高中物理试题的创作与革新
罗晓东
摘要：解题和命题不是矛与盾的对立关系而是问题教学系统中两个相互作用的功能组块.价值取向稳定的图式对创作有指导作用，命题素养生成于创作要素间的耦合和流程的自洽.把教学实践和科研产生的信息流反馈至命题端，能影响系统运行提高输出效能.
关键词：原始问题；试题创作；问题教学；革新策略
近年来“考试素养”进入了教师专业发展的视野，教师的考试素养是指教师开发和运用考试解决教学问题的能力，其中开发考试的能力包括：陈题遴选、陈题改编和试题创作三个渐进的素养层次.虽然“应试教育”已饱受热议，但“纸笔考试”作为一种公正、客观以及实施简便的教育测评工具，在学业能力、人才选拔的评价中仍将保持无可替代的地位.当下我国正进行着关于课程目标和高考制度的变革，笔者认为试题能体现课程的价值取向，对物理教学有着引领和促进作用，因此“试题的创作与革新”理应与改革相伴而行.
1试题的结构要素和创作图式
任何类型的试题，都包含评价目标、问题情境、问题设计和试题呈现这四个基本要素，如图1所示.
笔者在多年的命题实践中形成了图2所示的建构图式，物理现象既是物理学的根源，也是试题创作的介质基础.评价目标是试题的灵魂，它是试卷知识与能力测评目标总表中的一个子项.情境加工是指舍去物理现象的一些次要细节和非本质联系，提取与目标一致的重要信息，并完成物理量赋值的过程，立意体现的是加工深度和评价取向上的差异，问题设计则是目标契合情境在量化测评意义上选择和表述.
试题的编制是一项创造性的思维活动，不仅要求编制者要具备较强的物理学科能力，洞悉课程标准以及相关的考试指导性文件；同时还要具备扎实的认知心理学及教育测量统计学的专业基础.试题的编制不是简单的要素构筑和流程经历，教师应该先从陈题改编入手，逐步过渡发展到试题创作，在实践中顺应编纂要素间的耦合和流程的自洽，进而内化生成为自身的一项专业素养.
2源自学生和问题教学研究的启迪
在义乌某校的元旦师生文艺晚会上，一段学生自創的相声《物理·远方·诗》引起了轰动，当两学生以朗诵体唱和出“啊！在光滑的水平面上/啊！在无穷远的地方/一个小球匀速的，匀速的滚来了/滑块，静止地守候着/它们，碰在一起了（合）”桥段时，笑声全场雷动.因为这笑声背后隐含着学生对高中物理教学“远离生活、缺少人文情怀、高度抽象和模型化”的群体困惑和失望.
为方便论述，笔者构建了如图3所示的链式模型，在中学物理教育界一直存在着把物理问题教学等同于习题教学的现象，由于习题和试题有着简约相似的特征，功利驱使着师生在题海中练就出了系列化的解题方法和解题技巧，形成了模型右端的循环.多年来，专家和学者们一直呼吁物理问题教学要向A线路延伸，走上完整的问题解决链.乔际平教授在1980年就指出：“当前中学物理教学只抓了一个运用数学解决物理习题的能力”，同期赵凯华教授强调：“同一问题，既可以把原始的物理问题提交给学生，也可以由教师把物理问题分解或抽象成一定的数学模型后再提交给学生.习惯于解后一类问题的学生，在遇到前一类问题时，往往会不知所措”.杨振宁教授认为：“演算是物理学的一部分，但不是最重要的部分，物理学最重要的部分是与现象有关的”.邢红军教授于2007年发出了实施B路线的教改倡议，他认为原始物理问题“来自真实生活情境、没有被抽象、变量隐含；对学生来说不是常规的，不能靠简单的模仿来解决；不一定有唯一的答案，解决它需伴以个人或小组的活动”.
系统论中的反馈原理表明，系统的部分输出反作用于系统的输入端，会对系统的再输出产生影响.如果把源于物理现象终止于结论评价的问题教学链视为一个系统，那么实践中的缺憾和探索研究的成果就可作为干预信息作用于系统的试题创作端，进一步探寻系统结构和功能的优化以及输出效能的提升（模型中的C路线）.
3物理试题创作的革新策略和例案赏析
基于本文的上述分析，笔者拟定以“回归生活，还原现象；重视人文，求真尽美；体现科技，强化应用”作为试题创作的理念，并贯穿于近年的命题实践中，试题的实测数据符合创设预期，在测试区域内产生了积极的反响.为方便后续研究的深入，特选择6个例案供大家分析讨论.
