陳 閣 徐曉梅

(云南師范大學物理與電子信息學院 云南 昆明 650500)

情境創(chuàng)設(shè)是指教師創(chuàng)造和設(shè)計合理情境的過程.試題中的情境創(chuàng)設(shè)就是針對考查的內(nèi)容來創(chuàng)設(shè)一個情境，讓學生在情境中運用所考查內(nèi)容解決問題，它使抽象化的物理問題得以具體，是物理試題編制的重要一環(huán).基于物理核心素養(yǎng)理念，《普通高中物理課程標準(2017)》明確指出：“試題情境要具有一定的問題性、真實性、探究性或開放性.”[1]這給我們指出了試題情境創(chuàng)設(shè)的要求.素養(yǎng)的形成和發(fā)展與情境存在密不可分的關(guān)系[2]，而情境創(chuàng)設(shè)決定了“情境”的效果，科學的試題情境創(chuàng)設(shè)有利于引導教學杜絕題海戰(zhàn)術(shù)，提升試題命制質(zhì)量，弘揚“立德樹人”核心教育理念[3]，考查和培養(yǎng)學生核心素養(yǎng).

鑒于此，關(guān)注當前高中物理試題中的情境創(chuàng)設(shè)很有必要，這有助于我們更好地創(chuàng)設(shè)情境和利用情境，并以此來考查和發(fā)展學生核心素養(yǎng).在教學及研究過程中，發(fā)現(xiàn)一些試題中的情境創(chuàng)設(shè)值得商榷.筆者從近年發(fā)表在物理教育教學雜志的文章，以及在高考和模擬考試使用的試題中挑選出典型案例，從情境創(chuàng)設(shè)的表達、情境創(chuàng)設(shè)的內(nèi)容兩個角度作闡述與說明.

1 試題情境創(chuàng)設(shè)的表達存在的問題

1.1 文字表達累贅

(1)假設(shè)6條鋼索等長，分別固定在各支撐塔的最高點，拉升過程中拉力大小相等.當饋源艙距地面高24 m時，求每條鋼索與饋源艙連接處拉力的大小.

(2)饋源艙在球冠面上緩慢運動，求饋源艙最大機械能與最小機械能之差.

分析:該試題以FAST望遠鏡為背景，主要考查了力學與機械能相關(guān)知識，在核心素養(yǎng)的要求下，以科學技術(shù)為背景的設(shè)計是非常有必要的，也是非常有意義的.設(shè)計者很顯然是想通過閱讀題目讓學生了解關(guān)于FAST的詳細內(nèi)容，同時又可以透過信息感受到情境的真實性，這樣做的確有一定好處，但該試題中為了創(chuàng)設(shè)情境使用了261個字，其中使用了“饋源艙” “輕型索支撐饋源平臺”“卷揚機”以及詳細的地址和英文，過多復(fù)雜的字眼和專業(yè)詞匯讓考試中焦慮的學子根本無暇顧及，幾乎所有的教師都會告知自己的學生節(jié)約時間直接看問題，最終背離出題者本意.再有，過長的不必要信息、高密度的信息，會占用學生的工作記憶，存在使學生忽視主要信息的可能，實質(zhì)上增加了試題的難度，應(yīng)根據(jù)考查需要科學控制[4].因此試題中文字表達要簡單，避免使用過多修辭、生僻字眼、專業(yè)詞匯、歧義詞匯，等等，力求試題情境創(chuàng)設(shè)清楚易懂，使學生容易接受.

在以現(xiàn)代科學技術(shù)為背景的試題情境中，我們經(jīng)?？梢钥吹竭@樣值得商榷的表達，我們可以適當使用專業(yè)詞匯，也可以提供詳細信息，但凡事有度，過猶不及.在福建省2018年高三質(zhì)量檢查測試中我們看到了一個很好的例子，同樣以FAST為情境的試題，該試題僅用一句話來簡略介紹，之后直奔主題，“位于貴州的“中國天眼”是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠鏡(FAST).通過FAST測得水星與太陽的視角為θ(水星、太陽分別與觀察者的連線所夾的角)……”.完善并詳細的情境內(nèi)容的確有很多好處，但畢竟試題不是科普讀物，更不是閱讀理解，當表達文字給試題閱讀增加困難，使學生把時間花在了閱讀上，這就變成了舍本逐末.

