本题以当时的热点新闻材料为素材，命题本意是考查学生运用相关知识解决情景问题（空气湿润而清新）的能力。但问题出在“空气清新”所指的含意上，因为空气清新不仅仅代表含氧丰富，更重要的是“污染性气体、尘埃、PM2.5”等含量低。植物光合作用虽能有效提高空气中的氧气含量、减少二氧化碳含量，但却难以影响其他成分的含量。学生虽能从选项中找出答案，但却是通过解题技巧得到的，这样的题目不但不利于评价，還会影响学生的思维定势，产生“光合作用能清新空气”的错误观点。此外，场馆中的绿化能否达到人体直接感觉出来的效果？若不能，这样的描述也就不利于学生对科学思维严谨性的养成。

（五）情景设置须关注生产实际和学科素养问题

例6 渔民远洋作业时，遇到淡水用完怎么办？

A.渴海水 B.赶快返航

C.将海水蒸馏成淡水 D.吃海生动物得到水

分析：初看题目，首先的感觉是容易排除选项A，但B、C、D三个选项显得纠结，因为这三项都是可行的办法，问题在于三种办法涉及“优选法”的问题。从成本上看，D选项较低；从直接目的看，C选项最佳；从真实情况看可能B更正确。问题出在哪？这涉及学科素养的问题：一般远洋作业，淡水准备是有余量的，正常情况下不会出现这种情况，除非事故等原因导致淡水泄漏，考虑到船上设备、安全、人员数量、作业时间等问题，船老大一般会航行到码头修理并补充淡水。当然，在紧急情况下的短时间内，C、D都是维持生命的方法。可见，命题不只简单的对错问题，而必须考虑对学生学科素养的影响。此外，选择题的表述一般不宜采用疑问句的形式。结合以上分析，可将题目改为“渔民在远洋作业中，盛放淡水的装置意外损坏而导致淡水流失。在这种紧急情况下，不宜采用的方法是”，答案选A，若考虑难度太低，可采用组合选择题的形式。

（六）情景设置须关注学科特质和科学性问题

例7 小明与妈妈去街上买西瓜，看到妈妈将西瓜拎起后轻轻敲击它，根据敲击声来判断西瓜是否成熟，进行判断的根据是声音的

A.音调 B.音色 C.响度 D.波形

分析：生西瓜与成熟西瓜的不同与一般材料的不同是有区别的，它们的不同包括组成成分的种类及含量差异、内部结构分布或细胞间紧密度的不同等。如：成熟西瓜水分、糖分等含量增加，细胞紧密度下降，韧性减小，脆性增大。当我们用相同的力敲击西瓜时，成熟西瓜紧密度小，产生的振幅较大、频率较低。由于响度与振幅有关，音调由频率决定，音色与材料和结构有关，因此本题中的A、B、C三个选项内容都与判断西瓜是否成熟有关。通过本题分析可知，由学科综合而成的许多科学问题不能用单学科思维研究，而应运用综合知识进行具体分析，否则就易导致科学性问题。

[参 考 文 献]

[1]李金波.让考试更科学[M].武昌：武汉大学出版社，2012.

[2]浙江省教育厅教研室.浙江省初中毕业生学业考试研究[M].杭州：浙江大学出版社，2005.

（责任编辑：张华伟）