新课程标准下初中物理笔试命题的编制技术与方法研究
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原载:《中学物理教学参考》2003年第10期
新课程理念下物理学科的卷面考试,究竟应该以怎样的结构和形式来呈现,这是当前新课程实验中一线教师密切关注的问题。但在《义务教育物理课程标准》(以下简称《标准》)的“学生学习评价实施建议”部分提出了建立发展性的评价体系的理念,对于学生学习的具体评价仅仅提出了一些原则性的建议,在评价的形式和具体操作上,还是缺乏明晰、可借鉴的操作方法。本文着重从新课程理念下笔试命题的指导思想、命题的原则、笔试题型的设计以及编制方法的切入点,展开较为详细地论述,试图为当前新课程的评价研究提供一些思路和视角。
科学、合理的卷面评价,对于新课程的教学与改革起着至关重要的导向、调控作用。《标准》指出,学生学习评价的目的是促进学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面的充分发展,发掘学生多方面的潜能,了解学生发展中的需求,使每一个学生通过评价都能看到自己在发展中的长处,并增强其继续学习的信心。《标准》中明确提出了物理课程的总目标是使学生:保持对自然界的好奇,发展对科学的探索兴趣,在了解和认识自然的过程中有满足感及兴趣感;学习一定的物理基础知识,养成良好的思维习惯,在解决问题或作决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法;经历基本的科学探究过程,具有初步的科学探究能力,乐于参与和科学技术有关的社会活动,在实践中有依靠自己的科学素养提高工作效率的意识;具有创新意识,能独立思考,勇于有根据地怀疑,养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神;关心科学发展前沿,具有可持续发展的意识。树立正确的科学观。有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。
由于考试目的、考试性质的不同,新课程笔试命题的指导思想还应积极体现七个“有利于”,即有利于贯彻党和国家的教育方针,全面推进素质教育;有利于推进中小学课程改革和指导中小学教学;有利于培养学生的创新精神和实践能力,全面提高教育教学质量;有利于巩固九年义务教育;有利于初中教学、有利于高中阶段学校招生和普及高中阶段教育;有利于发展学校的优质教育;有利于为学生终身学习打下良好基础。因此,新课标下的笔试试题应当既重视考查对物理基本概念、原理、定律和公式的识记、理解,又重视考查运用物理概念、原理去分析和解决实际问题的能力,还应着重加强对创新意识、思维能力和实践能力的考查。
新课标下的笔试试卷是由诸多的具体习题组成,每一具体的题目也有各自的考查功能。但是,这些题目的功能与传统题目的功能应有所不同。
(一)传统命题题目的功能
在现行的《物理教学大纲》中,具有明确的“知识与技能”单方面的目标,在要求上分为“知道”“理解”“掌握”“会”等4种。因此,传统笔试试题的功能主要是考查或评价学生在“知识与技能”方面的几种具体要求。它仅仅相当于在一维空间中的某一个点。如图1中的A题,也就是简单的考查对某一知识“理解”的要求。

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2.注意考查问题的简化
要想使新课标中笔试的每一个题目同时具备考查四个方面的功能是较为困难的。首先是编制题目不易,另外也容易使题目本身失去特点。因此,不妨将四维空间进行分解,使之成为四个相对独立的一维空间,即将某个具体的题目侧重于考查上述四个方面中的某一个方面,如A题侧重考查双基,C题侧重考查创造等。但是任何题目不可能纯粹只运用一个方面就能解决,因此,习题可以侧重考查知识的某一维度。我们不可能也没有必要去特意编造一些纯粹只包含一个方面功能的题目。另外,也可以设计一些能考查几个维度综合功能的题目。
3.科学编制命题的双向细目表
根据上述的命题构想,在编制具体的题目或试卷之前,教师可以编制双向细目表如表1所示。
表1