1.2 圖片表達多余

案例2[5]：CRH3A型和諧號動車組是西成高鐵的主力軍，如圖1所示，它牽引力較普通動車組大，可以保證動車組在20‰的坡道上靜止和啟動不溜車，實現(xiàn)坡停、坡啟.早年建成的寶成鐵路，是靠兩個機車一前一后同時使勁，才能穿越蜀道、翻越秦嶺.CRH3A列車從清涼山隧道開始一路上坡，采用大坡度穿越秦嶺，長達數(shù)十公里.如果有一段坡度為25‰的橋面，坡道直接落差為1 000 m，我們假設(shè)列車從坡底由靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)1 000 s到達坡頂.已知列車總質(zhì)量為200 t，受到的阻力為1.34×105N，求：列車到達坡頂?shù)乃俣扔卸啻?？列車爬坡時需要多大的牽引力.

圖1 西成高鐵

分析:除了文字表達之外，圖片是情境創(chuàng)設(shè)中容易被忽視，但尤為重要的部分.該試題情境同樣與科技生活聯(lián)系緊密，主要考查學生牛頓定律以及運動學相關(guān)知識.但是，值得注意的是圖片里提供了很多信息，特別是很多數(shù)字信息.這樣做的好處是讓學生了解高鐵發(fā)展，更容易進入情境來思考問題.可是，從試題角度來看，諸多額外信息容易造成關(guān)鍵信息提取難度.如果試題是要考查學生關(guān)于牛頓定律等物理知識的掌握程度，可結(jié)果學生明明很好掌握了相關(guān)知識卻因為被信息干擾而出現(xiàn)失誤，那就說明這樣的圖片表達是欠妥的.圖片是情境創(chuàng)設(shè)的6條途徑之一，它首先是為了學生更好地理解題意和融入情境，而不是為了給學生制造混亂.在試題中使用圖片無非3種情況，其一是提供圖片來讓學生提取回答問題必要的信息；其二是提供圖片限制題意，讓學生只解決圖片中給定的情況；其三是試題在情境創(chuàng)設(shè)中以圖片來簡化語言表達，用圖片來讓學生更快更好地理解題意，提取關(guān)鍵信息.但是本題的圖片很明顯以上3點都沒做到.所以從圖片表達的出發(fā)點來講，該試題應(yīng)該對圖片內(nèi)容進行刪減，去掉不必要的數(shù)字信息，簡單陳述高鐵信息來方便學生理解.

2 試題情境創(chuàng)設(shè)的內(nèi)容存在的問題

2.1 內(nèi)容虛假

案例3[6]：圖2為一輛熄火在公路上的大卡車，正被一輛小轎車從后面推回城里.在汽車推著卡車試圖加速到某速度前進的過程中……(后續(xù)問題略)

圖2 汽車推卡車

分析：該試題希望通過日常生活情境來考查學生對牛頓第三定律的理解情況，但該情境僅是看似來源于生活，其實有違常識，不可能存在這樣的情況.首先，汽車拋錨之后，利用后車推動前車回城，有違我國交通法規(guī)；其次，實際來看，后車根本沒有視野，存在安全隱患，沒有辦法安全控制前車的運動.因此，這樣的問題情境是徹徹底底的虛假情境.這樣的情境創(chuàng)設(shè)雖然有著訓練學生知識技能的作用，但是學生在這樣的虛假情境之下學習，不僅會因為莫名其妙的問題條件而感到物理課內(nèi)容的虛假，長期以往更易造成學生對物理的興趣下降.物理知識具有情境性，情境性應(yīng)該具有生活化，而生活化不代表著就是簡簡單單在問題中用幾個生活中常見的事物來創(chuàng)設(shè)情境，我們必須要保證整個情境的真實性.這不僅是因為真實擁有認知上的價值，更在于真實的情境能夠與學生真實感受的生活相關(guān)，能調(diào)動他們?nèi)康淖⒁夂蛷纳瞰@得的經(jīng)驗去探討與發(fā)現(xiàn)問題.而且探究和解決在真實情境中所產(chǎn)生的問題更有助于學生養(yǎng)成善于發(fā)現(xiàn)問題的習慣.

鑒于此，我們應(yīng)盡量取材于真實情況來設(shè)計題目以保證情境的合理性、真實性，例如本題中拋錨的卡車，應(yīng)該由拖車來載其回城，由此可以引發(fā)關(guān)于慣性、摩擦力等問題，也可以由馬力更大的車在前方進行拖拽，引出牛頓第三定律的問題，等等.

