范佳午

關(guān)于物理試題的價(jià)值取向和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的思考

范佳午

在深化教育領(lǐng)域綜合改革的背景下，物理教育應(yīng)更加關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。本文通過分析兩道中考物理試題統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及價(jià)值取向的不同，提出需要提高考查學(xué)生探究能力和創(chuàng)新思維的開放性試題的區(qū)分度，以契合改革的要求，同時(shí)對(duì)教學(xué)產(chǎn)生積極的導(dǎo)向作用。

科學(xué)教育測評(píng)；考試招生制度改革；命題；試題難度；試題區(qū)分度

考試是按照一定的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)和教育目標(biāo)，利用測量和非測量的方法系統(tǒng)地收集資料信息，對(duì)學(xué)生的發(fā)展變化進(jìn)行分析和判斷，并為教育決策提供依據(jù)的過程?？荚囶}目的價(jià)值取向會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)成績評(píng)定、選拔升學(xué)、教育教學(xué)的導(dǎo)向等產(chǎn)生影響。在深化教育領(lǐng)域綜合改革背景下，對(duì)考試內(nèi)容及考試結(jié)果的分析，既要考慮試題難度、區(qū)分度等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，也要分析試題的價(jià)值取向，以使考試對(duì)教學(xué)產(chǎn)生積極的引導(dǎo)作用。本文結(jié)合測試數(shù)據(jù)，分析兩道價(jià)值取向不同的中考試題以及對(duì)考試命題的啟示。

1 兩道物理試題的價(jià)值取向和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)

在深化教育領(lǐng)域綜合改革的背景下，物理教育應(yīng)注重“增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力”?？荚嚫母锸巧罨逃C合改革過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，以北京市的中考物理試題為例，有兩個(gè)明顯的改變：一是在物理試題中滲透社會(huì)主義核心價(jià)值觀和優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，發(fā)揮中考對(duì)學(xué)科育人的導(dǎo)向作用；二是加強(qiáng)對(duì)探究能力、科學(xué)實(shí)踐和批判創(chuàng)新精神的考查和導(dǎo)向，弱化對(duì)通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)推理計(jì)算解決物理問題的要求。從下面兩道“壓軸題”的差異，可以看出物理試題價(jià)值取向的變化。

例1（北京市2014年中考物理試卷第38題）

用如圖1甲所示的滑輪組提升水中的物體M1，動(dòng)滑輪A所受重力為G1，物體M1完全在水面下以速度v勻速豎直上升的過程中，卷揚(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力為F1，拉力F1做功的功率為P1，滑輪組的機(jī)械效率為η1；為了提高滑輪組的機(jī)械效率，用所受重力為G2的動(dòng)滑輪B替換動(dòng)滑輪A，如圖1乙所示，用替換動(dòng)滑輪后的滑輪組提升水中的物體M2，物體M2完全在水面下以相同的速度v勻速豎直上升的過程中，卷揚(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力為F2，拉力F2做功的功率為P2，滑輪組的機(jī)械效率為η2。已知：G1－兩物體的質(zhì)量相等，體積V均為4×10-2m3，g取10 N/kg，繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力均可忽略不計(jì)。

求：（1）物體M1受到的浮力F?。?/p>

（2）拉力F1與F2之比；

（3）物體M1受到的重力G。

圖1

例1通過人為創(chuàng)設(shè)的情境，考查學(xué)生綜合運(yùn)用物理知識(shí)解決問題的能力。題目涉及受力分析、滑輪組和機(jī)械效率、浮力、功和功率等知識(shí)，包含兩次提升不同物體的過程，情境復(fù)雜，需要具有很強(qiáng)的邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力才能解決。此題的難度值為0.49，區(qū)分度為0.83，其分組難度曲線如圖2所示（將全體考生根據(jù)其物理總分從低到高排序，然后按人數(shù)平均分為G1-G7七組；圖中的七個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)分別表示此題對(duì)每一組考生的難度值）。

