基于情境類型學(xué)的物理試題量化分析

賈原潔

摘? ?要：本研究以近十年高考物理試題、全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽試題以及原始物理問(wèn)題為研究對(duì)象，基于情境類型學(xué)的辨別參數(shù)、內(nèi)容參數(shù)、裝扮參數(shù)重構(gòu)二級(jí)維度，并進(jìn)行量化分析。結(jié)果表明，近十年的高考物理試題情境大多為建構(gòu)，其中A、B、D試卷試題情境化程度相對(duì)穩(wěn)定，近兩年有些許上升趨勢(shì);C試卷波動(dòng)較大，但整體情境化程度略大于其余試卷。每道題所考查的知識(shí)模塊綜合程度與公式數(shù)量有緩慢增加的趨勢(shì)，但對(duì)于態(tài)度的考查依然欠缺，問(wèn)題的開(kāi)放性也較小。現(xiàn)有物理問(wèn)題情境的呈現(xiàn)大多結(jié)合圖像或圖表，已知條件較為外露，情境與問(wèn)題的結(jié)合程度還有待提高。

關(guān)鍵詞：情境類型學(xué);高考物理試題;試題情境

1? ? 研究緣起

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確指出，評(píng)價(jià)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)應(yīng)創(chuàng)設(shè)類型多樣、具有一定復(fù)雜程度的、開(kāi)放性的真實(shí)情境作為試題的任務(wù)情境[1]。Wesselink等對(duì)核心素養(yǎng)的本質(zhì)進(jìn)行探討后提出，基于素養(yǎng)的學(xué)習(xí)和評(píng)價(jià)過(guò)程要加強(qiáng)對(duì)知識(shí)、技能和態(tài)度的整合，學(xué)習(xí)活動(dòng)要發(fā)生在多種真實(shí)情境中[2]。比利時(shí)學(xué)者Xavier Roegiers指出，如果我們希望學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)生活的復(fù)雜性，那就應(yīng)該優(yōu)先注重在復(fù)雜的情境中獲取信息，既可以是直接的觀察，也可以是對(duì)復(fù)雜情境的模擬[3]。總之，學(xué)者們認(rèn)為復(fù)雜、真實(shí)的試題情境更有利于學(xué)科核心素養(yǎng)的考查。

高考物理試題情境的發(fā)展與現(xiàn)狀如何，是否存在一個(gè)科學(xué)、有效的分析框架，是本研究需要解決的問(wèn)題。因此，本研究基于情境類型學(xué)構(gòu)建試題情境評(píng)價(jià)框架，并對(duì)已有的各類經(jīng)典試題進(jìn)行量化分析，以期為試題情境的評(píng)價(jià)提供一個(gè)穩(wěn)定的方法，并得到對(duì)已有試題情境評(píng)價(jià)的可靠的結(jié)果。

2? ? 研究設(shè)計(jì)

2.1? ? 研究對(duì)象

本研究選擇2010年至2019年間四個(gè)省市或地區(qū)（后面分別用A、B、C、D四個(gè)字母表示）的高考物理試卷，包含A試卷25套、B試卷10套、C試卷10套、D試卷10套，全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽理論決賽試題（后面簡(jiǎn)稱“奧賽題”）10套，以及8道具有代表性的原始物理問(wèn)題進(jìn)行分析。之所以選取以上試卷作為研究對(duì)象，一是因?yàn)樗牡馗呖季砀骶咛厣?，且近十年均為自命題;二是因?yàn)槿珖?guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽是國(guó)內(nèi)認(rèn)知度高且被公認(rèn)為難度較大的競(jìng)賽;三是因?yàn)樵嘉锢韱?wèn)題是自然界及生活、生產(chǎn)中客觀存在的未被加工的物理問(wèn)題，也可以稱作實(shí)際問(wèn)題，物理情境最接近實(shí)際存在，因此作為一個(gè)參考。以上三種題均各具風(fēng)格，便于比較。

2.2? ? 概念界定與框架構(gòu)建

情境（situation），通常指一個(gè)人或一群人和某個(gè)已有背景所維系的關(guān)系，主要取決于這些人所置身的環(huán)境。Xavier Roegiers提出的情境類型學(xué)分為辨別參數(shù)、內(nèi)容參數(shù)、裝扮參數(shù)三個(gè)維度。辨別參數(shù)指可以從外部觀察到的情境特征。內(nèi)容參數(shù)是當(dāng)我們解決情境的時(shí)候才顯現(xiàn)出來(lái)，它獨(dú)立于情境呈現(xiàn)的方式，主要是反映有關(guān)學(xué)習(xí)的參數(shù)，涉及到學(xué)生將要獲取的以及將要調(diào)動(dòng)的信息。裝扮參數(shù)反映的是原始情境與教學(xué)情境之間的差距的所有參數(shù)，包括情境的圖形式呈現(xiàn)、表述架構(gòu)、對(duì)已知條件的處理等。

