中考物理试题情境化的分析与启示——以武汉市2019-2021年中考试卷为例

娄 雯 侯鑫欢 谢宇航 费 婧 黄 雷 蔡亚璇

(湖北大学物理与电子科学学院 湖北 武汉 430062)

初中学业水平考试(以下简称中考)作为九年义务教育结束后的大型选拔性考试，其试题应客观、有效、可靠地评价学生的物理核心素养.《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称《新课标》)的基本理念强调的物理与社会生活的结合以及科学探究能力的培养都需要在真实的问题情境中落实[1].情境的设置能够激发学生学习物理的兴趣和动机，引导学生思考问题、在探索中解决物理问题，进而发展学生的核心素养.可见，侧重能力立意的情境化命题符合《新课标》的试题命制要求.试题情境是考查学生核心素养和关键能力的载体.良好、高效的试题情境有利于发挥中考的育人功能，提高学生的科学素养.因此，中考试卷的情境化命题就显得尤为重要，应引起足够的重视.

中考试题情境的命题现状如何？本文以武汉市2019-2021近3年的中考物理试卷为例，基于罗日叶的情境类型学[2]，从辨别参数、内容参数和装扮参数这3个一级维度展开，并结合了中考物理试卷的试题特征，重新修改编码二级维度，整理了一个新的框架.以此框架为划分标准，本文对这3年的中考试卷进行了量化的分析和比较，旨在为出题者命制情境化试题提供一个参考视角，为教师研究试题提供一些素材.

1 情境分析框架的构建

1.1 各参数指标的设计

辨别参数即情境的外在特征，即从较浅的层面对试题情境做出的“定性”描述.本文的研究框架将辨别参数划分为3个二级维度，分别是情境特征、期待作业的类型和情境的开放程度.

内容参数即情境呈现出来的内在特征，可以理解为对于一个试题情境，研究者需要深入这个情境的内部，对这个情境做一个较深层次的分析，即“定位”的描述[2].本研究框架将内容参数分为核心素养、涉及的知识模块数目和考查功能这3个维度.需要说明的是：对核心素养的界定，本文采用的是《新课标》上对核心素养的解读[1].在知识模块的数量上，目前使用的初中物理人教版教材将目录划分为22章，它们是“机械运动”“声现象”和“物态变化”等.本文在知识模块的划分中，对于有些联系比较紧密、或者跨度较小的知识，亦或是两者之间存在延伸和拓展关系的章节，将其进行合并.例如：将“光现象”和“透镜及其应用”合并成光及其应用；将“内能”和“内能的利用”合并成内能及其应用.以此为合并逻辑，将教材上给出的22个章节划分成16个知识模块，分别是机械运动、声现象、物态变化、光及其应用、质量与密度、运动和力、压强、浮力、功和机械能、简单机械、内能及其应用、电路与欧姆定律、电功率、生活用电、电与磁、物理与生活.

装扮参数是指学生认知情境的方式或是情境对学生解决问题时提供帮助或阻碍的程度[3].本文的分析框架将装扮参数划分为情境信息的呈现方式和问题与情境的结合程度两个维度.修订后的分析框架如表1所示.

表1 中考试题情境分析框架

1.2 举例说明

列举一道试题展示划分规则.

【例题】(2020年选择题第8题)滑跃式起飞是航母舰载机的一种起飞方式.飞机跑道的前一部分是水平的，跑道尾段向上翘起.如图1所示，飞行员驾驶舰载机从图示位置由静止开始一直加速直至离舰的过程中，下列说法正确的是( )

图1 例题题图

A.飞行员的动能先增加后减少

B.飞行员的机械能一直减少

C.飞行员的机械能一直增加

D.飞行员的机械能先不变后增加

本题答案为选项C.本题的情境是飞机“滑跃式”的起飞方式，属于科技前沿a6；为单项选择题，期待作业的类型为答案选择b1；答案唯一确定，为封闭题c1；对动能、机械能这两个概念进行考查，主要偏重物理观念的考查，划分为d1；考查的知识点只涉及功和机械能这一个知识模块，划分为e1；需要结合情境，提取飞机跑道的特征，以及飞行员在起飞过程中始终处于加速状态的信息，划分为f2；通过图片+文字的方式进行呈现，属于g2；将需要考查的机械能和动能融入这个情境中，划分为h2.因此本题的编码是a6b1c1d1e1f2g2h2.

2 研究说明

2.1 研究对象说明

本文以武汉市近3年的中考物理试卷为研究对象，来窥探中考试题情境的特点.对武汉中考物理试卷的试题数量做了统计，如表2所示.

表2 试题题型与题量分布统计

从表2可以看出，3年试卷的题目数量稳定不变，试题总数有19道，选择题部分12道，非选择题部分7道.非选择题部分设置小问题的试题数量，2019年和2020年一致，都设置了18个小问题，2021年设置了23个小问题，数量较前两年有所增加.本文在情境统计分析时，把每个小问题单独列出来，作为一个题目进行分析.