圖2

例2（北京市2015年中考物理試卷第39題）

小林做“碘的升華”實(shí)驗(yàn)時(shí)，用酒精燈直接對(duì)放有少量固態(tài)碘的碘升華管加熱，如圖3所示。發(fā)現(xiàn)碘升華管內(nèi)出現(xiàn)紫色的碘蒸氣，小林認(rèn)為碘從固態(tài)變成了氣態(tài)，是升華現(xiàn)象。小紅查閱資料發(fā)現(xiàn)：常壓下，碘的熔點(diǎn)為113.60℃，碘的沸點(diǎn)為184.25℃，酒精燈火焰的溫度約400℃。根據(jù)這些資料，小紅認(rèn)為小林所做的實(shí)驗(yàn)中，碘可能經(jīng)歷了由固態(tài)到液態(tài)再到氣態(tài)的變化過程，小林的實(shí)驗(yàn)并不能得出碘升華的結(jié)論。

請(qǐng)針對(duì)小紅的質(zhì)疑，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明碘能從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)?？梢赃x用上述器材或補(bǔ)充必要的輔助器材。寫出實(shí)驗(yàn)方案并簡要說明。

例2結(jié)合真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境，考查學(xué)生的探究能力中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新思維。“碘的升華”實(shí)驗(yàn)是教學(xué)中常見的演示實(shí)驗(yàn)，用酒精燈直接加熱也是常見的不嚴(yán)謹(jǐn)做法。題目引導(dǎo)學(xué)生對(duì)題干中實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行批判性思考，再讓學(xué)生設(shè)計(jì)更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)。此題的難度值為0.45，區(qū)分度為0.37，其分組難度曲線如圖4所示。

圖3

圖4

比較例1和例2，試題的價(jià)值取向差異明顯。從統(tǒng)計(jì)指標(biāo)看，兩道題的難度值接近，例1的區(qū)分度高于例2。需要反思的問題是：怎樣看待兩道題在價(jià)值取向和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)上的差異？

2 對(duì)試題價(jià)值取向的分析

對(duì)試題進(jìn)行價(jià)值取向分析時(shí)，分析者總是站在一定的立場上。從深化課程改革來看，“重智輕德，單純追求分?jǐn)?shù)和升學(xué)率，學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力較為薄弱”成為當(dāng)前教育需要解決的問題。在考試作為“指揮棒”難以避免的現(xiàn)實(shí)情況下，應(yīng)對(duì)考試評(píng)價(jià)進(jìn)行改革，使其指向素質(zhì)教育。黨的十八屆三中全會(huì)將考試招生制度改革作為深化教育領(lǐng)域綜合改革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。具體到考試命題的改革，需要發(fā)揮考試的導(dǎo)向作用，使試題的價(jià)值取向指向素質(zhì)教育、指向育人。

從課程標(biāo)準(zhǔn)要求來看，《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》指出：“義務(wù)教育物理課程作為科學(xué)教育的組成部分，是以提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程。此階段的物理課程不僅應(yīng)注重科學(xué)知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練，而且應(yīng)注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神等方面的培養(yǎng)?！睆恼n程標(biāo)準(zhǔn)中的課程目標(biāo)來看，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力是有明確要求的。然而，在考試中，知識(shí)及其應(yīng)用能力的考查較易命題，在試卷中也占有較大比重；但是在新情境中的探究能力、創(chuàng)新思維、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等，因?yàn)槊}難度較大，在考試中常常沒有得到充分體現(xiàn)。一些以學(xué)生必做的探究實(shí)驗(yàn)為情境的試題實(shí)際上還是考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力，很難真正考查學(xué)生的探究能力。理論上，考試評(píng)價(jià)應(yīng)體現(xiàn)課程目標(biāo)，與課程目標(biāo)具有一致性；實(shí)際中，考試內(nèi)容與課程目標(biāo)存在差異，課程目標(biāo)要求的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力都難以落實(shí)。在深化教育領(lǐng)域綜合改革背景下的考試招生制度改革，應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)考試與育人目標(biāo)、課程目標(biāo)的一致性。

從物理學(xué)科角度，邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、探究能力和創(chuàng)新精神都是重要的能力。科學(xué)符合邏輯，邏輯推理在科學(xué)研究中有重要地位。然而，邏輯推理是對(duì)已有知識(shí)的演繹，僅靠邏輯無法得出關(guān)于自然界的新的事實(shí)規(guī)律。以已有事實(shí)為基礎(chǔ)，通過創(chuàng)造性思考提出科學(xué)假設(shè)，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，這在科學(xué)中是更常見、更根本的研究方法。