2.2 內(nèi)容陳舊

案例4(2016遼寧撫順普通高中模擬第22題)：在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，使質(zhì)量m=1.00 kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖3所示.O為第一個點，A,B,C為從合適位置開始選取的連續(xù)點中的3個點.已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80 m/s2，那么……(問題略)

圖3 打點計時器打出的紙帶

分析：該試題情境使用的是打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗，設(shè)置這樣令學生熟悉的情境可以讓學生鞏固基礎(chǔ)知識，又可以避免陌生情境帶來的生澀感.但是這樣的情境創(chuàng)設(shè)又帶來幾點問題.第一，容易造成學生的題海戰(zhàn)術(shù)，如果試題的情境陳舊，學生就可以借助大量的刷題來提高自己碰到類似情境試題的概率，這不利于學生的發(fā)展，同時也會因此影響試題的區(qū)分度、考試的公正性.第二，素養(yǎng)的發(fā)展需要與多樣化的情境相聯(lián)系，該試題情境沒有任何創(chuàng)新，只使用了打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗，試題情境創(chuàng)設(shè)要多樣、復(fù)雜，要求避開對熟知情境的簡單模仿，強調(diào)已有知識在新情境運用過程中的創(chuàng)新[7]，陳舊的情境內(nèi)容是讓學生在做重復(fù)勞動.相比之下，2016年全國Ⅱ卷第22題中將打點計時器與彈簧相連，實驗裝置示意圖如圖4所示，雖然考查的學科知識仍然是相近內(nèi)容，但是在情境創(chuàng)設(shè)上做到了新意，兩種裝置源于教材卻又創(chuàng)設(shè)了全新的情境.

圖4 2016年全國Ⅱ卷第22題裝置示意圖

在教學經(jīng)驗中，經(jīng)常有學生表示自己害怕做高考題，不會做高考題，其中原因之一就是因為高考題情境創(chuàng)設(shè)新，其中原因之二就是日常訓練中教師為學生創(chuàng)設(shè)的試題情境陳舊.認知科學與信息加工理論認為“遷移是把在某一情境中所學到的東西拓展延伸到新情境中去的能力”[8]，試問如果情境創(chuàng)設(shè)總是這樣一成不變地使用陳舊材料，讓學生翻來覆去地體驗相同的情境，學生的遷移能力如何得到鍛煉！而遷移恰恰是核心素養(yǎng)之下極為重要的能力，知識的遷移性能夠增加，素養(yǎng)也才能發(fā)展[2]，所以在試題情境創(chuàng)設(shè)中我們要避免例4這樣陳舊不變的內(nèi)容，而應(yīng)該舊中有變，變中有新，科學利用學生體驗過的舊材料.

2.3 內(nèi)容結(jié)合度差

案例5(2016北京理綜第17題)：中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角，“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也.”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意圖如圖5所示.結(jié)果上述材料，下面說法不正確的是( )

A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合

B.地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近

C.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行

D.地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用

圖5 磁感線方向示意圖

分析：內(nèi)容結(jié)合度指的是情境與學科知識的融合度.問題考查的是地球磁感線和磁極相關(guān)知識，引用了沈括的記載后又提供了地球磁感線方向示意圖，題目本意是想通過沈括的情境來幫助學生了解中國古代科技文化，又能培養(yǎng)學生愛國情懷，但是選項與沈括的記載關(guān)聯(lián)甚小，情境是完全脫離在問題之外的部分，簡單來說該題完全可以只看選項就可以判斷出答案，這就讓閱讀者感覺沈括的內(nèi)容是“強加”上去的.另外，試題提供了一張示意圖，已經(jīng)通過圖片的表達為學生創(chuàng)設(shè)了一個情境，這更顯得沈括的內(nèi)容突兀、多余.對于此道題目，我們可以在選項中增加與沈括內(nèi)容相關(guān)的選項，從而增加情境的結(jié)合度，例如“沈括的記載說明磁針靜止時,所指的北方與真正北方存在夾角”.試題中的情境創(chuàng)設(shè)是為讓學生在給定的情境中進行思考來解決問題，而不僅僅是停留于閱讀文字.在問題情境創(chuàng)設(shè)中，內(nèi)容結(jié)合度是非常值得深度思考的問題，若結(jié)合程度深，則需要學生通過提取情境內(nèi)容從而通過遷移解決問題，對學生要求較高；若結(jié)合程度較差，則情境創(chuàng)設(shè)體現(xiàn)不出價值變得空有其表，甚至可以說這是一種形式敷衍的情境創(chuàng)設(shè).所以，如果要在試題中創(chuàng)設(shè)情境，我們就必須有效地、有意義地進行學科知識同情境的結(jié)合.保證二者結(jié)合度的前提來編制試題.