3.1回归生活，还原现象
例1 2016年10月14日义乌市中小学田径运动会在春晗中学开幕，来自全市中小学的60支代表队、1043名运动员参加了各项赛事的角逐.图4的照片记录了跳远运动员健美的瞬间，针对此时运动员受力情况的分析合理的是
A.受重力和空气阻力作用
B.只受重力作用
C.受重力、空气阻力、沙子的支持力作用
D.受重力、空气阻力、沙子的支持力和摩擦力作用
例2 2016年1月28日，首趟“义乌一德黑兰”班列从新疆阿拉山口出境（图5），途经哈萨克斯坦、土库曼斯坦等4个国家，经过两次换轨，经历398小时，跨越10339公里抵达伊朗首都德黑兰.关于“首趟班列”同学们的议论正确的是
A.测算列车过“阿拉山口”所用的时间时可将专列视为质点
B.我们可以计算出这趟班列平均速度的大小
C.列车的运动全程无法用位移随时间变化的图象来描述
D.列车过弯道时超速将会加剧对弯道内轨的磨损
3.2重视人文 求真尽美
例3义乌市赤岸镇的“古月桥”建于宋嘉定六年（图6），采用“单拱纵联，分节列砌”的古法建造，经测量桥拱呈五边形（图7），五块桥石板和两边的桥基组成一个对称完美的半圆形，每块桥石板的两个侧面间所夹的圆心角均为30度.假设每块桥石板质地均匀，重力均为G，石块间的摩擦力及桥石板外其它物体的重力忽略不计，则1和2桥石板间的作用力大小为
例4影视和舞台创作中常常要求演员使用“威亚”，横店影视中心有这样一套“训练威亚”，长L=5米的细绳一端固定在距离水平地h=3米的固定点上，另一端可扣在演员的安全腰带拴上，水平地面上画有一个半径R=4m的圆周，圆心正对着上方的固定点，练习时要求演员扣好细绳绕着圆周跑动（图8）.如果我们把空气阻力、地面的摩擦力当作次要因素忽略，取g=10 m/s2，试估算：
（1）一个质量50千克的演员，当绕圈跑的速率为2m/s时，演员对水平地面的压力有多大？
（2）为了使演员离开水平地面，达到“飘”的效果，演员绕圈跑的速率至少要多大？
3.3体现科技强化应用
例5玩具市场热卖的“悬浮地球仪”是利用顶部磁铁和底盘电磁铁的相斥实现漂浮的，它在外力微扰后能快速恢复平衡的秘密在于底盘中金属材质的霍尔侦测器，工作时通过侦测器的电流保持恒定，当外力微扰使得z轴方向垂直穿过侦测器的磁场发生变化时，侦测器），轴上下表面的电势差u也将随之改变，u的改变会触发电磁铁中的补偿电路开始工作从而实现新的平衡，如图9所示.下列解读正确的是
A.磁感应强度B越大，y轴上下表面的电势差U越大
B.磁感应强度B越小，y轴上下表面的电势差U越大
C.霍尔侦测器工作时y轴上表面的电势高
D.y轴上下表面电势差U的大小不受表面间距离的影响
例6 某混和动力汽车的总质量为1000kg，内部的节能装置可将汽车富余的动能回收转化，该装置可分为两个部分：一是可由车轮带动的发电机；二是在汽车上下振动时起作用的电磁减震器，电磁减震器的缸体P与车厢装配在一起，内部能产生如图10所示的辐射型磁场；直径为￡的汽缸塞Q与汽车底盘装配在一起，内绕有匝数为n的线圈，线圈所在处磁感应强度的大小均为B；P、Q随汽车的振动而上下滑动实现动能的回收转化.
（1）当汽车底盘突然以速度v向上振动时，若线圈中的电流大小为I，求线圈产生的电动势的大小和此时汽缸塞Q受到的电磁力的大小和方向.
（2）检测机构让汽車在平直的路面上以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测绘出了车轮“不带动发电机”和“带动发电机”两种状态下汽车的动能与位移关系的对比图线（图11）①和②（未计振动动能），若忽略测试路面的阻力差异和空气阻力，请你根据图线求出测试中汽车回收转化了多少动能.
（3）求出在（2）的测试中，汽车在加速阶段所用的时间.
4结语
我国科举考试的历史长达1300多年，考试在公众心目中的威信一直很高，是社会普遍接受的相对公平公正的选拔、评价和录用人才的方法.教育考试是一项专业性很强的工作，追求的是测量有效和测量公平，因此命题历来都是一种神圣的责任当担，“试题的创作与革新”是一个承接历史延续将来的课题.
