2010年高考物理实验试题评析——基于38位物理骨干教师的观点，本文主要内容关键词为：骨干教师论文,试题论文,物理实验论文,观点论文,物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物理学是一门以实验为基础的科学，实验教学在中学物理教学中具有重要的地位。普通高中物理课程标准[1]和高考物理考试大纲[2]都对实验能力提出了明确的要求。那么，在高考中，评价实验能力方面的考题能否体现出课程标准与考试大纲的要求是值得我们探讨的问题。为此，本文选取了2010年高考中的8套新课标理综试卷（附表1）中的物理实验试题为研究对象，从38位中学物理省级骨干教师（附表2）的视角，对2010高考物理实验试题进行评析，以供参考。
一、实验能力的相关要求
高考始终把对能力的考核放在首要位置。从能力测评的角度，高考物理学科考试大纲中把物理能力明确为五个方面：一是理解能力，二是推理能力，三是分析综合能力，四是应用数学处理物理问题的能力，五是实验能力。可见，实验能力是物理学科高考要考查的五种基本能力之一。那么，从能力测评的角度，实验能力在全部的物理能力测评中该占多大比重？我们又该从哪些方面对物理实验能力进行操作性的界定呢？
在普通高中物理课程标准的内容标准部分，对科学探究及物理实验能力的具体要求被细化为七个方面，分别是：①提出问题；②猜想与假设；③制定计划与设计实验；④进行实验与收集证据；⑤分析与论证；⑥评估；⑦交流与合作。
在高考物理学科的考试大纲中，对实验能力的具体要求为：能独立地完成知识内容列表中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。
而在英国高考物理学科的考试说明[3]中，物理实验能力被明确划分为四个方面，分别是：①编制计划的能力；②实施计划的能力；③分析论据得出结论的能力；④评价论据和过程的能力。同时，明确指出了物理实验能力占物理学科考试的比重在12.5%～20%之间。
我国高考大纲中对实验能力的要求没有给出明确的测评比重，分析2010年的8套新课标理综试卷中实验试题的分值比重平均值为15.4%，其中最高的是广东卷，为18%，最低的是山东卷，为13.3%。
那么，在一线老师看来，实验试题在物理学科高考中应该占多大比重呢？调查结果显示，在绝大多数老师心目中，对这一问题的期望值在10%～20%之间（图1），这一期望值与英国和我国高考中实验试题的分值比重都是一致的。
图1 38位教师对实验试题分值比重的看法
二、实验能力的测评方法
现场观察、工作单以及纸笔测试是测评实验能力最常用的三种方法。
现场观察评价法，是指在实验室环境下，教师对学生的实验过程进行直接观察，然后根据观察结果对学生实验能力进行评价的方法。目前，在我国许多省市的中招考试中都采用了现场观察的方法测评学生的物理实验能力。
工作单评价法，是指在实验室环境下，学生把实验的过程和结果记录在工作单上，教师根据学生呈现的工作单对其实验能力进行评价的方法。例如，英国高考中物理实验考试就采用了工作单评价法。
纸笔测试评价法，是指在纸笔测试的环境下，通过学生对实验试题的解答情况来评价其实验能力的方法。由于纸笔测试的运行成本较低，因此在大规模考试中被广泛采用。
目前我国高考中对实验能力的评价方法采用的基本上是单一的纸笔测试评价法。对此，老师们的看法不一，部分老师认为在目前条件下，利用纸笔测试的方式考查实验能力是实际、公平、合理的方式。另一部分老师则认为采用单一的纸笔测试评价方式很难全面考查出学生的实验能力，特别是实验的实际操作能力，因此，应该考虑创造条件采用多种评价方式综合评价学生的实验能力（如图2）。
图2 38位教师对不同实验能力测评方法的看法
图3 不同题型在8套试卷中出现的频数
2010年8套新课标理综试卷中的实验试题全部为纸笔测试型试题，题型主要有四种形式，分别是填空、选择、作图与简答，这四种题型在8套试卷中出现的频次如图3所示。在老师们看来，实验试题采用这四种题型是基本合适的，不过，题型还可以扩展，例如，难度较小的正误判断型试题以及难度较大的设计论证型试题也可以考虑。
三、8套试卷中涉及的实验能力
对2010年8套新课标理综试卷中的19道实验试题进行分析，依据课程标准中对实验与探究能力七个方面的具体描述，将这19道实验试题中涉及的实验能力进行归类，结果如图4所示。由图可见，在课程标准所描述的实验与探究能力的七个方面中，今年高考8套理综试卷中的实验试题主要涉及了其中四个方面的能力考查，这四个方面分别是制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估。而对提出问题、猜想与假设、交流与合作等另外三个方面的能力考查在实验试题中没有涉及。
