朱行建工匠人才创新工作室 2022-01-23 19:41
1.引言
情境是运用文字、数据、表格、图像等形式，围绕一定主题加以设置的，为呈现解题信息、设计问题任务、达到测评目标、实现育人导向而提供的载体。情境的合理创设能够在生疏的定义概念、复杂的逻辑和学生现有的思维能力间，搭起一座宽阔的桥梁，有助于学生运用物理学科必备知识解决生产生活中的实际问题。笔者仅以2020年全国各地中考物理试题为例进行分析，谈自己对情境化试题设计的一些思考。
2.物理情境化试题的问题指向
情境化试题要能体现物理学科本质，反应学生对核心主干知识的掌握情况，驱动学生进行辨别﹑分析﹑综合﹑判断﹑建构﹑决策等各类解决问题的探究活动，促进学生核心素养的发展。下面以“二力平衡”为例，选取四则典型例题进行简要分析
例1（2020福建）如图所示，一轻质弹簧（即重力不计），上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别给出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是（ ）
A. G与F3是一对平衡力
B. G与F3是一对相互作用力
C. F1与F2是一对平衡力
D. F1与F2是一对相互作用力
【解析】重为G小球悬挂在铁架台水平横杆上，由图可知F1是弹簧对小球的拉力，F2是小球对弹簧的拉力，F3是铁架台的水平横杆对弹簧的拉力；根据平衡条件可知，重力G与F1是一对平衡力，F2和F3是一对平衡力，F1与F2是一对相互作用力，G与F3是既不是平衡力也不是相互作用力。故ABC选项错误，D选项正确。
【简评】本题基于典型模型化的学科探索问题情境侧重对物理观念考查。题干配图中已给出相对于物理模型，问题设计指向物理学科核心素养中“物理观念”，该情境比较常规较为典型，考查学生对“运动及相互作用”观念中“平衡力”和“相互作用力”的基本认识。有助于学生对于“平衡力”和“相互作用力”辨析理解。
例2（2020常州）小明在家进行趣味物理实验“竖辣椒”，通过不断调节，最终把一根辣椒竖立在桌面上。下列关于辣椒的受力示意图中，正确的是（ )
【解析】由辣椒“竖立”在桌面上可知:辣椒处于静止状态,进而进行受力分析可知;重力和支持力应该满足二力平衡的相关条件，故选择A选项。
【简评】本题由生活情境入手，要求学生能够是基于经验事实选择合适的物理模型模型，基于事实证据，对选择的模型进行检验，判断能否实现“竖辣椒”趣味物理实验。形象的生活实践问题情境侧重对科学思维考查，要求学生能够从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律形成正确认识，问题设计指向物理学科核心素养中的“科学思维”。
例3（2020台州）为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时，才能使物体处于平衡状态，进行如下实验。
（1）选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是_____________。
（2）将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论：作用在物体上的两个力需要满足的条件是___________，物体才处于静止状态。
（3）如图乙，若启动电动机继续进行研究：当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，观察物体的运动状态；当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是____________________。
【解析】（1）轻薄塑料片重力小，可以忽略不计，减小研究对象的自重对实验的影响 （2）将图甲中静止的塑料片转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动，无法静止，故作用在物体上的两个力需要满足在同一直线上物体才处于静止状态。（3）继续这项研究的目的是，作用在物体上的两个力满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态
【简评】本题源于教科书中典型学科探索情境甲，进而变化出较陌生的探究情境乙，要求学生能够基于观察和实验提出问题，基于证据对研究的物理问题作出合理解释。问题设计指向物理学科核心素养中的“科学探究”
