高考评价体系下物理试题情境分析框架构建与应用——以2020～2022年部分高考物理试题为例

钟 仪 皮飞鹏

(广州大学物理与材料科学学院,广东 广州 510006)

1 问题的提出

《中国高考评价体系说明》明确指出,情境是实现“四层”考查内容和“四翼”考查要求的载体,对考查和培养学生的物理学科核心素养具有关键作用.[1-2]而对物理试题情境的评价研究需在深化物理科考试内容改革的实践中进行完善.[3]试题情境的评价方式多种多样,[4-5]其中比利时学者罗日叶提出的“情境类型学”分析框架[6]因其理念及操作方式与国内观点相契合,受到了越来越多学者的关注.[7-9]

2021年是广东、江苏等8个省市正式实行3+1+2新高考改革的第一年,物理试题随之由统一命题转变为自主命题,其考查内容、方式及试题情境的设置等都有较大的改变.对改革时间节点前后、不同省市地区统一命题及自主命题的高考试题情境进行比较,分析不同试题情境的设置特点,有利于了解物理学科高考对“四层”“四翼”的落实情况.本文将构建试题情境分析框架,对2020—2022年全国甲卷、全国乙卷、广东卷及江苏卷进行量化分析,试图从情境类型学的视角解构试题的情境化水平,分析不同试题之间的异同.

2 试题情境分析框架的构建

比利时教育家易克萨维耶·罗日叶提出了以“情境”为核心的整合教学理论.他认为教学要在情境的基础上进行,对学生的评价也必须将学过的知识融入具有实际意义的问题情境中,通过知识整合以及运用,才能评价学生的能力及素养.[6]为此,罗日叶构建了描述情境的参数框架——“情境类型学”分析框架.

本文以罗日叶的分析框架为基础,结合中国高考评价体系以及物理学科特点,参考已有的试题和教材习题情境分析框架,[7-9]对各参数维度进行了修订和设计.在具体试题分析中,对框架不断调整,通过修正或删减部分二、三级维度提高其内容效度,最终得到包含3个一级维度、9个二级维度和27个三级维度的分析框架,如表1所示.

表1 试题情境分析框架

维度参数设置具体解释如下:(1) 辨别参数通过对情境来源真实与否、设问方式(期待的作业类型)灵活程度及问题开放程度等的分类,得出试题情境的真实性及灵活性.该值越高,说明试题设计的背景信息更贴近于真实生活,对学生的抽象建模及综合解题能力有更高的要求.(2) 内容参数涉及试题对物理学科核心素养的考查、问题关联程度及学生寻找解题方法的难易程度.该值越高,越能体现试题考查学科素养和关键能力的综合性和应用性.(3) 装扮参数是对试题情境呈现的衡量,针对同一个情境、图文等不同呈现形式会产生不同的情境化程度.该值越高,对学生获取整合信息及学以致用的能力就有越高的要求.

3 高考试题情境的比较分析

本文选择2020至2022年间的部分高考物理试卷作为研究对象,包含全国甲卷、全国乙卷、广东卷及江苏卷.

全国卷由教育部考试中心组织命制,新高考的全国甲卷为原全国卷Ⅲ,全国乙卷由原全国卷Ⅰ、Ⅱ合并,而江苏省及广东省作为第三批实施新高考的省份,其试题的情境创设具有较高的参考价值.参照全国卷使用地区的划分,广东省在2021年改革前使用全国卷Ⅰ,因此将2020年的全国卷Ⅰ归入广东卷,全国卷Ⅱ归入全国乙卷进行分析.另外,试题选考部分的大题都包含两个小题,每小题所考查的内容和题型有所区别,所以将每小题都单独作为一道完备的试题进行量化.

根据前文构建的试题情境分析框架,对2020～2022年的高考物理试题进行逐题分析,结合加权平均的方法量化所得数据,研究结果如下.

3.1 试卷情境化程度纵向比较分析

对2020～2022年的12套试卷数据处理的结果如图1所示.

图1 高考试题2020～2022年发展

整体上看,全国甲卷在经历新高考调整后的2021年,3个参数变化幅度较明显,2022年3个参数都有所提升,呈现出情境化的发展趋势.其中辨别参数(S1)和装扮参数(S3)逐年上升;内容参数(S2)则在实行新高考后有小幅度下降,随后有所上升.

全国乙卷(2020年为全国卷Ⅱ)3个参数的波动较大,存在明显的起伏.辨别参数相较其余两个参数较为平稳,但在2022年达到低值;内容参数和装扮参数在2021年都存在最低点,随后在2022年有了较大幅度的提升.

广东卷与全国乙卷的3个参数整体上的走势相对接近,但波动幅度较小.辨别参数在2021年较高,3年来基本维持在同一水平;内容参数和装扮参数则都在经历新高考后有逐年上升的趋势.

江苏卷的辨别参数和装扮参数起伏较小,其中装扮参数在2021年新高考实施后有所增高,且连续两年持平;内容参数在实行新高考后有较大回落.

总体而言,近年的全国甲卷和广东卷的辨别参数变化较小,尤其是广东卷基本趋于平稳,全国乙卷和江苏卷辨别参数有相对明显的起伏.分析内容参数,可以看出除全国甲卷外的试卷都有一定波动,其中全国乙卷和广东卷逐年升高;全国甲卷及江苏卷的装扮参数有上升的趋势,全国乙卷和广东卷的波动较明显.