本研究框架基于情境類型學(xué)，但該理論的部分二級(jí)維度稍顯模糊和主觀性，特別是涉及到與學(xué)生本身能力與思維過(guò)程有關(guān)的參數(shù)，難以定量分析。因此，本研究在一級(jí)維度分類與界定的基礎(chǔ)上，依據(jù)我國(guó)高考物理試題、奧賽題與原始物理問(wèn)題本身的情境分析，結(jié)合物理試題本身的特征，構(gòu)建了如表1的試題情境分析框架。

由于每個(gè)一級(jí)維度的二級(jí)維度數(shù)量不同，為能進(jìn)行量化分析，采取求平均值的方法處理數(shù)據(jù)：即先求出每個(gè)二級(jí)維度的加權(quán)平均值，如情境特征a，然后再求出每個(gè)一級(jí)維度的平均值，如辨別參數(shù)S1，最后得到三個(gè)維度的數(shù)據(jù)結(jié)果。

3? ? 研究結(jié)果

3.1? ?各類物理試卷縱向發(fā)展

由于A試卷每年試題數(shù)量不等，因此采用計(jì)算平均值的方法。對(duì)近十年的A試卷數(shù)據(jù)處理結(jié)果如圖1所示，辨別參數(shù)有較小波動(dòng)，近四年有略微下滑的趨勢(shì);內(nèi)容參數(shù)總體呈緩慢上升趨勢(shì)，2019年有所下降;裝扮參數(shù)起伏較小，趨于平穩(wěn)。

B試卷近十年除2011年內(nèi)容參數(shù)有一次大的波動(dòng)以外，其他年份均較為穩(wěn)定，且內(nèi)容參數(shù)與其他兩個(gè)參數(shù)整體較為接近，如圖2所示。

由圖3可知，C試卷三個(gè)維度整體波動(dòng)都較大。前五年內(nèi)容參數(shù)較高，辨別參數(shù)與裝扮參數(shù)相對(duì)平穩(wěn);后五年內(nèi)容參數(shù)整體大幅度下滑，辨別參數(shù)與裝扮參數(shù)波動(dòng)較大，但基本維持在一個(gè)水平上下。

由圖4可知，D試卷內(nèi)容參數(shù)逐年上升，但2019年有較大回落;辨別參數(shù)與裝扮參數(shù)變化幅度較小，近三年有上升趨勢(shì)。

由圖5可以明顯看出，近十年奧賽題的內(nèi)容參數(shù)極高且有明顯上升趨勢(shì)，辨別參數(shù)與裝扮參數(shù)高度吻合且十分平穩(wěn)，基本沒(méi)有變化。

總體而言，近十年的A試卷、B試卷、D試卷、奧賽題的辨別參數(shù)與裝扮參數(shù)變化較小，尤其是奧賽題基本趨于平穩(wěn)，C試卷有相對(duì)明顯的起伏。分析內(nèi)容參數(shù)可以看出A試卷、D試卷、奧賽題有平緩上升的趨勢(shì)，但2019年內(nèi)容參數(shù)均比去年低。C試卷波動(dòng)最為明顯。

3.2? ? 各類物理試卷橫向比較

如圖6所示，A試卷、B試卷與奧賽試卷習(xí)題的辨別參數(shù)差別相對(duì)較小，C試卷雖波動(dòng)較大但整體而言辨別參數(shù)大于其余試卷，D試卷處于中等水平。

如圖7所示，奧賽題的內(nèi)容參數(shù)遠(yuǎn)大于高考卷，且從2011年開(kāi)始便呈穩(wěn)步上升的趨勢(shì)。高考卷相互比較可發(fā)現(xiàn)，B試卷內(nèi)容參數(shù)最小，A試卷、C試卷略大，D試卷最大。

如圖8所示，各試題的裝扮參數(shù)與辨別參數(shù)相似，D試卷整體較大，C試卷波動(dòng)大，極低與極高都存在，A試卷、B試卷、奧賽題接近，處于中等水平。