2.2 研究过程说明

为了减小主观因素对划分结果造成的影响，保证数据的相对客观性，笔者先对本课题组的3名成员进行培训.研究讨论使每个编码的含义和划分标准明确化，例如：对于考查功能，有3个层次，明确对于较低的考查层次，即为识别考查问题，中等层次的为提取相关信息，较高层次的为理解并运用信息[4]；并列举具体试题进行说明和分析，使划分标准清晰化.然后选取2021年的试卷进行试评测，就试评测出现分歧的地方，再次进行讨论，并投票达成一致[5]，最后3名课题组成员对3年的试卷进行正式的编码划分.接着对划分的数据结果进行评判者信度检验.2019-2021近3年的评判者信度如表3所示.

表3 2019-2021近3年试题的评判者信度

评判者信度均处在0.85左右，说明评判结果较可靠，编码划分的数据结果较为客观.

3 数据分析

3.1 辨别参数的比较

3.1.1 情境特征

基于物理学科和中考物理试题的特征，本文将情境的范围划分为课标或教材典型、物理学史、物理实验、自然现象、生产生活和科技前沿6个方面.

如图2所示，在课标和教材典型方面，近3年的占比基本保持稳定，且占据较大比例(2019年占比为20%，2020年占比为30%，而2021年占比约为25.7%)，说明武汉中考试卷命题者较偏重于课标和教材上出现的习题，强调基础知识和基础题型的考查.“物理实验”始终占据最大的比例(2019年约为56.7%，2020年约为36.7%，2021年约为48.6%)，说明武汉市中考物理试卷对实验较为重视，在《新课标》强调科学探究、提高学生科学素养的背景下，以物理实验为情境的试题更受出题者的青睐.

图2 情境特征的比较

在生产生活方面，2019年占比约为16.7%，2020年占比约为26.7%，2021年占比约为14.3%.这也践行了《新课标》上倡导的“从生活走向物理，从物理走向社会”.在科技前沿方面，其占比逐年上升(2019年约为3.4%，2020年约为6.7%，2021年约为8.6%)，且试题情境多以近年的航空科技为背景，体现了中考试题正逐年引导学生形成热爱科学文化、关心科技发展的意识.

情境为“自然现象”的试题在武汉中考题中较少出现，在2019年和2021年均只出现了一道试题，以建筑物和自然美景的水面倒影为情境，考查光的反射这一知识点.在物理学史方面，3年的中考试题均没有出现.

3.1.2 期待作业类型

如图3所示，“答案选择”占主导(2019年约为53.3%，2020年为50%，2021年约为48.6%)，体现了中考试题侧重以答案选择的形式呈现.它的优势为易于考查学生对知识的掌握情况和对学生的能力进行评价.在试卷评阅环节，它在确保客观的同时，也大大缩小了阅卷教师的工作量.在提供解释方面，3年的占比基本保持稳定，和“答案选择”一起占据大约90%的比例，这体现了武汉中考题题型稳定的风格.在绘制图表或作图方面，3年的占比呈现逐年上升的趋势(2019年约为6.7%，2020年约为6.7%，2021年约为8.6%).“描述归纳”“设计实验方案”和“选择+解释”在3套试卷中都没有出现.

图3 期待作业类型的比较

3.1.3 情境开放等级

如图4所示，2019年和2020年的两套试卷均为封闭题型.

图4 开放等级的比较

2021年在实验题部分设置了一个半开放题型，学生可以填上符合题干要求的不同答案.在2021年的试卷中加入半开放的试题，说明武汉中考试卷正尝试从答案唯一确定的封闭题型到发散的开放题型过渡.这也与《新课标》上提倡的发展学生的核心素养、科学探究精神和创新性思维相一致.

3.2 内容参数的比较

3.2.1 试题情境中涉及的核心素养

如图5所示，“物理观念”占比逐年上升(2019年约为33.4%，2020年约为36.7%，2021年约为42.9%)，说明了武汉中考物理试卷注重对学生基础概念和规律的掌握情况进行考查.“科学思维”占比有所下降，但仍占有一个较大的比例.“物理观念”和“科学思维”占据主导，体现了这二者是其他核心素养发展的基础.“科学探究”的占比从2019年的26.7%上升到2021年的28.6%，体现了武汉中考试卷正逐步引导学生形成科学探究精神和动手操作的意识.“科学态度与责任”在这3年的试题中都没有突出的体现.

图5 核心素养的比较

3.2.2 知识模块数目

如图6所示，试题情境中涉及一个知识模块的题目占主导，3年的百分比均占到了80%左右.试题情境中涉及两个知识模块的题目占比基本稳定，3年的占比分别为13.3%，13.3%，11.4%.试题情境中涉及3个知识模块的题目占比较小，2019年相较后两年，其占比略高，也只有6.7%.说明武汉中考试题每一个题目设置的知识广度较小，考查的知识点比较单一.

