基于情境类型学的高考物理试题情境的比较研究
——以2021年各省市高考物理试题为例

戴 亮 须 萍

（苏州大学物理科学与技术学院，江苏 苏州 215006）

1 引言

随着国内外学者对核心素养的研究不断深入，情境的地位逐步提升，情境化试题成为命题与考试研究的热点.2019年6月，教育部颁布《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》，第十五条明确提出命题考试改革应“加强情境设计，注重联系社会生活实际，增加综合性、开放性、应用性、探究性试题.”［1］2019年11月，教育部考试中心发布的《中国高考评价体系说明》中明确提出“将情境作为高考评价体系的考查载体”.［2］比利时学者Xavier Roegiers指出：核心素养是学生在与真实情境的互动中形成的，只有我们在有意义的情境中将已学过的东西整合地加以调动的时候，才能表现出真正的素养.［3］因此，通过真实情境承载知识、能力、素养、价值观“四层”考查内容，实现基础性、综合性、应用性、创新性“四翼”考查要求，成为高考命题改革的新方向.

2021年是江苏等8省市正式实行“3+1+2”新高考改革的第一年，各省市物理试卷由统一命题转变为自主命题，其试卷结构、考查内容、情境设置等方面均有较大差异.因此，将全国各省市物理试题进行比较研究，对于分析各省市命题特点、把握新高考命题方向具有重要意义.本研究基于情境类型学的相关理论，构建试题情境评价框架，从辨别参数、内容参数、装扮参数3个维度对2021年各省市高考物理试题情境进行量化分析，以期得到真实可靠的试题情境评价结果，从而对高考物理情境化试题的命制提出建议.

2 研究设计

2.1 研究对象

本研究选取2021年5个省市或地区的高考物理真题进行分析，包含河北卷、湖南卷、广东卷、全国甲卷和全国乙卷.为消除无情境试题对分析结果的影响，首先删除试卷中的无情境试题，然后将剩余习题按顺序编号（选修部分每一小题均视为一道独立习题，选取及删除的试题如表1所示）.之所以选取以上试卷作为研究对象，其原因出于以下两点：（1）2021年是新高考改革的第一年，将各省试卷与全国试卷进行比较，更有利于凸显自主命题与全国统一命题在情境方面的不同之处；（2）河北、湖南、广东3省物理试卷在国内认知度较高，命题风格各具特色，对其进行比较分析能够把握各省市命题的情境特征.

表1 选取及删除的试题

2.2 概念界定与试题分析框架的构建

“情境（situation）”一词在教育学、心理学等诸多领域有着不同的定义，其中《中国高考评价体系》和国外学者罗日叶对问题情境的界定更具参考价值.高考评价体系将问题情境界定为“真实的问题背景，是以问题或任务为中心构成的活动场域.”罗日叶指出，情境是学生从支持工具出发所亲身体验到的东西.其中支持工具是指呈现给学生的一组背景化了的因素，包括情境的陈述、插图说明、命令等.罗日叶认为只有将支持工具加工运用于一组学习中，使其满足教学需要，才构成完满的情境.［4］综合以上两种观点，本文将试题情境界定为“围绕特定问题或任务，通过文字、图表等方式呈现的一组背景信息，学生在完成特定任务时需要对背景信息进行加工、改组或评估.”

本研究以罗日叶的“情境类型学”分析框架为基础，结合高考评价体系并参考国内已有的试题情境的分析框架，［5，6］设计出如表2所示的高考试题情境分析框架，具体做法是：（1）删除与试题情境分析无关的维度和主观性较强的维度，整合边界模糊、内容重复的维度；（2）进行量化分析，对二级维度下的选项进行编码赋值.

由于每个一级维度下包含的二级维度数目以及每个二级维度下的选项数目各不相同，为简便计算，采用我国学者提出的取平均值的分析方法处理数据：［7］即先求出每个二级维度的加权平均值，如情境类型然后再将每个二级维度的加权平均值求和取平均值，即可得到每个一级维度的得分，如辨别参数同时，为说明二级维度得分的高低，特取编码赋值的中间值作为基准值进行比较.

3 研究结果

根据表2所示的分析框架，从3个一级维度、11个二级维度的角度对2021年全国5省市的高考物理试题进行比较分析，研究结果如下.

表2 高考试题情境分析框架

3.1 辨别参数的分析与比较

辨别参数是以情境的外在特征为基础对情境做出的定性判断，主要反映试题情境的真实性水平，其数值越大，表明试题情境越贴近真实生活.如图1所示，湖南卷、全国甲卷、全国乙卷物理试题的辨别参数较高，且明显高于河北卷、广东卷，说明湖南卷、全国甲卷、全国乙卷的物理试题更加注重与真实情境的融合，试题情境化程度较高.

图1 试题辨别参数的比较

通过对辨别参数下的二级维度进行比较，可以更清楚地反映出各省市物理试题在情境设置上的特点.如图2所示，从“情境类型”方面来看，5省市物理试题的情境类型得分均低于编码赋值的中间值说明当前我国高考物理试题情境仍以建构型情境为主，而基于真实情境的物理试题只占少数部分.从“开放等级”方面来看，湖南卷、全国甲卷、全国乙卷物理试题的开放等级得分高于中间值说明以上 省试题解法灵活多样，开放性程度较高.而河北卷、广东卷物理试题在该项得分较低，说明这两省试题解法较为单一，试题开放性程度较低.从“已知条件性质”方面来看，5省市物理试题的得分均低于中间值说明当前我国高考物理试题中的已知条件仍以字母型条件和假想数字为主，而基于真实数据的试题占比较少.