摘要：解题和命题不是矛与盾的对立关系而是问题教学系统中两个相互作用的功能组块.价值取向稳定的图式对创作有指导作用，命题素养生成于创作要素间的耦合和流程的自洽.把教学实践和科研产生的信息流反馈至命题端，能影响系统运行提高输出效能.
关键词：原始问题；试题创作；问题教学；革新策略
近年来“考试素养”进入了教师专业发展的视野，教师的考试素养是指教师开发和运用考试解决教学问题的能力，其中开发考试的能力包括：陈题遴选、陈题改编和试题创作三个渐进的素养层次.虽然“应试教育”已饱受热议，但“纸笔考试”作为一种公正、客观以及实施简便的教育测评工具，在学业能力、人才选拔的评价中仍将保持无可替代的地位.当下我国正进行着关于课程目标和高考制度的变革，笔者认为试题能体现课程的价值取向，对物理教学有着引领和促进作用，因此“试题的创作与革新”理应与改革相伴而行.
1试题的结构要素和创作图式
任何类型的试题，都包含评价目标、问题情境、问题设计和试题呈现这四个基本要素，如图1所示.
笔者在多年的命题实践中形成了图2所示的建构图式，物理现象既是物理学的根源，也是试题创作的介质基础.评价目标是试题的灵魂，它是试卷知识与能力测评目标总表中的一个子项.情境加工是指舍去物理现象的一些次要细节和非本质联系，提取与目标一致的重要信息，并完成物理量赋值的过程，立意体现的是加工深度和评价取向上的差异，问题设计则是目标契合情境在量化测评意义上选择和表述.
试题的编制是一项创造性的思维活动，不仅要求编制者要具备较强的物理学科能力，洞悉课程标准以及相关的考试指导性文件；同时还要具备扎实的认知心理学及教育测量统计学的专业基础.试题的编制不是简单的要素构筑和流程经历，教师应该先从陈题改编入手，逐步过渡发展到试题创作，在实践中顺应编纂要素间的耦合和流程的自洽，进而内化生成为自身的一项专业素养.
2源自学生和问题教学研究的启迪
在义乌某校的元旦师生文艺晚会上，一段学生自創的相声《物理·远方·诗》引起了轰动，当两学生以朗诵体唱和出“啊！在光滑的水平面上/啊！在无穷远的地方/一个小球匀速的，匀速的滚来了/滑块，静止地守候着/它们，碰在一起了（合）”桥段时，笑声全场雷动.因为这笑声背后隐含着学生对高中物理教学“远离生活、缺少人文情怀、高度抽象和模型化”的群体困惑和失望.
为方便论述，笔者构建了如图3所示的链式模型，在中学物理教育界一直存在着把物理问题教学等同于习题教学的现象，由于习题和试题有着简约相似的特征，功利驱使着师生在题海中练就出了系列化的解题方法和解题技巧，形成了模型右端的循环.多年来，专家和学者们一直呼吁物理问题教学要向A线路延伸，走上完整的问题解决链.乔际平教授在1980年就指出：“当前中学物理教学只抓了一个运用数学解决物理习题的能力”，同期赵凯华教授强调：“同一问题，既可以把原始的物理问题提交给学生，也可以由教师把物理问题分解或抽象成一定的数学模型后再提交给学生.习惯于解后一类问题的学生，在遇到前一类问题时，往往会不知所措”.杨振宁教授认为：“演算是物理学的一部分，但不是最重要的部分，物理学最重要的部分是与现象有关的”.邢红军教授于2007年发出了实施B路线的教改倡议，他认为原始物理问题“来自真实生活情境、没有被抽象、变量隐含；对学生来说不是常规的，不能靠简单的模仿来解决；不一定有唯一的答案，解决它需伴以个人或小组的活动”.
系统论中的反馈原理表明，系统的部分输出反作用于系统的输入端，会对系统的再输出产生影响.如果把源于物理现象终止于结论评价的问题教学链视为一个系统，那么实践中的缺憾和探索研究的成果就可作为干预信息作用于系统的试题创作端，进一步探寻系统结构和功能的优化以及输出效能的提升（模型中的C路线）.
3物理试题创作的革新策略和例案赏析
基于本文的上述分析，笔者拟定以“回归生活，还原现象；重视人文，求真尽美；体现科技，强化应用”作为试题创作的理念，并贯穿于近年的命题实践中，试题的实测数据符合创设预期，在测试区域内产生了积极的反响.为方便后续研究的深入，特选择6个例案供大家分析讨论.