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(3)情感、态度与价值观目标。
它有两个层次的要求:第一层次,反应;第二层次,领悟。反应是指让学生对于某问题或事件立即表达自己的感受;领悟是在“反应”的基础上,潜移默化,通过多次的“反应”,逐渐形成较稳定的意识或思维定式。
5.根据各个维度的要求科学制定双向细目表
双向细目表的结构与形式如表2所示。
表2
物理新课程的目标主要是指学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度的培养目标。在笔试的环境下,考查学生在“过程与方法”“情感态度与价值观”两个方面的表现往往不容易做到真实、全面。因此,笔试考卷应以考查学生在“知识与技能”维度的表现为基础。由于一个题目所体现的目标是多维的,不是一维的,所以课程目标的三个维度是分析维度,不是实施维度。内容规划应以“标准”为根据。
“情感、态度与价值观目标”是指学生在探究与创造过程中的思想意识表现及倾向。这是物理教学的最终目的所在。“过程与方法目标”处于知识与技能目标、情感态度与价值观目标之间,起着承上启下的关键作用。因为“过程与方法目标”的实现要以知识与技能的探究为载体,同时在“过程与方法目标”的实现过程中也逐渐使学生形成了一定的情感、态度与价值观。因此,课堂教学的实施关键是要紧紧抓住“过程与方法目标”的实现,也即紧紧抓住让学生经历探究过程、掌握方法这一点。探究物理知识的过程是一个“探究”与“创造”的过程,这是“过程与方法目标”的实质内容,也是新课程改革的核心。所以,在新课程对应的教学目标下,对“科学探究”和“科学内容”的考查就应该成为笔试命题的中心内容。
(一)笔试命题对“知识与技能”考查的内容与要求
《标准》中关于“知识与技能”的内容与要求具体如下:
(1)物质——初步认识物质的形态及变化、物质的属性及结构等内容,了解物体的尺度、新材料的应用等内容,初步认识资源利用与环境保护的关系。
(2)运动和相互作用——初步认识机械运动、声和光、电和磁等自然界常见的运动和相互作用,了解这些知识在生活、生产中的应用。
(3)能量——初步认识能量、能量的转化与转移、机械能、内能、电磁能以及能量守恒等内容。了解新能源的应用。初步认识能源利用与环境保护的关系。
(4)初步了解物理学及其相关技术产生的一些历史背景,能意识到科学发展历程的艰辛与曲折,知道物理学不仅指物理知识,而且还包含科学研究方法、科学态度和科学精神。
(5)具有初步的实验操作技能,会使用简单的实验仪器和测量工具,能测量一些基本的物理量。
(6)会记录实验数据,知道简单的数据处理方法,会写简单的实验报告,会用科学术语、简单图表等描述实验结果。
《标准》要求对“知识与技能”的考查应注重理解和应用,不宜过多考查记忆性的内容;命题的着眼点应了解学生的学习情况,而不应该在枝节问题上纠缠;命题应该注意向联系实际的方向引导,要避免死记教科书中的条文,避免在概念的严密性上做文章,避免烦琐的数学计算;题目中的物理情景应该有实际意义,避免故意编造。
例1 高速公路上一辆“东风”牌载重卡车以20m/s的速度行驶,这时一辆小轿车从它后面超过,此时小轿车的车速为108 km/h,则 的车速大, 车动能较大。
分析 此题考查速度的单位换算、动能大小的比较。如果学生仅仅知道动能大小与质量和速度有关,而不会进行实际情景下的问题解决,两车的动能大小的比较是不易得出的。
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(二)笔试命题的“过程与方法”考查的内容和要求在新课程背景下,对“过程与方法”的考查可考虑以下几个方面:
(1)提供日常生活和生产实际中的物理现象,让学生简单描述物理现象的主要特征,考查学生发现问题、提出问题的能力。
(2)通过信息题考查学生收集信息的能力及能否制定简单的科学探究计划和实验方案
(3)考查学生科学探究的基本方法和书面表达能力。
例2 呈球面形状的反射镜叫做球面镜,用外表面做反射面的球面镜叫凸面镜,简称凸镜。我们知道,用平行光对着平面镜照射,反射光线也是平行光,也就是说,平面镜对光线既不起会聚作用也不起发散作用。那么凸镜对光线的作用是否与平面镜对光线的作用相同呢?