图2 辨别参数下二级维度的比较

“期待作业类型”是引起试卷整体辨别参数差异的主要原因，体现出各省物理考查要求上的不同.从整体上来看，5省市物理试题在该项上的得分均在3分左右，说明当前我国高考物理试题主要考查学生运用物理规律进行计算的能力，而对设计方案和质疑创新等较高思维水平的考查较少.进而对各省试题进行横向分析可知，湖南卷、全国甲卷物理试题的“期待作业类型”得分高于中间值说明这两省试题对考生思维能力的要求较高，试卷难度较大；而广东卷物理试题在该项上的得分最低，说明该省试题难度最低.

3.2 内容参数的分析与比较

内容参数是学生在解决情境问题时需要获取或调动的内容，包括情境对学生提出的认知水平上的考查要求和情境向学生传递的情感、态度等，其数值越大，表明试题对学生综合能力的考查要求越高.如图3所示，各省市物理试题的内容参数有明显差异，其中湖南卷的内容参数最高，而全国甲卷的内容参数最低，说明湖南卷物理试题对知识技能的考查范围更广，试题的综合程度较高.

图3 试题内容参数的比较

通过对内容参数下的二级维度进行比较，可以对各省市物理试题在内容设置上的特点进行具体分析.如图4所示，从“态度”方面来看，5省市物理试题的态度得分均低于编码赋值的中间值1.5），说明我国高考物理试题仍以无态度试题为主，只有少数试题能向学生传递清晰的情感或价值观（如爱国主义等），试题情境与情感、价值观的结合程度仍需提高.从“解题方法”方面来看，湖南卷、全国甲卷、全国乙卷物理试题的解题方法得分高于中间值而河北卷、广东卷物理试题在该维度的得分低于中间值.这是因为湖南等三省试题普遍要求学生在既有方法的基础上，结合具体情境对方法进行改组和运用，对解题方法的掌握程度上要求更高.

图4 内容参数下二级维度的比较

“知识技能的整合方式”是影响试题难度的重要因素，从整体上看，五省市试题在该维度的得分均高于中间值说明当前我国高考物理试题对学生知识能力的要求普遍达到了关联结构水平，［8］即综合运用概念或规律解决较复杂的物理问题.其中湖南卷试题的该项得分达到2.94，说明湖南卷部分试题要求学生将知识进行拓展和抽象，运用新方法解决新情境中的复杂问题，能力要求最高.从“问题间的独立性”方面来看，河北卷、湖南卷、广东卷物理试题在该维度的得分达到中间值而全国甲卷、全国乙卷在该维度的得分较低，说明河北等3省试题问题间的独立性较强，而全国甲卷、乙卷试题问题间的关联性较强.

3.3 装扮参数的分析与比较

装扮参数是情境给学生提供的帮助与障碍，主要反映试题对情境的描述水平，其数值越大，表明试题情境的抽象程度越高，学生理解起来越困难.如图5所示，湖南卷、全国乙卷物理试题的装扮程度较高，而河北卷、广东卷的装扮程度较低，说明湖南卷和全国乙卷试题与情境的结合程度较高，学生在情境中提取信息较为困难，而河北和广东卷试题情境相对简单，学生容易理解.

图5 试题装扮参数的比较

通过对装扮参数下的二级维度进行比较，可以对各省市物理试题的情境表述方式进行具体分析.如图6所示，从“情境呈现方式”方面来看，5省市物理试题在该维度的得分均远低于编码赋值的中间值说明当前我国高考物理试题的呈现方式仍以文字+图片/图表为主，以纯文字形式呈现的试题较少.从“问题与情境结合程度”方面来看，5省市物理试题的得分均超过该维度的中间值说明当前我国高考物理试题与情境的结合程度较高，大部分试题都属于“情境嵌入型”和“情境结合型”试题，学生需要在准确理解情境的基础上，才能给出问题的正确解答.从“对已知信息的处理”方面来看，各省市物理试题在该维度下的得分有较大差异，其中河北卷和广东卷得分较低，说明这两省试题中蕴含的信息较为简单，学生仅需对信息进行简单改变即可完成解题.而湖南卷、全国甲卷、全国乙卷试题在该维度的得分较高，说明这3省试题中蕴含的信息较为复杂，学生需要对已知信息进行复杂转换，如设定未知量、几何作图等，才能完成解题.

图6 装扮参数下二级维度的比较

4 研究结论

通过对2021年各省市或地区高考物理试题的情境特征进行比较分析，可得到如下结论.

（1）湖南卷、全国甲卷、全国乙卷物理试题的辨别参数明显高于河北卷和广东卷试题，说明湖南等3省试题的情境化程度较高.其主要原因在于湖南等3省试题在“期待作业类型”维度下的得分较高，即更加关注设计方案、质疑创新等高阶思维能力的考查.此外，5省市物理试题在“情境类型”和“已知条件性质”维度下的得分均低于中间值，说明当前我国高考物理试题基于真实情境、真实数据的习题数量仍然偏少.

（2）湖南卷物理试题的内容参数明显高于其他各省市试题，说明湖南省试题的综合程度更高.其主要原因在于湖南省试题在“知识技能的整合方式”和“问题间独立性”两个维度下的得分较高，即试题的考查范围更广、对学生综合能力的要求更高.此外，5省市物理试题在“态度”维度下的得分低于中间值，说明当前我国高考物理试题中已经体现出对情感、价值观方面的考查要求，但是试题情境与情感、价值观的结合程度依然不足，需要进一步加强.

（3）湖南卷、全国乙卷物理试题的装扮参数高于其他各省市试题，说明这两省试题情境的抽象程度较高.其主要原因在于湖南等两省试题在“情境结合程度”和“对已知信息的处理”两个维度下的得分较高，即情境蕴含的信息更复杂，解题时需对已知进行较复杂的加工和转换.