在例1和例2兩個(gè)例子中，例2考查了探究能力和創(chuàng)新精神，符合目前教育與考試改革的價(jià)值取向，應(yīng)考慮加強(qiáng)這類試題在試卷中的分量。

3 對(duì)兩道試題統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的分析

從難度值來看，例2的難度更大。分析分組難度曲線可以發(fā)現(xiàn)：總分較低的G1組到G3組學(xué)生在例2中得分率較高，總分較高的G5組到G7組學(xué)生在例1中得分率較高。

在例1中，第（1）問本身很簡單，就是浮力計(jì)算公式的簡單套用，所需的物理量的數(shù)值，題目中已經(jīng)直接給出。但是由于題干的情景復(fù)雜，學(xué)生難以從題目中直接提取出所需信息，同時(shí)由于基礎(chǔ)薄弱產(chǎn)生畏難情緒，導(dǎo)致G1組學(xué)生的得分率接近0。第（2）、（3）問涉及的知識(shí)點(diǎn)多、推理過程較長且復(fù)雜，但由于這類綜合計(jì)算題學(xué)生考前經(jīng)過長期的反復(fù)練習(xí)，掌握了一定的分析解決問題的套路，G7組學(xué)生的得分率接近0.95。

對(duì)于例2，試題的開放性較強(qiáng)，涉及的知識(shí)點(diǎn)并不復(fù)雜，推理過程相對(duì)較短但需要邏輯嚴(yán)密?？偡州^低的學(xué)生也有發(fā)揮空間，例如：有的學(xué)生提出用溫度計(jì)測量碘升華時(shí)的溫度，如果低于碘的熔點(diǎn)，說明碘直接由固態(tài)變成氣態(tài)。雖然該方案可操作性不強(qiáng)，但思考的方向和邏輯有合理性，體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，可以得到部分分?jǐn)?shù)。例2要想得高分較難，不僅需要學(xué)生有創(chuàng)新能力、嚴(yán)密的邏輯推理能力，還需要有一定的實(shí)驗(yàn)探究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)。這對(duì)總分較高的學(xué)生也有很大的挑戰(zhàn)。此題對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的考生也有發(fā)揮并得分的空間，但是總成績中上的學(xué)生想得到滿分又很有挑戰(zhàn)性，因此試題的區(qū)分度不如例1高。

例1的區(qū)分度非常優(yōu)秀，例2的區(qū)分度良好。值得反思的是，兩道題所區(qū)分的學(xué)生特質(zhì)是否相同？在中考中，一般要求試卷對(duì)知識(shí)和能力有較全面的覆蓋，同時(shí)假設(shè)試卷的總分即代表了學(xué)生在該學(xué)科的學(xué)術(shù)能力，將總分作為選拔的依據(jù)。然而，實(shí)際上學(xué)生在一門學(xué)科上的學(xué)術(shù)能力應(yīng)該是多維的，以物理學(xué)科為例，可能至少包含對(duì)知識(shí)的理解、運(yùn)用數(shù)學(xué)和邏輯解決物理問題的能力、實(shí)驗(yàn)技能、科學(xué)探究能力等。有的學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)和邏輯解決物理問題的能力較強(qiáng)，但科學(xué)探究能力偏弱，或者反之，這都是正?，F(xiàn)象。學(xué)生學(xué)術(shù)能力的多維性引發(fā)了對(duì)考試的思考。

例1考查學(xué)生綜合運(yùn)用物理知識(shí)解決問題的能力，側(cè)重于數(shù)學(xué)邏輯推理。例2考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新思維，與例1所區(qū)分的特質(zhì)不同。例1是以往物理試卷中的典型試題，題目相對(duì)成熟，所考查的學(xué)生能力和以往的試卷主要考查的能力一致，試題區(qū)分度非常優(yōu)秀。例2符合考試改革的思想，更加重視對(duì)實(shí)驗(yàn)探究能力的考查，試卷測查學(xué)生的能力更加多維。另一方面，受以往的考試導(dǎo)向和多方面因素的影響，在教學(xué)中教師更注重對(duì)知識(shí)的教學(xué)以及知識(shí)應(yīng)用、計(jì)算的訓(xùn)練，而不重視學(xué)生探究能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。這也造成了學(xué)生在探究和創(chuàng)新思維方面的能力分布差距相對(duì)不大。