3.1回归生活，还原现象
例1 2016年10月14日义乌市中小学田径运动会在春晗中学开幕，来自全市中小学的60支代表队、1043名运动员参加了各项赛事的角逐.图4的照片记录了跳远运动员健美的瞬间，针对此时运动员受力情况的分析合理的是
A.受重力和空气阻力作用
B.只受重力作用
C.受重力、空气阻力、沙子的支持力作用
D.受重力、空气阻力、沙子的支持力和摩擦力作用
例2 2016年1月28日，首趟“义乌一德黑兰”班列从新疆阿拉山口出境（图5），途经哈萨克斯坦、土库曼斯坦等4个国家，经过两次换轨，经历398小时，跨越10339公里抵达伊朗首都德黑兰.关于“首趟班列”同学们的议论正确的是
A.测算列车过“阿拉山口”所用的时间时可将专列视为质点
B.我们可以计算出这趟班列平均速度的大小
C.列车的运动全程无法用位移随时间变化的图象来描述
D.列车过弯道时超速将会加剧对弯道内轨的磨损
3.2重视人文 求真尽美
例3义乌市赤岸镇的“古月桥”建于宋嘉定六年（图6），采用“单拱纵联，分节列砌”的古法建造，经测量桥拱呈五边形（图7），五块桥石板和两边的桥基组成一个对称完美的半圆形，每块桥石板的两个侧面间所夹的圆心角均为30度.假设每块桥石板质地均匀，重力均为G，石块间的摩擦力及桥石板外其它物体的重力忽略不计，则1和2桥石板间的作用力大小为
例4影视和舞台创作中常常要求演员使用“威亚”，横店影视中心有这样一套“训练威亚”，长L=5米的细绳一端固定在距离水平地h=3米的固定点上，另一端可扣在演员的安全腰带拴上，水平地面上画有一个半径R=4m的圆周，圆心正对着上方的固定点，练习时要求演员扣好细绳绕着圆周跑动（图8）.如果我们把空气阻力、地面的摩擦力当作次要因素忽略，取g=10 m/s2，试估算：
（1）一个质量50千克的演员，当绕圈跑的速率为2m/s时，演员对水平地面的压力有多大？
（2）为了使演员离开水平地面，达到“飘”的效果，演员绕圈跑的速率至少要多大？
3.3体现科技强化应用
例5玩具市场热卖的“悬浮地球仪”是利用顶部磁铁和底盘电磁铁的相斥实现漂浮的，它在外力微扰后能快速恢复平衡的秘密在于底盘中金属材质的霍尔侦测器，工作时通过侦测器的电流保持恒定，当外力微扰使得z轴方向垂直穿过侦测器的磁场发生变化时，侦测器），轴上下表面的电势差u也将随之改变，u的改变会触发电磁铁中的补偿电路开始工作从而实现新的平衡，如图9所示.下列解读正确的是
A.磁感应强度B越大，y轴上下表面的电势差U越大
B.磁感应强度B越小，y轴上下表面的电势差U越大
C.霍尔侦测器工作时y轴上表面的电势高
D.y轴上下表面电势差U的大小不受表面间距离的影响
例6 某混和动力汽车的总质量为1000kg，内部的节能装置可将汽车富余的动能回收转化，该装置可分为两个部分：一是可由车轮带动的发电机；二是在汽车上下振动时起作用的电磁减震器，电磁减震器的缸体P与车厢装配在一起，内部能产生如图10所示的辐射型磁场；直径为￡的汽缸塞Q与汽车底盘装配在一起，内绕有匝数为n的线圈，线圈所在处磁感应强度的大小均为B；P、Q随汽车的振动而上下滑动实现动能的回收转化.
（1）当汽车底盘突然以速度v向上振动时，若线圈中的电流大小为I，求线圈产生的电动势的大小和此时汽缸塞Q受到的电磁力的大小和方向.
（2）检测机构让汽車在平直的路面上以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测绘出了车轮“不带动发电机”和“带动发电机”两种状态下汽车的动能与位移关系的对比图线（图11）①和②（未计振动动能），若忽略测试路面的阻力差异和空气阻力，请你根据图线求出测试中汽车回收转化了多少动能.
（3）求出在（2）的测试中，汽车在加速阶段所用的时间.
4结语
我国科举考试的历史长达1300多年，考试在公众心目中的威信一直很高，是社会普遍接受的相对公平公正的选拔、评价和录用人才的方法.教育考试是一项专业性很强的工作，追求的是测量有效和测量公平，因此命题历来都是一种神圣的责任当担，“试题的创作与革新”是一个承接历史延续将来的课题.
