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        中國物理高考試題與NAEP高中物理試題的對比研究

        2019-07-08 03:45:37張萱劉愛芬
        物理教學(xué)探討 2019年5期
        關(guān)鍵詞:物理試題

        張萱 劉愛芬

        摘 ? 要:我國高中物理高考試題注重基礎(chǔ)、聯(lián)系實際、由易到難、強(qiáng)化能力,一直得到教育專家和社會各界的普遍認(rèn)可。NAEP即國家教育進(jìn)步評價,是美國唯一的學(xué)生學(xué)業(yè)評價,其試題編輯、評分方式和評價體制等都有很好的借鑒價值。對比NAEP,我國高中物理試題的設(shè)計可以進(jìn)行以下幾個方面的完善:1.增加動手表現(xiàn)題,完善理論測試的單一性;2.重視診斷反饋功能,彌補考試選拔的片面性;3.引入交互式計算機(jī)任務(wù)來迎合學(xué)生未來發(fā)展的需要;4.增加題目數(shù)量以供學(xué)生選做,發(fā)揮學(xué)生各自的學(xué)習(xí)潛能。

        關(guān)鍵詞:物理試題;NAEP;評價體制

        中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ?文章編號:1003-6148(2019)5-0043-4

        1 ? ?問題的提出

        物理核心素養(yǎng)的提出概括了學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備的必備品格和關(guān)鍵能力,包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。新課程指出:學(xué)校應(yīng)當(dāng)對學(xué)生進(jìn)行多維度評價,尤其注重學(xué)生的過程評價和檔案評價,不再讓評價僅僅作為一種選拔功能;而是強(qiáng)調(diào)評價的主體性,關(guān)注評價對學(xué)生發(fā)展、促動和指引等方面發(fā)揮的巨大作用。我國高中物理高考試題歷來注重基礎(chǔ)、聯(lián)系實際、由易到難、強(qiáng)化能力,一直得到教育專家和社會各界的普遍認(rèn)可。但是人無完人,我國物理高考試題設(shè)計依然存在一些有爭議的地方,與美國NAEP高中物理科學(xué)試題相比[1],我國物理高考更注重理論考查,缺少嚴(yán)格的動手實驗操作題;物理高考評分比較模糊,只有對錯之分,體現(xiàn)不出診斷反饋功能;物理高考沒有與現(xiàn)代化手段結(jié)合,例如計算機(jī)、手機(jī)、PAD等,這導(dǎo)致學(xué)生高中三年學(xué)習(xí)后在物理素養(yǎng)發(fā)展方面后勁不足,不利于學(xué)生終身性的發(fā)展。

        對比中國高考物理試題和NAEP高中物理試題,有助于發(fā)現(xiàn)不足,取其精華;吸收NAEP高中物理科學(xué)評價的先進(jìn)理念,促進(jìn)我國高考物理試題設(shè)計得到進(jìn)一步完善。

        2 ? ?試題對比分析

        縱觀我國物理高考試題,題目類型主要有:單選題、多選題、實驗題、選修題和計算題。

        NAEP高中物理科學(xué)試題的類型有:

        (1)單項選擇題;

        (2)建構(gòu)反應(yīng)題,其中又分為簡短型建構(gòu)反應(yīng)題,擴(kuò)展型建構(gòu)反應(yīng)題和概念圖任務(wù);

        (3)組合題,包括試題串、POE項目集、動手表現(xiàn)任務(wù)和交互式計算機(jī)任務(wù)[2]。

        下面就挑選不同類型的典型試題加以比較,分析兩種試題的優(yōu)缺點。

        2.1 ? ?選擇題

        思考:兩道題都要求學(xué)生運用“合成與分解”的思想,選擇的模型都來源于生活。

        NAEP高中物理試題更注重方法的考查,不少人在生活中都會碰到類似的情況,都需要運用力學(xué)知識進(jìn)行判斷,能否答對完全取決于學(xué)生對科學(xué)方法的掌握。雖然有三個干擾項,但難度不大,屬于定性分析的問題。每個干擾項基本能反映學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題,學(xué)生選擇D選項,說明學(xué)生沒有理解兩只狗施加大小相同的力;學(xué)生選擇A或B選項,說明學(xué)生沒有掌握基本方法。如果學(xué)生的答案離譜,甚至?xí)坏箍鄯帧EAP試卷共有100多道科學(xué)試題,所以每道題難度不可能太大,也不太會涉及復(fù)雜的計算。學(xué)生不要求每題都做,可以選擇做其中的一部分。例如,學(xué)生對本題沒有把握,可以做其他題目,因此學(xué)生沒有必要亂猜。

        我國物理試題注重方法和能力的考查,學(xué)生不僅要掌握知識、方法,還必須具備數(shù)學(xué)運算、建立模型、審題等能力。問題難度更高,不過考試題目數(shù)量比NAEP少,題目多為必做題,更注重學(xué)生選拔的公平性。我國學(xué)生長期解答這些問題,能力提升得更快。但在某些方面可以進(jìn)一步完善:

        1.診斷反饋功能不足。三個錯誤選項不能完全反映出學(xué)生存在的問題,這與試題難度有關(guān),學(xué)生的錯誤會有很多組合,難以作出具體的診斷。

        2.選擇題全部是必做題,也存在一定的不公平性。我國物理選擇題為10~20題,不可能涵蓋所有的知識點。如果試題正好是甲學(xué)生不擅長的知識,而是乙學(xué)生有把握的題目,這就顯得不太公平。

        3.選擇題不扣分,學(xué)生瞎猜現(xiàn)象嚴(yán)重。由于學(xué)生做錯不會扣分,所以學(xué)生無論懂與不懂都會做完。如果試題比較簡單,優(yōu)等生還是可以脫穎而出;但如果試題難度很大,優(yōu)等生的成績就沒有明顯優(yōu)勢,甚至還不及亂猜的學(xué)生。

        2.2 ? ?實驗題與動手表現(xiàn)題

        我國高中物理實驗題主要分為力學(xué)實驗和電學(xué)實驗,這里不再舉例,下面敘述NAEP中一道動手表現(xiàn)題的幾個要求。

        例3 (1)根據(jù)兩個參考圖像預(yù)測哪個地區(qū)的水質(zhì)更好。(2)使用已有的設(shè)備嘗試對樣本檢測,把檢查結(jié)果填寫在表格內(nèi)。(3)分析題目中給出的步驟應(yīng)用了哪些科學(xué)原理,這些措施可以起到什么作用。(4)根據(jù)信息分析哪些地方可以建立新城鎮(zhèn)。

        NAEP高中動手表現(xiàn)題并不完全等同于做實驗,其中包含了大量的分析思考過程。學(xué)生手腦并用,對學(xué)生以后從事具體的研究工作有很好的引導(dǎo)作用。一個具體的問題不可能僅僅是物理、化學(xué)或地理問題,往往涉及多個知識領(lǐng)域,所以本題學(xué)生需要靈活地運用地理、物理、化學(xué)、生物等知識。本題除了考查學(xué)生的知識水平,還涉及到學(xué)生對水處理的工藝評估水準(zhǔn);從科學(xué)內(nèi)容維度分析,屬于物質(zhì)特性的知識;從科學(xué)實踐維度分析,屬于科學(xué)探究和科學(xué)原理的能力。一道動手表現(xiàn)題時間為40分鐘,教師根據(jù)學(xué)生答案的合理性賦分,沒有唯一答案。

        我國的物理實驗題注重考查實驗的基本原理和基本方法,結(jié)合物理知識的應(yīng)用,答案普遍是唯一的,開放性問題較少,突出公平性,以便合理選拔人才。當(dāng)然也有值得思考的方面:

        1.沒有考查學(xué)生的動手實驗。實驗題可以結(jié)合理論和實踐考查學(xué)生,但僅僅是紙上談兵卻不動手做,可能無法區(qū)分學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?/p>

        2.沒有考查學(xué)生處理實際問題的能力。我國的物理實驗題注重課本實驗和常規(guī)儀器的考查,學(xué)生對實驗基礎(chǔ)知識掌握得很扎實,也獲得國內(nèi)外的肯定[3]。然而,我們的學(xué)生面對全新的問題,需要利用綜合知識和發(fā)揮創(chuàng)造力解決問題時,往往束手無策,不盡如人意。

        2.3 ? ?計算題和建構(gòu)反應(yīng)題

        例4 (2018全國卷)一質(zhì)量為m的煙花彈獲得動能E后,從地面豎直升空。當(dāng)煙花彈上升的速度為零時,彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分,兩部分獲得的動能之和也為E,且均沿豎直方向運動。爆炸時間極短,重力加速度大小為g,不計空氣阻力和火藥的質(zhì)量。求:

        (1)煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過的時間;

        (2)爆炸后煙花彈向上運動的部分距地面的最大高度。

        例5 (NAEP)兩個相同的燒杯,分別裝有80 mL的A、B兩種液體。經(jīng)過3天,兩種液體均變少,其中B液體減少得更多,如圖4所示。

        (1)解釋兩種液體均減少的原因;

        (2)分析哪種液體沸點更低;

        (3)根據(jù)提供的信息,用分子相互作用力解釋發(fā)生的現(xiàn)象。

        NAEP高中科學(xué)試題難度較低,前兩問更為簡單,最后一個問題相對復(fù)雜。學(xué)生想要把各個因素都解釋清楚是比較困難的,教師也因此可以根據(jù)學(xué)生答案的準(zhǔn)確性和全面性進(jìn)行賦分。NAEP科學(xué)試題非常貼近生活,學(xué)生解決這樣的問題很有價值。

        我國的物理試題也來源于生產(chǎn)、生活,對知識點考查比較深入,對學(xué)生的要求更高,其中還涉及復(fù)雜的計算,難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過NAEP高中科學(xué)試題。問題還是在于試題無法反饋學(xué)生的缺陷,學(xué)生的錯誤可能在于審題、理解、公式記憶、數(shù)學(xué)運算等任意一個方面或多個方面,學(xué)生只要犯一個錯誤就不給分,無法區(qū)分學(xué)生的差別。