1.制定计划与设计实验
课标中对这一方面的具体要求为：知道实验目的和已有条件，制定实验方案；尝试选择实验方法及所需要的装置与器材；考虑实验的变量及其控制方法；认识制定计划的作用。2010年8套新课标试卷主要是从以下两个角度对这方面能力进行考查的。
图4 实验与探究能力的七个方面在8套试卷中被考查的频次
考查角度一：要求根据实验目的及条件选择合适的实验仪器。例如，全国新课标卷第2题、北京卷第21(1)题、福建卷第19(3)题等，都是通过实验仪器的选择来考查制定计划与设计实验方面的能力的。
考查角度二：要求根据实验目的及条件设计合理的实验方案。例如，天津卷第9(3)题：“……请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表
、内阻
的实验电路。要求测量尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成……”显然，这道试题是通过实验方案的设计来考查制定计划与设计实验方面的能力的。
2.进行实验与收集证据
课标中对这一方面的具体要求为：用多种方式收集数据；按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器；如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义；具有安全操作的意识；认识科学收集实验数据的重要性。2010年8套新课标试卷主要是从以下四个角度对这方面能力进行考查的。
考查角度一：考查基本实验仪器的使用。涉及的实验仪器包括多用电表、电阻箱、电压表、电流表、螺旋测微器、游标卡尺等。对这些仪器的使用包括操作和读数两个方面的要求。例如，山东卷第23(2)题“……该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至______档（填‘欧姆×100’‘直流电压10V’或‘直流电流2.5 mA’），再将______（填‘红’或‘黑’）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱……”本题考查的是考生对多用电表的操作能力。例如，安徽卷第21(1)题：“……在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为______mm……”本题考查的是考生对螺旋测微器进行正确读数的能力。
考查角度二：考查对实验步骤的理解与把握。例如北京卷第21(1)题：“……该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将
的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是：______，______，______，______，最后记录
的阻值并整理好器材……”
考查角度三：要求连接实物电路图。例如，全国新课标卷第23(1)题：“……根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线……”
考查角度四：要求判断电路故障。例如，山东卷第23(2)题：“……在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示。闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E），①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是______ （填‘待测金属丝’‘滑动变阻器’或‘电键’）……”
3.分析与论证
课标中对这一方面的具体要求为：对实验数据进行分析处理；尝试根据实验现象和数据得出结论；对实验结果进行解释和描述；认识在实验中进行分析论证是很重要的。2010年8套新课标试卷主要是从以下三个角度对这方面能力进行考查的。
考查角度一：利用描点作图法处理数据。例如，浙江卷第21题：“……选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m)……”
考查角度二：根据实验现象经过逻辑推理获得实验结论。例如，福建卷第19(1)题：“某同学利用‘插针法’测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。①此玻璃的折射率计算式为n=______。”
