新课程“双基”和“探究”如何考

罗星凯 刘小兵 曾平飞 赵光平 薛跃规 黄都

[按]在新课程实验中，广大教师不仅以空前的热情接受教育教学新理念，而且努力改善自己的教学行为，涌现出了许多生动活泼的教育图景。但是，几乎所有的教师都担心，在随之而来的带有选拔性的考试比如中考中，进行实验的学生能考出好成绩吗？这主要不是对自己教学质量的不自信，更多的是忧虑各学科试卷是否能够真正体现课程标准的精神和要求。的确，要按照新课程的理念编制出试题是不容易的。有的人就说，新课程的理念好是好，但就是没法考——如果事实完全如此，新课程将面临走回头路的危险。

请认真读读下面这篇文章，您的看法也许会有所改变——虽然此文谈的只是科学学科的中考问题，但其蕴涵的思想不仅超出了中考的范围，也越出了科学学科的界限。它为您打开的是深入思考新课程实践的窗口。

随着新课程的推进，特别是随着2001年首批进入新课程的初中生的毕业、升学考试的临近，教育部下发了《教育部关于积极推进中小学评价与考试制度改革的通知》、组织制订了《国家基础教育课程改革实验区2004年初中毕业与普通高中招生制度改革的指导意见》，为实施新课程背景下的考试评价改革指明了方向。

在这样的大背景下，做好各学科学业考试的命题工作，一方面是顺利实施新课程的需要，另一方面也事关整个考试评价改革的大局。我们受教育部基础教育司委托研制的《2004年国家基础教育课程改革实验区初中毕业生科学学科学业考试命题指导》（以下简称《命题指导》），正是在这样的背景和思想指导下，在反复征求一线教师和教研人员的意见后形成的。作为一个指导性材料，我们自然希望它首先直接对各地的中考命题人员产生积极的影响，同时也希望能成为吸引广大一线理科教师共同参与中考命题研讨的交流平台。通过广泛的参与，使基层人员特别是广大一线教师由新课程的执行者发展成为主动的建设者，建立民主、开放、科学和可持续的课程发展机制，这正是新课程所追求的课程文化建设和体制创新的重要内容。为此，教育部基础教育司又安排研制了各学科的命题改革与教学建议D，从多个方面对《命题指导》进行解读。本文就《命题指导》中所涉及的考查“双基”和“探究”这两个人们所关心的热点问题，进一步谈谈有关的研究背景和我们的一些思考，希望能起到深化问题研究和討论的作用。

考基础知识不等于考机械记忆

初中毕业生学业考试的结果既是衡量学生是否达到毕业标准的主要依据，也是高中学校招生的重要依据之一。由于初中属于义务教育阶段，这就要求学科命题要控制难度，体现基础性。对此，不少人的理解就是一套试卷中要有足够的所谓“送分题”，以此来降低难度。“送分”的办法一般是用填空或选择题的形式直接对教材上的内容进行简单呈现和机械组合。

例1以下是溶液的一些说法：①无色②混合物③化合物④均一⑤稳定⑥各部分性质相同其中正确的是 （  ）

A.①③④⑤

B.②④⑤⑥

C.①②④⑤

D.①③⑤⑥

答案：B

像例1这样的试题，基本未对教材的表述作什么改变，是一种直截了当的记忆类试题，实际，上将考基础变成了考记忆。如果长期大量地使用这类试题进行考试，教学上就会盛行题海战术，学生获取科学知识的过程就被降低为索然无味的死记硬背书本知识。针对这种将考基础等同于考记忆的偏向，《初中毕业生〈科学〉学科学业考试命题指导》（以下简称《命题指导》）中明确提出了这样的命题原则：

“要注重对基础知识、基本技能的考查，避免盲目拔高。但注重基础不等于知识的简单复现和技能的机械组合，应灵活多样地考查基础知识和基本技能，引导教学促进学生的有意义学习而不是机械学习。”

实际上，用灵活多样的方式而不是直接照搬教材的方式同样可以考查基础知识和基本技能，但两种方式对教师教学和学生学习的导向作用是大不一样的。

例2将白醋、食用油、食盐、酒精分别放入水中，不能形成溶液的是（  ）

A.白醋

B.食用油

C.食盐

D.酒精

答案：B

和例1一样，例2同样考查溶液的概念，但却不像例1那样对溶液概念的定义直接设问，而是通过设置一个实际的情境，让学生回答将生活中常见常用的白醋、食用油、食盐、酒精分别放入水中能否形成溶液。

