實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中有著極其重要的作用，如何通過中考或者高考等大規(guī)模的校外考試來正向引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這個(gè)問題一直困擾著教育界。新加坡物理科目的普通水準(zhǔn)教育證書考試（GCE O level，以下簡(jiǎn)稱物理O水準(zhǔn)考試，相當(dāng)于我國的中考）專門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)考核，較好地解決了這個(gè)問題，促使新加坡物理教育一直保持著很高的質(zhì)量，為世界各國所矚目。

1 物理O水準(zhǔn)考試實(shí)驗(yàn)考試概況

物理O水準(zhǔn)考試是專門針對(duì)物理科目的，分理論試卷和實(shí)驗(yàn)試卷兩類，理論試卷包括試卷1和試卷2，試卷3是實(shí)驗(yàn)試卷，在有限時(shí)間內(nèi)正式測(cè)試情景下，通過檢測(cè)考生的某些操作技能來評(píng)價(jià)考生實(shí)驗(yàn)方面的能力。

1.1 評(píng)價(jià)目標(biāo)

根據(jù)物理科目課程標(biāo)準(zhǔn)（5052），實(shí)驗(yàn)考試的評(píng)價(jià)目標(biāo)是要求學(xué)習(xí)者能夠遵從一系列的指導(dǎo)；使用技術(shù)手段、儀器設(shè)備和材料進(jìn)行觀察、測(cè)量和估計(jì)，并記錄；解釋、評(píng)估觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)果；計(jì)劃探究、選擇技術(shù)手段、儀器設(shè)備和材料；評(píng)估方法，并提出可能的改進(jìn)。［1］

1.2 典型試題

物理實(shí)驗(yàn)試卷包括2個(gè)結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)問題，每個(gè)15分，占總分的20.0%?？荚嚲哂泻軓?qiáng)的連續(xù)性，每年試題的題型、難度、區(qū)分度基本相同。2005年實(shí)驗(yàn)試卷包括下面兩道題：［2］

問題1．在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，你將對(duì)一個(gè)鋼制彈簧進(jìn)行測(cè)量，然后設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究浸入水中物體的向上的作用力。

給你提供鋼制彈簧、米尺、裝有水的燒杯各一，兩個(gè)固定的直角尺，一個(gè)鐵架臺(tái)和兩個(gè)夾鉗，五個(gè)100g的物體。你還可以使用天平。

（a）把彈簧的每匝都擠壓在一起。測(cè)量彈簧繞成匝部分的長(zhǎng)度l，見下圖。在答卷紙上記錄下長(zhǎng)度l。（1分）

（b）數(shù)出彈簧匝數(shù)。闡述所使用的盡可能精確地確定N值的方法。（2分）

（c）確定彈簧直徑D。借助示意圖來解釋如何盡可能精確地確定D。（2分）

（d）使用天平來測(cè)量彈簧質(zhì)量M，并用給定公式來確定密度的近似值，已知近似的密度值等于(4MN)/(π²l²D) 。（2分）

（e）把彈簧懸掛在鐵架臺(tái)的一夾鉗上，另一夾鉗夾住靠近彈簧的豎直米尺，見右圖。彈簧下懸掛一S形鉤，S形鉤下懸掛5個(gè)100g的物體。確定彈簧伸長(zhǎng)量e，并記錄下來。用一示意圖說明如何確定e。（2分）

（f）緩慢地把物體下面的燒杯提起，直到5個(gè)物體完全浸沒在水中。物體不能觸到燒杯各邊或者底部。確定彈簧新的伸長(zhǎng)量。（1分）

（g）確定構(gòu)成物體的材料的密度，給出公式ρ=[e/(e-w)]×1.00g/cm³。（1分）

（h）上面的公式可以改寫成e=[ρ/(ρ-1)]w，ρ是材料的密度。

設(shè)計(jì)一個(gè)使用根據(jù)已給出的儀器設(shè)備來更精確地確定ρ值的實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)應(yīng)該包括：對(duì)實(shí)驗(yàn)如何進(jìn)行描述，如何繪制一個(gè)曲線圖的草圖以及如何從曲線圖確定ρ值。（4分）