3.2 试卷情境化程度横向比较分析

将不同试卷的3个参数分别制成雷达图,可以更直观地比较其在不同年份的情境化程度.

如图2所示,全国甲卷和广东卷的辨别参数3年来较为稳定,情境化程度呈现平缓上升的趋势.全国乙卷和江苏卷波动较大,但4套试卷的辨别参数在2022年的试题设计中差别达到最小,均集中在1.53～1.58之间.

图2 2020～2022年试题辨别参数及其二级维度比较

如图3所示,全国乙卷和广东卷的内容参数相对较大,且在2022年达到最大,超过其他两套试卷的内容参数值.广东卷的内容参数3年来均保持在较高的数值;全国甲卷在2020～2021年几乎与全国乙卷重合,2022年略有增长但较稳定,增幅小于全国乙卷;江苏卷2022年内容参数较低.

图3 2020～2022年试题内容参数及其二级维度比较

如图4所示,全国甲卷和江苏卷的装扮参数较稳定且数值较大,全国乙卷和广东卷数值较小.4套试卷都在2022年达到较高的装扮参数,说明试题与问题情境的结合程度越来越高,需要学生调动更多的物理知识和学科方法来完成题目.

图4 2020～2022年试题装扮参数及其二级维度比较

4 讨论

辨别参数代表试题所设置情境的真实、复杂程度和设问方式的灵活程度.具体来看,各试卷中“建构(a1)”的试题情境占大多数,建构型情境通常提供学生熟悉的物理模型以考查其知识基础,不同于静态知识的考查,作为可迁移知识的物理模型可以关联必备知识与关键能力这两个考查内容,表明高考评价体系“四翼”中的基础性考查要求已反映至目前的试题编写中.根据评价体系,试题有必要设置更贴近生活的真实情境,从而提升其应用性.同时,试题中跨学科的题目设置多呈现逐年上升的趋势,体现了不同学科内容融会贯通,相互关联的全面发展教育导向.从整体上看,各试卷辨别参数多处于1.4～1.6之间,全国甲卷、广东卷和江苏卷情境化程度稳中有进,呈现上升的趋势.全国乙卷波动较大,可以调整“建构”与“真实”情境的占比,增加真实的情境来考查学生应对生活事件的整体素质,提高综合性,让学生感受课堂所学内容中蕴含的应用价值.各试卷题目设问方式多对应“四层”的“必备知识”和“关键能力”,可以适当增加“提出实施建议”“设计实验方案”“质疑创新”等类型的题目,以“核心价值”和“学科素养”为导向,调动学生主动思考,提高对思维方法的考查.

内容参数反映学生在问题解决的过程中综合应用知识与方法的程度.不同试卷的内容参数有所区别,且波动较大;但大趋势相同,即不断提升对核心素养的综合考查,加强问题的关联性并适当提升学生自主建构模型、创设解题方法的可能性.全国乙卷和广东卷通过对知识模块的综合考查,和对学生建模解题能力提出的较高要求,提高了内容参数.全国甲卷注重凸显核心素养考查的多样性,将内容参数值维持在稳定的水平上.参照融合了各学科课程标准中核心素养要求的高考评价体系,可知目前的试题已能够在强调综合、应用性基础上考查学生学科核心素养.“科学态度与责任”作为核心素养的其中一个方面,与“四层”中的“核心价值”息息相关,其考查方式还需在实践中不断丰富完善,以促进素质教育德育目标的实现.

装扮参数越高,说明试题的情境设置更接近生活的实际,且已知条件和信息更加隐蔽,学生需自己寻找选择有用信息,以便整合构建解题方法.全国甲卷、乙卷、广东卷和江苏卷试题的真实情境大多来源于生产生活、最新科技成果和时事热点.可以看出,高考试题重视将情境真正融入解题过程中,提高求解试题答案与情境本身设置的相关性,贴合“四翼”中的应用性和创新性要求,贴近时代社会和生活实践,体现了对学生主动思考,迁移课堂所学、理论联系实际,完成开放性任务水平的测量与评价.

5 结论

本文通过构建基于情境类型学的试题情境分析框架,结合加权平均方法,对全国甲卷、全国乙卷、广东卷及江苏卷的情境化程度进行了比较分析,得出了以下结论.

(1) 高考物理试题的情境化程度呈现出逐步上升的趋势,情境来源的真实性提高,题目的设问类型逐渐丰富.

(2) 高考物理试题对“物理观念”及“科学思维”核心素养的考查丰富,问题间的关联性增强了对学生知识整合程度的考查,知识考查从静态知识转向了可迁移知识,能较好地体现“四层”“四翼”的考查内容和要求,但可适当加强“科学态度与责任”的考查.

(3) 高考物理试题多结合图表进行呈现,寻找已知条件的难度适中,问题与情境的结合程度逐年提高,体现了试题的应用性和创新性.

不同层级的情境化试题可以使学生发挥不同水平的必备知识、关键能力和学科素养,从而考查学生在“四层”内容上的表现水平.我国高考物理试题要“情境化”,也要达到在有限的时间内测试选拔高层次人才的目的,因此需在实践过程中不断优化各层各类情境化试题的结构及形式,以达成“立德树人、服务选才、引导教学”的最佳效果.本文基于情境类型学分析框架对高考试题情境进行量化统计,是选取一种角度对试题情境化程度做分析,为探求高考试题的最佳情境化程度提供参考.