这两种考法的区别在哪里呢？一般来说，例1考的是概念的正确表述或说法，学生完全可以靠将溶液的概念背熟而答对此题：例2考的是概念的运用，即运用溶液的概念去判断水被分别加入白醋、食用油等物质后能否被称为溶液，学生为此要将四种具体的情形与溶液定义所要求的特征进行一一对照，这就离不开对白醋、食用油等物质加入水中后的具体状况的了解，而不是简单地背熟溶液概念的定义就够了的。因此，从这个意义上说，两道题考查知识的效度和难度是不一样的。对于有的学生来说，例2比例1更难，因为他们善于背书而不善于运用。但对于平时留意生活中的事物和现象或在课堂上接受的是一种联系实际的科学教育的学生来说，知道白醋、食用油等物质加入水中的具体状况是很容易的事情，根本不需要专门去记忆，对他们而言，两道题的难度就不应该有多少区别了：当然，这并不能说明他们对溶液概念的定义很清楚（就像会背出溶液的定义并不表明能够将它运用于具体的情境一样），换句话说，学生也可以靠经验答对例2。

由此看来，如果我们的教学重视为学生提供足够的实际经验，学生做起需要运用知识的试题来，并不会比做背知识点的题难。因此，应该用例2而不是例1这样的题来考基础。如果说这样的题由于对教材内容作了某些变通，就使一些学生不适应了，难度会有所提高，那这正是我们的考试所要引导的。否则，何年何月我们才能走出这样的怪圈——用考记忆的试题送分以降低难度?教学上的题海战术和学习上的死记硬背书本知识?学生应变能力低下?用考记忆的试题送分以降低难度？

新课程实验启动以来，实验区反映最为强烈的问题之一，就是担心学生的知识水平降低。因为不少老师一方面感到学生思维变开阔了，能力变强了：但另一方面又担心学生对书本知识的掌握不如以前的学生牢固。这实质上是对考试的担心。试想，如果考试命题仍然是用考记忆来考基础的话，实际体验的丰富、思维变活、能力变强又有何用武之地呢？当然，从更深层的意义上，我们也要充分地意识到：科学教学中为学生提供实践体验的机会只是手段并不是目的。因为经验不等于科学，经验要上升为科学的知识还需要进一步的认知过程。前述的学生能答对例2，但可能对溶液的定义答不上来或答不完整，就是属于这种情况。但这绝不能成为考试应退回到考记忆书本知识的理由！因为从学生终身发展的角度看，基于学生实际经验的科学教育至少会在学生离开学校后仍留下一些有价值的东西，而不会是考过即忘，留下的只是对学习经历的负面印象。考试应该坚定不移地引导教学朝着更全面地实现新课程三维一体目标的方向前进。

考科学方法不等于考其名称和操作程序

按照一般教育心理学的分类，技能可分为操作技能和智力技能。由于操作技能很难通过纸笔型考试进行测评，因此纸笔型考试主要考查的是基本的智力技能。对于科学学科来说，什么是要考查的基本的智力技能呢？对此问题，已有的研究还远没有达到能给予明确回答的程度。在实践方面，近年来随着素质教育思想的贯彻，各地开始重视对科学方法的考查。由于科学方法的运用无疑包含着智力技能，因此通过对基本科学方法的考查来考查基本技能显然是一条合理的途径，也反映了人们对基本技能理解的深化。

然而，有些考查科学方法的试题是否真的考查了科学方法呢？

例3将人体按功能分解成八个系统来研究，这种研究方法是

A.分析法

B.综合法

C.归纳法

D.调查法

答案：A

例4下面是四位同学对所学部分物理知识总结的连线情况，其中完全正确的是

A.③④

B.②④

C.①②

D.①④

①研究内容与用到的方法

影响滑动摩擦力大小的因素实验观察法

平面镜成像的特点等效法

同一直线上二力的合成控制变量法

②、③、④（略）

答案：（略）

上面两题有一个共同的特征，就是在脱离具体情境的情况下让学生来指认科学方法。科学方法贵在运用而不是死记它的名称。在具体情境中，学生也许会使用某种方法来解决问题，却不一定能说出这种方法的名称：相反，能说出方法的名称，也不一定就会使用这种方法。看学生有没有掌握一种方法，不只是看他能否说出它的名称，关键要看碰到实际问题时，能不能使用它。把“活”的方法当成“死”的知识考，与前述的考知识的简单记忆又有什么两样呢？同样，下面这道试题被冠以了科学探究之名，实际上考查的也不过是关于科学方法的某些名词而已。

例5请以“探究种子的成分”为例，回答探究性实验的一般步骤为：

（1）做出假设。你在该实验中做出的假设是_____。

（2）设计实验，验证_____是否成立。

（3）完成实验。实验中当取一粒浸软的小麦种子，穿到铁丝上，放到火上烧时，会看到种子能够燃烧并变成炭，说明种子中含有_____。最后不能燃烧的物质是_____。

（4）根据实验结果得出_____。

答案：

（1）种子中含有水分、无机盐、淀粉、蛋白质和脂肪

（2）假设

（3）有机物无机盐（无机物）

（4）科学结论

科学探究是一项复杂的活动，各个阶段的活动按其方法的特征可以分为提出问题、做出猜想或假设……等等。例5中第（2）和第（4）问考的是这样的方法的名称，这就是典型的把科学探究方法当成名词来考查。学生记住这些方法的名称就真的会用吗？