問題2．提供一個(gè)250cm³的燒杯，一個(gè)用夾鉗夾在鐵架臺(tái)上的溫度計(jì)，一些熱水，塑料攪拌器、量筒和秒表各一個(gè)。

（a）給你一張用于記錄溫度θ和時(shí)間t的表格，請(qǐng)給表格起個(gè)合適的標(biāo)題，并標(biāo)出物理量的單位。（1分）

（b）把足夠的熱水倒入燒杯，使溫度計(jì)下面的圓腔正好被浸沒。觀察溫度計(jì)，你會(huì)看到開始時(shí)溫度是上升的。一旦溫度開始下降，記錄下溫度值，并開始用秒表計(jì)時(shí)。在5分鐘內(nèi)，選取適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔連續(xù)記錄溫度值，并把所有的結(jié)果記錄在表格中。（3分）

（c）使用坐標(biāo)紙畫出一條y軸是溫度，x軸是時(shí)間的曲線。（4分）

（d）在圖上畫出最貼近的光滑曲線，畫出曲線的一條切線，找出150s時(shí)曲線梯度G。（4分）

（e）把溫度計(jì)從燒杯中取出。用量筒測(cè)量實(shí)驗(yàn)中使用的熱水的體積V，并記錄下來。（1分）

（f）提出2個(gè)防范措施，使實(shí)驗(yàn)中你獲得的結(jié)果盡可能地精確。（2分）

1.3 考試安排

物理O水準(zhǔn)考試一般在每年的10、11月份進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)考試與理論考試不在同一天進(jìn)行，一般間隔2－3周。比如，2006年的理論考試時(shí)間為11月15日上午，實(shí)驗(yàn)考試時(shí)間為10月26日全天，分4輪進(jìn)行，分別為8：00－9：30，10：00－11：30，12：00－13：30，14：00－15：30。［3］每場(chǎng)實(shí)驗(yàn)考試時(shí)間以1小時(shí)30分鐘為限，考生對(duì)于每個(gè)試題的儀器操作時(shí)間不得超過45分鐘。

2 物理O水準(zhǔn)考試實(shí)驗(yàn)考試特點(diǎn)分析

2.1 非常重視物理實(shí)驗(yàn)基本操作技能的評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)考試非常重視物理實(shí)驗(yàn)基本操作技能的評(píng)價(jià)，利用兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)操作實(shí)驗(yàn)考核考生是否具備一些基本的操作技能。主要評(píng)價(jià)：觀察技能；安全地、規(guī)范地實(shí)驗(yàn)操作的技能；利用簡(jiǎn)單的測(cè)量工具準(zhǔn)確地測(cè)量一些基本物理量的技能等；讀取數(shù)據(jù)的相關(guān)技能，包括準(zhǔn)確地讀數(shù)、估讀、有效數(shù)字、正確的單位等；安裝、操作基本的物理儀器和器材的技能。從2005年的考題可以看出，考試涉及到了上述的所有技能。

2.2 盡可能使用常見的、低廉的實(shí)驗(yàn)儀器和材料

根據(jù)物理課程標(biāo)準(zhǔn)（5052）的規(guī)定，實(shí)驗(yàn)考試涉及的主要的儀器設(shè)備有：測(cè)量長(zhǎng)度使用的卷尺、直尺、測(cè)微計(jì)、測(cè)徑器、游標(biāo)卡尺；測(cè)量時(shí)間使用的時(shí)鐘、秒表、單擺的周期；測(cè)量溫度使用的普通溫度計(jì)、試管、燒杯；測(cè)量質(zhì)量使用的天平；測(cè)量重力、拉力等所用的彈簧秤、鐵架臺(tái)、夾鉗；測(cè)量液體和固體的體積使用的量筒；測(cè)量電流、電壓使用的普通直流電源、燈泡、電阻器、電鍵、鱷魚夾、安培表和電壓表等；測(cè)量光線角度使用的凸透鏡、平面鏡、量角器等。主要實(shí)驗(yàn)材料有：橡皮泥、卡片、木板、細(xì)絲、彈簧、熱水、鎳鉻鐵合金金屬絲、大頭針、插針板。［4］可以看出，這些實(shí)驗(yàn)儀器和材料沒有什么貴重的，基本上都是常見的和低廉的。

2005年的兩道考題分別使用了彈簧、米尺、燒杯、直角尺、鐵架臺(tái)、夾鉗、天平和溫度計(jì)、塑料攪拌器、量筒、秒表等器材，使用了小物體、熱水等材料。除了天平稍貴一些外，其它的都是低廉的，在我國這些器材都是物理實(shí)驗(yàn)室必備的，更不要說在新加坡了。

