高考評(píng)價(jià)體系下實(shí)驗(yàn)探究能力的考查方式
——山東省2020年等級(jí)考試物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題分析與啟示

江西省九江第一中學(xué)(332000) 許冬保

高考評(píng)價(jià)體系是以價(jià)值引領(lǐng)的、系統(tǒng)的、科學(xué)的、創(chuàng)新的評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)的“知識(shí)立意、能力立意”評(píng)價(jià)向“價(jià)值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識(shí)為基”的綜合評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)變，高考評(píng)價(jià)體系是高考命題與評(píng)價(jià)的依據(jù)。本文以山東省2020年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題為例，基于高考評(píng)價(jià)體系進(jìn)行分析，以獲得教學(xué)啟示。

1 試題呈現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)方案對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的精度有直接的影響，某學(xué)習(xí)小組對(duì)“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：

(1)該小組按照?qǐng)D1所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值使電流表示數(shù)逐漸接近滿偏，記錄此過(guò)程中電壓表和電流表的示數(shù)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在U-I坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖2所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是。

A．電壓表分流

B．干電池內(nèi)阻較小

C．滑動(dòng)變阻器最大阻值較小

D．電流表內(nèi)阻較小

(2)針對(duì)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問(wèn)題，該小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案，重新測(cè)量得到的數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答以下問(wèn)題：

①在圖3中已標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D3中標(biāo)出前4組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫(huà)出U-I圖像；②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，所選的定值電阻為_(kāi)___(填“R1”或“R2”)；③用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，請(qǐng)按照改進(jìn)后的方案，將圖4中的實(shí)物圖連接成完整電路。

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)量資料以“±s”表示，采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用x2檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 試題答案與解析

2.1 答案

(1)B，(2)①如圖5所示；②R1；③如圖6所示。

2.2 解析

(1)電壓表示數(shù)變化過(guò)小，即路端電壓變化小，由閉合電路歐姆定律知，其原因是電源內(nèi)阻偏小所致，因此正確的選項(xiàng)是B。

3 試題分析

參考高考評(píng)價(jià)體系中關(guān)鍵能力的框架，根據(jù)《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中的核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，物理學(xué)科考查的關(guān)鍵能力是理解能力、推理論證能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、模型建構(gòu)能力及創(chuàng)新能力。高考評(píng)價(jià)體系中的學(xué)科素養(yǎng)，是指即將進(jìn)入高等學(xué)校的學(xué)習(xí)者在面對(duì)生活實(shí)踐或?qū)W習(xí)探索問(wèn)題情境時(shí)，能夠在正確的思想價(jià)值觀念指導(dǎo)下，合理運(yùn)用科學(xué)的思維方式與方法，有效地整合學(xué)科相關(guān)知識(shí)，綜合運(yùn)用各項(xiàng)能力，高質(zhì)量地認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合品質(zhì)，包括學(xué)習(xí)掌握、實(shí)踐探索、思維方法3個(gè)方面。在對(duì)高考試題進(jìn)行分析時(shí)，為了與課程標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)科核心素養(yǎng)保持一致，將考試中的物理學(xué)科素養(yǎng)劃分為物理觀念、思維方法、實(shí)踐探索、態(tài)度責(zé)任4個(gè)方面?；诟呖荚u(píng)價(jià)體系的試題分析見(jiàn)表2。

表2 基于高考評(píng)價(jià)體系的試題分析

4 教學(xué)啟示

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)，既是研究物理問(wèn)題的方法和手段，也是檢驗(yàn)物理理論的試金石。因此，實(shí)驗(yàn)探究能力的考查成為高考能力考查的重要方面。山東省2020年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試中的電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題，以測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)情境為載體，較好地考查了考生的知識(shí)、能力和學(xué)科素養(yǎng)。體現(xiàn)了高考評(píng)價(jià)體系中的“一核”“四層”“四翼”的考查內(nèi)容、考查要求及評(píng)價(jià)理念。試題的設(shè)計(jì)思想對(duì)高中物理教學(xué)具有重要的導(dǎo)向作用，給教學(xué)帶來(lái)了哪些啟示呢？

4.1 通過(guò)情境及情境活動(dòng)，發(fā)揮探究性實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用