例4（2020贵阳）网传“2月11日这天地球引力最小，可以将扫把静立于地面”，如图所示，或许你也“成功”尝试过。其实只要细心操作，在任何时候你都能成功，扫把能静立于水平地面主要是利用了 原理，之所以细心操作是为了满足原理中 的这一条件。这与地球引力大小并无关系。
【解析】由扫把“静止”立于地面，对其进行受力分析可知是利用了二力平衡原理，需满足两个作用力在同一条直线上
【简评】该题立意深远，注重对批判性思维能力的考查，培养思辨精神。鼓励学生运用物理学科知识，独立思考，客观分析，基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是，去伪存真，不迷信权威、不传播网络谣言，具有很高的价值立意。试题以辨别“网络传说”的真伪为命题情境,极具时代气息，情境的创设具有真实性；不论之前是否听闻，经过试题清晰明了的情境描述，都能够对“网络传说”有较清晰的了解，情境的创设具有公平性；情境指向理性思维能力的考查，引导学生运用物理知识独立思考，分析推理，培养学生的质疑精神，具有很好的问题性。这样的生活实践问题情境重点渗透对科学态度和责任的考查，问题设计指向物理学科核心素养中的“科学态度与责任”。
从课程标准的科学内容考查来看，该题考查了 “运动与相互作用”主题中的“2.2.4用示意图描述力。会测量力的大小。知道二力平衡条件。”试题设问与测试目标一致。问题指向“物理观念”中的“运动和相互作用观念”以及“科学思维”中的“模型建构和科学推理”能力；试题以填空题的形式考查学生运用物理学术语言，阐述说明相关物理问题的能力，通过对“网络传说”的分析判断，以任务驱动的形式，考查学生对于二力平衡模型的理解运用能力，问题设计注重对批判性思维能力的考查，鼓励学生运用科学思维方法，从定性方面对“网络传说”进行科学的推理分析，并运用证据对研究的问题解释有助于学生批判性思维的养成。
批判性思维能力是高阶思维能力，是提升学生思维品质、提高物理问题解决能力的重要工具。中考物理试题在考查学生物理学科素养的同时，应着力体现对学生批判性思维能力的考查，以期实现学生科学态度与责任的培养。
3.例析情境化试题命制的误区
情境应该与考查内容的有机结合，有助于学生理解物理世界，激发学生学习物理的兴趣。
例5（2020年沈阳）图中所示是一款儿童滑板车。当车轮转动时可自行发电，使车轮边缘的LED灯发光，其发电的原理与______（选填“动圈式话筒”或“电磁起重机”）相同。逐渐加快滑行速度，LED灯的亮度会______（选填“增强”、“减弱”或“不变”）。
【解析】 当车轮转动时相当于金属线圈做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，使LED发光，属于电磁感应现象；动圈式话筒是根据电磁感应现象制成电磁起重机利用电流的磁效应。所以其发电的原理与动圈式话筒相同。逐渐加快滑行速度，线圈切割磁感线运动变快，产生的电流变大，LED灯的亮度会增强。
【简评】本题第一小问考查学生对于发电机原理的理解，实测区分度正常。第二问“逐渐加快滑行速度，LED灯亮度会增强、减弱还是不变”实测区分度极低。区分度反映的是考试或试题在鉴别被试者的水平差异方面的本领或精确程度。笔者又将此题给未进行相关学习初二学生进行测试，第二空的正确率也是极高。
对于第二问学生之所以可以作出正确的判断，更多的是基于生活经验：“滑行速度”和LED灯亮度正相关的经验再现，而非基于对电磁感应知识原理的正确理解作出的判断。情境是考查的载体，情境化问题的解决应该是基于分析推理而不是基于生活经验。该题在问题设置时可以修改为对LED灯的亮度会增强的原理分析。
4.结语
情境化试题是物理考试改革的突破口，情境化物理试题在问题设计时应该关注物理学科必备知识和关键能力，明确指向核心素养的四个方面，尤其要关注对“科学态度和责任”的考查，以期更好的实现物理学科的育人功能。
参考文献：
[1]程力,李勇.基于高考评价体系的物理科考试内容改革实施路径[J].中国考试，2019（12）：38-44
[2]朱行建.初中学业水平考试物理试题情境类型构建[J].中学物理，2020（06）：41-43
[3]崔允漷,邵朝友.试论核心素养的课程意义[J].全球教育展望,2017(10):24-33.
文章来源
2022年1月《理科考试研究》02期
投稿邮箱： lkkshyjyx@163.com(免费刊发)
作者简介
董 耀（1988-），男，本科，一级教师，
朱行建（1964-），男，硕士，特级教师
孟润平（1972-），男，本科，教研员
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