2.3 注重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理工作的評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)考試注重考核考生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理工作。從2005年的試卷可以看出，主要考核這樣幾點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄。使用表格來記錄數(shù)據(jù)，包括寫出表格每行的標(biāo)題，被測(cè)或者計(jì)算的物理量的名稱或者符號(hào)，選取合適的單位等。（2）畫曲線圖。包括在坐標(biāo)紙上畫出坐標(biāo)系，標(biāo)出相關(guān)的物理量和單位，選取合適的比例，標(biāo)出各數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過各點(diǎn)畫一條直線或者曲線等。（3）通過確定曲線圖的梯度來獲取測(cè)量結(jié)果。（4）計(jì)算出的物理量的單位、有效數(shù)字等。

2.4 強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究相關(guān)技能的評(píng)價(jià)

科學(xué)探究是物理課程的一個(gè)重點(diǎn)，如何考核學(xué)生的科學(xué)探究方面的技能是一個(gè)難點(diǎn)，新加坡O水準(zhǔn)考試既在理論試卷中進(jìn)行評(píng)價(jià)，也在實(shí)驗(yàn)試卷中評(píng)價(jià)。2005年實(shí)驗(yàn)卷兩個(gè)問題都涉及到描述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋的探究技能。問題1的（b）和（c）主要評(píng)價(jià)的是間接測(cè)量的探究技能；問題1最后一部分主要評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的技能和處理信息的技能，隸屬于“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”和“分析與論證”方面的技能。問題2的（f）主要評(píng)價(jià)嘗試改進(jìn)探究方案的技能，隸屬于“評(píng)估”方面的技能。這些都是科學(xué)探究中的重要技能。

2.5 實(shí)驗(yàn)試卷盡可能不涉及理論知識(shí)

雖然理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作是物理科目不可分割的兩個(gè)組成部分，但是兩者對(duì)學(xué)生的要求畢竟有一定的差異性。另外，根據(jù)加德納的多元智能理論，不同的學(xué)生具備不同的智能，可能有些學(xué)生更擅長(zhǎng)理論學(xué)習(xí)，另一些學(xué)生則更擅長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)操作。那么，考試就應(yīng)該讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)展示自己掌握了什么。

新加坡的實(shí)驗(yàn)考試在這方面就做得很好，在實(shí)驗(yàn)卷中盡可能不涉及理論知識(shí)方面的掌握情況，僅考核考生實(shí)驗(yàn)方面的技能。比如，2005年實(shí)驗(yàn)卷問題1中，涉及到確定彈簧的密度和物體的密度時(shí)，直接給出了計(jì)算公式，避免考生由于理論知識(shí)的欠缺而影響到實(shí)驗(yàn)考試的成績(jī)。這一點(diǎn)是與現(xiàn)代科學(xué)教育所倡導(dǎo)的“評(píng)價(jià)的目的是了解學(xué)生理解了什么”，而不強(qiáng)調(diào)“了解學(xué)生有哪些還不知道”［5］相一致的。

3 對(duì)我國中考物理考試的啟發(fā)

我國的中考物理考試一直采用書面考試的形式，這固然可以評(píng)價(jià)學(xué)生的某些實(shí)驗(yàn)技能，但是難以或者無法評(píng)價(jià)一些具體的操作技能，給初中物理教學(xué)帶來了一些負(fù)面的影響。另外，一些學(xué)校忽視實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，教師黑板上講實(shí)驗(yàn)、學(xué)生在紙上“做實(shí)驗(yàn)”的現(xiàn)象較為普遍。為了扭轉(zhuǎn)這一局面，可以考慮在中考物理考試中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作考核。我們可以借鑒新加坡的做法，選用一些基本的、常見的、低廉的實(shí)驗(yàn)器材和材料，設(shè)計(jì)出1－2個(gè)結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)題分批對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技能方面的考核。而且從我國目前的情況來看，這種考核方式的實(shí)施已經(jīng)具備了一定的可能性。

參考文獻(xiàn)：

［1］［4］Ministry of Education， Singapore. 5052 PHYSICS O LEVEL( 2005).4. 19-20. ［Z］.

［2］SEAB UCLES. GCE'O'Level Physics Paper Nov.2001-2005. Singapore:Dyna Publisher Pte Ltd.2006.182-184.

［3］Ministry of Education， Singapore. GCE O-LEVEL EXAMINATION 2006 EXAMINATION TIMETABLE (TENTATIVELY).［Z］.

［5］［美］國家研究理事會(huì).戢守志等.國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)［M］.北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社.1999，121.

(欄目編輯趙保鋼)

<注>：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文