情境是高考評(píng)價(jià)體系中的考查載體，對(duì)考查和培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用。所謂“情境”即“問(wèn)題情境”，指的是真實(shí)的問(wèn)題背景，是以問(wèn)題或任務(wù)為中心構(gòu)成的活動(dòng)場(chǎng)域。高考試題中，情境是運(yùn)用文字、數(shù)據(jù)、圖表等形式，圍繞一定主題加以設(shè)置的，為呈現(xiàn)解題信息、設(shè)計(jì)問(wèn)題任務(wù)、達(dá)成測(cè)評(píng)目標(biāo)而提供的載體。而“情境活動(dòng)”是指人們?cè)谇榫持兴M(jìn)行的解決問(wèn)題或完成任務(wù)的活動(dòng)，情境活動(dòng)也同樣是通過(guò)文字與符號(hào)的形式進(jìn)行的。

物理實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)的重要內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)突出物理學(xué)科特點(diǎn)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用。根據(jù)情境的分類，物理實(shí)驗(yàn)側(cè)重于學(xué)習(xí)探索問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，主要以科學(xué)探究的問(wèn)題為情境。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)發(fā)揮探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值。對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)設(shè)計(jì)中，盡可能將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)演變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

在教材中，測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)測(cè)量性實(shí)驗(yàn)，山東省2020年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試中，巧妙地將測(cè)量性實(shí)驗(yàn)演變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)，有效地考查了考生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

4.2 重視基本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)

高考評(píng)價(jià)體系下的物理科考試內(nèi)容的改革，以核心價(jià)值為引領(lǐng)，以學(xué)科素養(yǎng)為導(dǎo)向，以關(guān)鍵能力為重點(diǎn)，以必備知識(shí)為基礎(chǔ)，通過(guò)增強(qiáng)考試的基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性，甄別考生能力水平的高低。關(guān)于實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α犊荚嚧缶V》指出：能獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)主題下所列的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，能理解?shí)驗(yàn)原理和方法，能控制實(shí)驗(yàn)條件，會(huì)使用儀器，會(huì)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論，能對(duì)結(jié)論進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)；能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，并制訂解決方案，能運(yùn)用已學(xué)過(guò)的物理理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器去處理問(wèn)題，包括簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)試題以某一實(shí)驗(yàn)主題為情境，重視基本實(shí)驗(yàn)技能的考查。測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)試題設(shè)計(jì)中，考查了實(shí)驗(yàn)原理、方法以及描點(diǎn)作圖、數(shù)據(jù)處理、器材連線、反思評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案等多方面的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。因此，在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生重視基本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，以此激發(fā)做實(shí)驗(yàn)的興趣，提高學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的能力。在高考復(fù)習(xí)中應(yīng)重視考綱規(guī)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的再學(xué)習(xí)?？季V規(guī)定的實(shí)驗(yàn)是最基本的實(shí)驗(yàn)，是教材中典型的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生能夠獨(dú)立地、認(rèn)真地、帶有研究性地去完成有關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

4.3 發(fā)展科學(xué)思維能力，有效提高實(shí)驗(yàn)探究能力的層次

科學(xué)思維是學(xué)科核心素養(yǎng)的重要方面。從物理實(shí)驗(yàn)的視角看科學(xué)思維，我們更加關(guān)注的是模型建構(gòu)、分析綜合、推理論證等科學(xué)方法在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中的具體應(yīng)用；是基于事實(shí)證據(jù)(數(shù)據(jù)證據(jù)、理論證據(jù)等)和科學(xué)推理對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行反思評(píng)價(jià)的能力。發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力是重要的教學(xué)目標(biāo)之一，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)物理思想，掌握物理方法，讓學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)科學(xué)推理和科學(xué)論證等得到有關(guān)結(jié)論，是發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力的重要途徑。

科學(xué)探究是人類探索和了解自然、獲得科學(xué)知識(shí)的主要方法，也是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要方式之一，還是一種綜合的、關(guān)鍵的科學(xué)能力和素養(yǎng)?？茖W(xué)探究是一個(gè)過(guò)程，是一種學(xué)習(xí)方式和科學(xué)研究方式，是一種學(xué)習(xí)物理觀念、發(fā)展科學(xué)思維、形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的手段和途徑，同時(shí)也是一種綜合能力。

5 小結(jié)

教學(xué)實(shí)踐表明，看實(shí)驗(yàn)、背實(shí)驗(yàn)、刷實(shí)驗(yàn)試題，均不能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。而按步就班做?shí)驗(yàn)、認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)、認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)并反思實(shí)驗(yàn)，這三種學(xué)習(xí)方式，在實(shí)際檢測(cè)中，對(duì)提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牟町愂欠浅Ｃ黠@的。認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)并反思實(shí)驗(yàn)是提高實(shí)驗(yàn)探究能力的有效途徑。山東省2020年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試中，測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，能有效地考查考生是否認(rèn)真做過(guò)該實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否進(jìn)行過(guò)分析、反思與評(píng)價(jià)。