某同学想:这可能不会相同,要么是会聚作用,要么是发散作用。为了寻找正确答案,他考虑了一番,进行了探究实验。
该同学将好几只激光手电筒捆绑在一起,形成相互平行的光线对凸镜照射,发现平行光线经凸镜反射后形成如图3所示的图象。该同学最后把实验结果写成了书面报告。

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因为题型是试题模式的外在呈现形式,而试题编制的指导思想则决定了试题模式的内在性质。笔试命题的功能就是要较全面地考查学生的三维目标,因此题型是构成试题模式的主要组成部分。从不同的角度看,笔试命题试题可分成许多不同的种类。根据评分方法的不同,可分为客观性试题和主观性试题;客观性试题常见的有填空题、是非题、选择题、选配题等,主观性试题常见的有问答题、证明题、计算题、实验题、操作题、论述题等。根据试题形式的不同,可以分为闭卷型试题和开卷型试题;根据考生作答的方式划分,笔试命题的题型设计主要有:选择题(含选配题)、填空题、作图(表)题、实验探究与设计题、计算题和简答题六种题型,并在部分题型中渗透了考查思维方式的题型,如创意型试题、发散型试题、科学探究型试题、项目设计型试题等。但无论怎样,笔试试卷命题的外在形式上都要努力体现生活化、情节化,应避免单纯用物理符号、公式、模型表达的题目,避免类似于“一个小球”“一个铁块”之类抽象的表述形式,尽可能将每一道题设计成实际生活中的情境或故事。这样既可以激发学生的创造灵感,又可以使学生所学的知识与方法生活化。
另外,由于学科内容、命题技巧和使用条件的不同,每一种题型都可以有较为广泛的考查功能和特殊情况。而且每一种题型都有长处和局限性,笔试的命题要根据考试的目的、性质、考查目标、学科内容特点、考生心理特点、试卷评卷、成绩统计等因素来做出整体性安排。一般笔试命题试卷的有关题型、题量、赋分分布见表3所示。
表3

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(二)探究性学习题型
该题型主要功能是考查学生的探究学习能力。所谓探究学习就是让学生模拟科学家搞科研那样去探索知识、解决问题的过程,这一过程必须有一定的思维程序,也就是探究的操作步骤。如《课程标准》中的探究程序为:提出问题→猜想与假设→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→交流与合作,这就是一个简单的思维程序。那么,如何去考查学生的探究能力呢?可以从探究的方法步骤和实际探究两个方面去考虑,其中,探究的方法步骤包括探究的思维程序和探究各要素所运用的具体方法两个部分;实际探究是指探究的案例,案例又从探究过程的经历和探究过程的设计两个方面去考虑。因此,对应探究的思维程序、探究各要素的具体方法及实际探究的考查,可以设计如下三道大题:探究方法题、阅读探究题、探究设计题。
1.探究方法题
此题型编制的目的是考查学生在探究过程中的几个重要的要素、环节、科学研究方法及其操作方法。
(1)考查“提出问题”的能力。提出问题是任何探究的首要环节,此类题型一般是给出一个问题的情景,然后让学生自由地根据要求提出问题。也可以考查其他的探究要素或其他的几种能力。
例11 自行车是一种简便无污染的交通工具,看一看它的构造,如图6所示。想一想你骑自行车的过程,请提出两个与物理有关的问题(力、热、光、电均可以,不需要解释)。

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2.阅读探究题
该题型是考查学生探究的全过程、步骤,即探究的思维程序。此类题首先让学生阅读一篇文章,模拟探究过程,文章的内容一般是学生从未曾接触过的。然后让学生回答有关问题。
(1)通过阅读可以得出一个什么结论?