在選拔性考試中，假定試卷的總成績代表學(xué)生在該學(xué)科的學(xué)術(shù)能力，根據(jù)總成績選拔學(xué)生。試卷的價(jià)值取向、試卷中試題所考查的知識(shí)和能力的結(jié)構(gòu)非常重要。假如試卷中有一定區(qū)分度的試題整體上主要考查學(xué)生利用數(shù)學(xué)邏輯推理解決物理問題的能力，那么這方面能力強(qiáng)的學(xué)生會(huì)脫穎而出，在升學(xué)中取得優(yōu)勢。在這方面能力稍弱，而探究和創(chuàng)新能力較強(qiáng)的學(xué)生則無法展現(xiàn)自己的優(yōu)勢；反之亦然。

在深化考試招生制度改革的背景下，需要提高考查學(xué)生探究能力和創(chuàng)新思維的開放性試題的區(qū)分度。這需要在試題及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的編制上總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新。在編制試題時(shí)要充分考慮學(xué)生各種可能的作答情況，并初步劃分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)?？荚嚭笤偕钊敕治鰧W(xué)生的實(shí)際作答，制定、細(xì)化能夠比較準(zhǔn)確地區(qū)分不同能力水平的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

另一方面，隨著學(xué)生對(duì)這類試題答題方法的熟悉和教學(xué)的改進(jìn)，也會(huì)對(duì)試題的區(qū)分度產(chǎn)生影響。例1的試題區(qū)分度優(yōu)秀，一方面得益于其問題難度的階梯設(shè)計(jì)，另一方面也得益于學(xué)生對(duì)綜合計(jì)算題答題方法和規(guī)范的熟悉，他們了解試題的得分點(diǎn)，能夠在答題的過程中充分展現(xiàn)自己目前達(dá)到的水平，獲得相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。隨著考查探究能力和創(chuàng)新思維的開放性試題逐漸受到重視，教師和學(xué)生將會(huì)探討這類試題的答題方法，使學(xué)生在答題時(shí)能夠盡可能拿到符合自己能力水平的分?jǐn)?shù)，這既可能有助于進(jìn)一步提高這類試題的區(qū)分度，也對(duì)試題編制提出挑戰(zhàn)——要確保試題能夠考查出學(xué)生真正的能力水平，而不是應(yīng)試水平。

4 啟示

考試命題要關(guān)注深化教育領(lǐng)域綜合改革的要求，要基于國家課程標(biāo)準(zhǔn)，積極發(fā)揮考試的導(dǎo)向作用。試題的價(jià)值取向影響教學(xué)的導(dǎo)向，影響對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)和選拔。在分析試題時(shí)，應(yīng)將統(tǒng)計(jì)指標(biāo)作為重要的參考，分析其背后的影響因素，并找出改進(jìn)方向。在物理學(xué)科中，考查學(xué)生探究能力和創(chuàng)新思維的試題，其價(jià)值取向符合深化課程改革的要求，能發(fā)揮積極的導(dǎo)向作用，值得繼續(xù)深入研究。

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[4]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京:北京師范大學(xué)出版社，2012.

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[6]張雨強(qiáng).開放題編制的理論與技術(shù)研究[D].上海:華東師范大學(xué)，2006.

Reflections on the Value Orientations and Statistical Indicators of Two Physics Examination Tasks

FAN Jiawu

In the context of deepening the comprehensive reform of education,physics education should place more emphasis on cultivating students’innovative spirit and practical ability.In light of the results of an analysis on differences in the statistical data and value orientations of two tasks on the high school entrance test of physics,the paper proposes a need to improve the design of open questions intended to tap students’inquiry ability and innovative thinking so that the students’performance will be better discriminated.It is believed that this improvement will meet the demands of reform and have positive washback effect on teaching.

Science Education Assessment;Examination and Admission System Reform;Test Development;Item Difficulty;Item Discrimination

G405

A

1005-8427（2016）09-0028-5

（責(zé)任編輯：陳寧）

范佳午，男，博士，北京市海淀區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校，中學(xué)一級(jí)教師（北京 100195）