3 反思與啟示

關(guān)于物理試題中情境創(chuàng)設(shè)出現(xiàn)的問題，我們必須明確以下幾點.

首先，產(chǎn)生上述所有問題最主要的原因是忽視了情境創(chuàng)設(shè)的目的，在一定程度上源于應(yīng)付，為了情境而情境.試題中情境創(chuàng)設(shè)的目的是為學生核心素養(yǎng)服務(wù)的.核心素養(yǎng)著力解決的是提高學生面對復(fù)雜情境下的問題解決能力[9]，所以情境創(chuàng)設(shè)是為了給學生提供更多樣化和復(fù)雜的情境，來考查和發(fā)展學生的問題解決能力.在編制過程中覺得試題必須存在情境，或者說必須要創(chuàng)設(shè)一個情境才使題目“飽滿”，這樣的觀點就忽視了情境創(chuàng)設(shè)的目的.另一方面來講，無論怎么樣進行情境創(chuàng)設(shè)，我們都必須以學科內(nèi)容為前提基礎(chǔ)，因此建議試題的編制者要擺正初衷，多樣和復(fù)雜的情境要避免這種生搬硬套，對于不適合與情境結(jié)合起來考查的內(nèi)容就不要強加硬塞，畫蛇添足.此外，當我們明確為核心素養(yǎng)服務(wù)的目的后，我們就是要提供更多樣化和復(fù)雜的情境，這種多樣和復(fù)雜不應(yīng)該體現(xiàn)在文字上或者圖片上，我們的重點應(yīng)當是情境的內(nèi)容，是由情境而帶給學生的主觀認知感受和問題解決方面.

其次，避免將物理試題情境當作考查和訓練學生的“道具”.當過分地將情境當作“道具”就會造成創(chuàng)設(shè)情境時，一味追逐訓練價值而胡編亂造，造成忽視情境創(chuàng)設(shè)的合理性、真實性.李吉林說：“從‘真’出發(fā)，用‘真’去啟迪‘智’.”[10]這就是在告訴我們情境創(chuàng)設(shè)工作都必須緊緊圍繞“真”這一關(guān)鍵詞.針對這一情況，筆者建議在未來工作中應(yīng)該多使用與教育對象息息相關(guān)的生活素材來創(chuàng)設(shè)情境，與他們自身相關(guān)的內(nèi)容既是真實的，又是容易產(chǎn)生認知關(guān)注的.當然，提到了教育對象，教育對象本身就是存在差異的，僅僅將情境當作“工具”，也會造成對教育對象的忽視.曾有研究者指出城市的高中生同農(nóng)村的高中生熟悉的情境存在差異，因此從教育對象的特點上考量情境創(chuàng)設(shè)也很有必要.總之，在試題的情境創(chuàng)設(shè)中，我們需要找到追求物理試題情境的“真”與高效訓練學生的“智”的平衡點，同時又要有效針對教育對象的特點，這樣才能做好情境創(chuàng)設(shè)的工作，這一點值得在未來繼續(xù)探討.

再者，在未來發(fā)展中，關(guān)注情境創(chuàng)設(shè)結(jié)合度的研究.情境創(chuàng)設(shè)的結(jié)合度影響了試題的難度，也就影響了試題的公平性，展開針對試題情境創(chuàng)設(shè)的研究，也是在保障教育的公平.其次，教師可以通過研究不同結(jié)合度的試題，并在教學過程中有意識地創(chuàng)設(shè)和利用不同結(jié)合度的試題來為學生提供一個逐步體驗的過程，以此符合學生的認知發(fā)展、學習心理.這一方面內(nèi)容是當前研究的一個空缺，需要更多研究來補充.

綜上，試題中情境創(chuàng)設(shè)需要教師細心雕琢，應(yīng)當本著為學生核心素養(yǎng)發(fā)展的宗旨，創(chuàng)造更高質(zhì)量的試題情境.