(2)请根据你得到的结论去解释某些现象。
(3)这一结论在日常生活中有何应用?请举例。
(4)在上述探究过程中运用了怎样的探究步骤或思维程序?
注意:提出问题→猜想与假设→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→交流与合作,这种基本程序不是一成不变的,各要素间可以相互自由地组合,从而形成灵活多变的探究过程。
例15 初中《物理》第一册中有下面一段“沸点随气压改变”的短文,阅读后回答有关问题。
许多物理现象跟气压的大小(通常说气压的高低)有关系,对人类的生活、健康有重要影响。例如,在几千米的高山上,如果没有高压锅,连一顿饭都吃不上,就是因为水的沸点随气压改变的缘故。
实验 如图8(a)所示,烧瓶中的水沸腾后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将大注射器接到烧瓶口上,如图8(b)所示,向外拉注射器活塞,看到了什么现象?此实验说明了什么问题?

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《义务教育课程改革纲要(试行)》指出,我们要注意克服试题内容“难、繁、偏、旧”和过于注重书本知识的现状,加强试题内容与学生生活以及现代社会和科技发展的关系,精选终身学习必备的基础知识和基本技能。因此,笔试命题难度和区分度的控制对命题的要求相对较高。
区分度是指试题对不同考生的知识、能力水平的鉴别程度。即高水平的考生比低水平的考生能多得多少分,得分差别大表示试题区分度好,得分差别小表示试题区分性能差。由于考试目的、考试性质的不同,试题的区分度会有不同的要求。在义务教育阶段,校内测验的主要目的不是筛选和甄别,所以,新课程的笔试命题不应该追求区分度,更不能以校外某种考试作为对学生评价的惟一标准。
难度是指试题或考试相对于特定的考生群体的难易程度,是考生对试题或考试是否适应的指标。一般用试题的得分率或答对率(P)表示,所以难度事实上是容易度,其数值大小在0~1之间,数值越大,说明试题越容易。由于考试目的、考试性质的不同,试题的难度会有不同的要求,选拔性考试(如中考)试题的难度一般控制在0.3~0.9之间,整卷的难度控制在0.6~0.7之间;校内测验不属选拔性考试,整卷的难度系数要比前者大一些。
试题难度的控制要考虑的因素是多方面的,如考查目标、生源情况、教学效果等,就考试本身的影响因素也很多,如题量的多少,试题的指示词、材料、情景的提示程度,解答的思维性质和思维量的大小,解题的繁简程度,书写量的大小,正确答案的清晰程度或错误答案的迷惑程度,试题排列方式和秩序,评分标准的宽严程度,等等。只有全面考虑和熟练运用,才可能有效地控制试题难度。
评分标准是笔试考卷结构中的一个重要组成部分,由于它十分隐藏,其作用常常被人们所忽视。评分标准与命题有密切的关系。首先,评分标准反映了思维劳动的价值。因为赋分越高的题目,思维劳动价值越大,如果赋分相同的题目(例如一组选择题),应试者付出的思维劳动量相差很大,那么试题就很不合理;其次,评分标准是对思维劳动的质量的评估。常见这样的情况,应试者答题数量多、质量不很高的跟答题质量高而数量少的都获得相同的分值(如非选择题),这是评分标准的失误,评分标准应该从应试者的答题质量去考虑。另外,要保证评分标准的实施有相对的稳定性,允许有适当的弹性。对非选择题,尤其是创意型试题、发散型试题、科学探究型试题、创造能力型试题等,评分细则再详细,也很难保证不同的评卷人给出相同的评分,甚至会有较大的差别,这会影响对应试者思维劳动的质量的评估。这样的试题不适宜大量出现。
总之,课程标准的新要求给笔试考卷的设计带来了新的考验,随着规模的扩大、时间的推移,会出现许多新的情况、新的问题,初中物理笔试命题将按照稳中求变、变中求新、新中求活、循序渐进等原则作为改革的基本思路,在新一轮课程改革的大潮中积极改进、不断完善。