考查角度三：利用物理量之间的逻辑关系推导计算获得实验结果例如，全国新课标卷第23(3)题：“在某一温度，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示。电流表的读数为______，电压表的读数为______，此时等效电阻
的阻值为______。”
4.评估
课标中对这一方面的具体要求为：尝试分析假设与实验结果间的差异；注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题；吸取经验教训，改进探究方案；认识评估的意义。2010年8套新课标试卷主要是从以下四个角度对这方面能力进行考查的。
考查角度一：评估实验过程与结果。例如广东卷第34(2)题：“……由于所有电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏______（填‘大’或‘小’）……”显然，本题要求考生对实验结果进行评估。
考查角度二：评估误差改进实验方案。例如天津卷第9(3)题：“……有人拟将待测电压表和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出的电压和电流，再计算出该方案实际上不可行，其最主要的原因是______。”显然，本题要求考生对实验方案的可行性进行评估。
考查角度三：评估实验方法。例如山东卷第23(1)题：“③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是______a.可以改变滑动摩擦力的大小；b.可以更方便地获取多组实验数据；c.可以比较精确地测出摩擦力的大小；d.可以获得更大的加速度以提高实验精度。”显然，本题要求考生对一种实验方法相对于另一种实验方法的优越性进行评估。
考查角度四：评估实验数据。例如，浙江卷第21(1)题：“……______同学的数据更符合实验要求（甲或乙）……”显然，本题要求考生对实验数据的质量进行评估。
四、讨论与建议
在课程标准所描述的关于科学探究及物理实验能力要求的七个方面中，2010年8套新课标试卷中的实验试题只涉及了其中四个方面能力的考查，而对提出问题、猜想与假设、交流与合作等另外三个方面的能力考查却没有涉及。对这一问题，38位教师中主要存在两种观点：一种观点认为，制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估，这四个方面的能力代表了实验能力的核心，通过对这四方面能力的考查基本上可以判断考生实验能力的高低，因此，高考实验试题从这四个方面考查考生的实验能力是合理的；另一种观点则认为，提出问题、猜想与假设、交流与合作这三个方面是实验与探究能力的重要组成部分，但是这三个方面都很难通过纸笔测试的形式进行考查，因此，需要改进评价方式，而不是放弃对这些重要方面的能力考查。
就目前实验教学的实际情况来看，部分学校依然存在以“讲”实验代替“做”实验的现象。之所以会出现这样的现象，可能有实验条件等方面的客观原因，但另一个我们不能忽视的原因在于：“讲”实验对高考成绩几乎没有什么影响。以全国新课标理综试卷中的实验试题为例，在38位被调查的老师中，有94.7%的老师认为“讲”实验与“做”实验两种教学方式下，学生在实验试题上的得分没有明显差别，如图5所示。高考对中学教学的导向作用是明显的，因此，在现行的高考模式下，我们需要尽可能提高实验试题的命题质量，以引导中学实验教学，切实做到使学生能够有机会亲自“做”实验，毕竟学生的实验与探究能力不是能在“看”实验和“听”实验中轻易得来的。
图5 38位教师对“讲”实验与“做”实验得分有无差别的看法
鉴于以上分析，我们有以下两点建议：第一，在纸笔测试的命题策略上，为防止学生“背”实验，命题时应避免机械考查考纲内容列表中的实验新课程高考大纲中，在必考和选考内容列表中共有16个实验，命题者首先要分析出考生在平时学习中若是独立完成了这16个实验，则能够掌握哪些基本的实验原理、方法、技能、技巧等，然后设计出新的实验任务或情境，要求考生在新情境中灵活应用已掌握的实验原理、技能、方法等完成实验任务，最后根据考生在新情境中完成实验任务的水平判断考生的实验能力。第二，在评价方式上，若条件允许，应考虑改变目前这种单一纸笔测试的状况，配合现场观察、工作单评价等多种形式，综合测评考生的实验与探究能力。例如，英国高考中对实验与探究能力的测评就结合了课程作业、纸笔测试、实验操作等方式，给考生提供了多种展示能力的渠道和机会。[4]
附表1 8套新课标理综试卷中物理实验试题的基本情况
附表2 38位中学物理省级骨干教师的基本情况