        3 ? ?NAEP高中物理試題的啟發(fā)

        我國物理高考試題有得天獨厚的優(yōu)勢,某些方面也讓國外的同類命題望塵莫及。然而,任何一套試題的設(shè)計理念也都有提升的空間,對比NAEP高中物理試題,我國物理高考試題的設(shè)計可以進(jìn)行以下幾個方面的完善:

        1.增加動手表現(xiàn)題,完善理論測試的單一性。物理學(xué)習(xí)的兩大要點是觀察和實驗,動手實驗應(yīng)該是每一個理科生應(yīng)該掌握的基本技能,也應(yīng)該是考試的一個方面。學(xué)生親手做實驗可以進(jìn)一步熟悉實驗儀器的操作,鞏固實驗原理和方法,從而提高綜合實踐能力。學(xué)生獨立進(jìn)行實驗考查,教師可以根據(jù)學(xué)生設(shè)計的合理性、實驗操作能力和數(shù)據(jù)處理能力酌情打分,區(qū)分不同水平層次的學(xué)生。學(xué)生解答動手表現(xiàn)題可以完善理論測試的單一性,對于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展也更為合理。

        2.重視診斷反饋功能,彌補考試選拔的片面性。選拔和診斷是物理考試的兩大功能,都應(yīng)該得到足夠的重視。教師在設(shè)計問題時,針對學(xué)生可能犯錯的環(huán)節(jié)精心設(shè)計每個選項,診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,根據(jù)學(xué)生掌握的情況為以后的教學(xué)提供建議。教師根據(jù)學(xué)生的選項決定學(xué)生得多少分或者扣多少分,讓完全懂和略懂的學(xué)生、懂和不懂的學(xué)生區(qū)分開來,讓學(xué)生不要瞎猜[4],充分發(fā)揮試題的診斷反饋功能。

        3.引入交互式計算機(jī)任務(wù)以迎合學(xué)生未來發(fā)展的需要。計算機(jī)已經(jīng)成為人類的必需品,甚至是人類的依賴品,掌握計算機(jī)處理科學(xué)問題的能力已刻不容緩。引入交互式計算機(jī)任務(wù),激勵學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)代化技術(shù)的核心功能,如Excel的數(shù)學(xué)分析功能、PPT的演示功能、SPSS的數(shù)據(jù)收集處理功能等,為學(xué)生未來發(fā)展提供幫助。交互式計算機(jī)任務(wù)還要求學(xué)生學(xué)習(xí)編程,促使我國高中一些課程的正常開設(shè),吻合學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的需要。當(dāng)然,我國沒有把計算機(jī)任務(wù)納入學(xué)科考試范圍,還考慮到地區(qū)性的差異,教育存在一定的不公平性。所以在命題時,照顧無法正常開展計算機(jī)課程的地區(qū),可以設(shè)計與計算機(jī)任務(wù)難度相近的問題供學(xué)生選做,即突出公平性,還能讓學(xué)生發(fā)揮各自的特長。

        4.增加題目數(shù)量供學(xué)生選做,發(fā)揮學(xué)生各自的學(xué)習(xí)潛能。確保物理考試的公平性,最簡單的方法就是把學(xué)生所有的學(xué)習(xí)內(nèi)容都進(jìn)行考查,而我國物理考試試題數(shù)量有限,勢必會有所取舍。借鑒NAEP高中物理試題的方法,可以嘗試加大試題數(shù)量,在一份試卷中涵蓋所有基本知識、方法和技能,供學(xué)生選做。學(xué)生必須選擇相同數(shù)量的問題,教師根據(jù)學(xué)生選擇題目的頻率可以判斷學(xué)生學(xué)習(xí)的喜好;根據(jù)學(xué)生不同問題的選項,診斷學(xué)生學(xué)習(xí)的狀況;根據(jù)某一學(xué)生某一知識領(lǐng)域的得分情況,分析學(xué)生是否具備相應(yīng)的潛力;根據(jù)不同地區(qū)學(xué)生選做的題目可以研究地區(qū)教學(xué)的差異性。目前我國的物理高考也已經(jīng)逐步采用選做題,這既照顧了選拔的公平性,同時也能發(fā)揮學(xué)生各自的學(xué)習(xí)潛能。

        參考文獻(xiàn):

        [1]馬艷華.美國NAEP科學(xué)測評中認(rèn)知領(lǐng)域的歷史演進(jìn)及啟示[J].物理教師,2016,37(3):66-69.

        [2]吳俊生.NAEP高中物理科學(xué)試題及評分方式的分析和啟示[J].物理通報,2018(7):102-107.

        [3]張宏齊.新課程標(biāo)準(zhǔn)課程結(jié)構(gòu)變化對物理教學(xué)的影響[J].物理教學(xué)探討,2018,36(11):12-14.

        [4]劉愛芬.論如何使用選擇題考察物理教學(xué)[J].物理教師,2013,34(1):94-95.

        (欄目編輯 ? ?陳 ?潔)

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