图6 知识模块的数目的比较

3.2.3 考查功能

如图7所示，“考查并识别相关信息”的试题情境占比逐年上升(2019年为40%，2020年为40%，2021年约为45.7%).“提取相关信息”的试题情境2019年为50%，2020年约为47.7%，2021年为40%，占较大比重.“理解并应用信息”的试题情境在2019年占比为10%，后两年占比稳步上升，分别约为13.3%和14.3%.可以发现，在试题情境信息的呈现中，武汉中考试卷要求学生以识别和提取情境信息为主；在情境中，理解并应用信息的层次要求较高，需要学生获取、处理、加工、输出情境中的信息，能较好地考查学生的物理思维.

图7 考查功能的比较

3.3 装扮参数的比较

3.3.1 情境信息的呈现方式

如图8所示，试题情境以“纯文字”方式呈现的比例比较小(2019年约为13.3%，2020年约为13.3%，2021年约为17.1%).“文字+图片”或者“文字+图表”的信息呈现形式占主导(2019年约为86.7%，2020年为70%，2021年为80%).以“文字+图片+图表”呈现的比例在2020年达到了16%，2021年大约有3%.可以发现，试题情境倾向于以多种形式混合呈现，增加了情境呈现的丰富度.

图8 情境信息呈现方式的比较

3.3.2 问题与情境的结合程度

如图9所示，问题与情境“分离”的占比波动不大(2019年约为36.7%，2020年为30%，2021年约为34.3%)，问题与情境“嵌入”占主导地位，3年的占比均超过了一半(2019年约为56.7%，2020年约为63.3%，2021年约为57.1%)，问题与情境“融合”的占比略有升高(2019年约为6.67%，2020年约为6.67%，2021年约为8.57%).

图9 问题与情境的结合程度的比较

以上数据说明了武汉中考物理试卷的问题与情境以“嵌入”的方式为主，学生需要深入情境内部，提取并加工信息，才能解答问题.随着对学生物理核心素养的要求逐渐提高，中考试题也逐年加大问题与情境融合的占比.

4 总结与启示

4.1 总结

在辨别参数上，情境特征较为稳定，“物理实验”及“课标和教材典型”居多，“生产生活”次之，没有涉及“物理学史”.在期待作业类型方面，“答案选择”和“提供解释”占据主导地位，“绘制图表或作图”占比较小，但呈现上升的趋势.其他的3种出题类型在近3年中都没有出现.在近3年中，前两年都为封闭题型，2021年出现了一道半开放题.

在内容参数上，以“物理观念”和“科学思维”的考查为主，“科学探究”也占到了一个较大的比例，为25%左右，没有试题对“科学态度与责任”进行专门考查.试题情境以单一知识模块的呈现为主，占比达到了80%，2个或3个及以上知识模块的试题情境较少涉及.考查功能以识别和提取试题情境信息为主，理解与运用为辅.在装扮参数上，试题情境多以文字配以图片或图表的形式呈现，文字、图片、图表三者结合的试题占比较少.情境与问题的结合程度不高，情境与问题相嵌入的试题占主导，情境与问题相融合的试题占比较少.

4.2 启示

(1)增加情境的主题范围和真实性

从近3年的数据分析中，情境范围以物理实验、课标和教材典型为主，其次是生产生活.科技前沿和自然现象较少涉及，物理学史没有涉及.丰富的试题情境有利于发展学生的核心素养，因此，中考试题命题者可以增加情境的主题范围，例如，增加物理学家和物理学史的情境呈现，在增添试卷人文特色的同时，可以促进学生形成物理情感，养成科学态度和获得科学精神.真实的情境能考查学生解决实际问题的能力，较好地发挥学科素养的导向作用.在3年的中考物理试题情境中，多以物理知识为情境，命题者可以适当增加真实情境的占比，有效地考查学生的关键能力.

(2)增加情境化试题类型，提高试题的开放程度

从近3年的试题分析中，可以发现“描述归纳”“设计实验方案”和“选择+解释”这3种期待作业类型的试题没有出现.“描述归纳”和“选择+解释”这类试题的加入，可以发挥学生的主观能动性，拓展训练学生的思维，提高学生对知识的综合运用能力[6].开放性试题的命制在一定程度上会伴随着这类题型的产生.尽管开放性试题因其评分的不确定性等因素在中考中受到限制，教育工作者仍有待深入研究它，去借助这一有力载体考查学生的学业水平与能力、锻炼学生发散思维和培养学生创新能力.

(3)增加核心素养中科学态度与责任的占比

从上文的分析中发现，试题情境中核心素养的考查以物理观念和科学思维为主，科学探究的比例也较为可观.但是对科学态度与责任的针对性考查没有出现.科学态度与责任是核心素养的一个重要维度，它可以促进学生正确认识科学本质，养成良好的科学态度，激发学生的好奇心与求知欲，使学生形成社会责任感[7].中考应该尝试去考查学生的科学态度与责任，发挥引领学生价值观的作用.