不可否认，让学生了解科学实验的一般步骤是必要的，但要注意避免把它变成教条的东西和僵化的程序。我们认为，教学和考查更应该关注学生在具体情境下，如何设计、实施这些步骤来完成探究的过程，这远比让学生去记忆一些名称，揣摩几个机械的程序更有意义。相比较而言，下面的一道题考科学方法的思路就明显不同。

例6在甲、乙、丙、丁四个培养皿内分别放等量的棉花，再将相同数量的豌豆种子放在上面，在不同条件下进行培养。数日后记录发芽情况如下表：

（1）根据实验可得出种子发芽所需要的条件是____。若继续培养，几周后幼苗生长较好的是____组。

（2）要证明“黑暗对种子发芽是否有影响”，在实验设计，上可选用____作为实验组和对照组。

（3）把萌芽的豌豆种子种植后，会长成一棵新的豌豆植株，即所谓“种瓜得瓜，种豆得豆”。生物这种性状特征的遗传是由细胞内的____控制。

答案：

（1）一定水分甲

（2）甲組与丙组

（3）遗传物质

这道题考查了控制变量法。第（2）问通过让学生选择实验组和对照组，将控制变量的科学方法渗透到了设计实验的过程中。此题提供了一种运用方法的情境，立意于考查方法的运用，而不是方法名称的识别，这是它们与例3、例4、例5的最大区别。

科学方法重在运用，它的学习和考查宜在具体的问题、具体的情境中进行，不能把方法剥离出来，当成抽象的名词或机械的程序来学习或考查。

考查科学探究应以能力为本

科学探究的考查，是新课程学业考试的又一个难点。前面我们已经举了几个例子，说明不能将科学探究分解为生搬硬套的知识和按部就班的程序进行考查。在科学课程与教学中实施科学探究性学习，核心价值之一就在于培养学生的科学探究能力。因此，考查科学探究应该侧重于科学探究的能力。根据已有的研究和实践，我们认为，选择有探究价值的科学问题设置情境，考查学生在问题解决的过程中所表现出的运用知识的水平和各种探究能力，既是必要的也是现实可行的。

特别值得一提的是，尽管不能将科学探究分解为生搬硬套的知识和按部就班的程序来考，尽管学生在学习中应有较完整、自然地体验科学探究过程的机会，对科学探究能力的考查却可以部分地进行，也就是说，我们可以在一道题中只是侧重于考查某一方面的探究能力，而不求全面考查。特别是考虑到在大规模考试情境下完整地考查一个探究过程很困难，选择探究过程的某个部分、对某一方面的探究能力进行考查更现实可行。按照这样的思路，下面我们分别来讨论研究一些案例和思路。

1.考查学生针对科学性问题提出猜想的能力。随着对科学本质研究的日益深入，人们越来越认识到科学猜想或假说的重要性。但在不少的理科课堂上，学生可能没少忙碌于数据的收集，也进行了解释和求证的活动，但如何根据有限的线索确定研究资料收集的方向，如何在不止一个可能合理的解释面前做出决策呢？这些对于探究至关重要的内容则多由教科书或教师所包办，留给学生探究的空间很小。例如，浸入液体中的物体所受浮力的大小与其排开液体的多少是有关的，如果把物体排开的液体收集起来称量一下，就会发现它的重量刚好等于浮力的大小，这样的结果无疑可以作为著名的阿基米德定律的实验事实基础。但是关键的问题是，人们一开始怎么会想到要设法去收集由于物体的浸入而被排开的那一部分液体呢？在科学发现的过程中，这才是最奥妙、最有魅力的一环。这种最终能得到实验证据支持的猜想或假说才是通向发现的桥梁。而在谜底揭开之前，人们能够想到的、能够选择的猜想或假说肯定不止一两个（事实上由于一个好的假说的线索往往深藏在各种现象的迷雾之中而常常使人与之擦肩而过）。在向科学进军的道路上，大多数的人和大多数的时间实际上是耗费在那些最终没能得到实验证据支持的假说上。但这就是真真切切的科学上的探究，没有任何一位科学家会否定这种探索的价值。

因此，要实施真正的探究式学习，就不能省掉猜想或假说这一环。通过科学性问题，考查学生提出猜想的能力，能导向教学真正关注学生探究能力的培养，使学生有机会体验真正意义上的科学探究。《命题指导》中，通过两个具体的例子提供了命制这类试题的一种思路。

例7爬墙虎是一种类似葡萄的藤本绿化植物，它可以沿着竖直的墙面向上攀附生长，并紧紧地贴附在墙面上。对于其中的原因，请提出你的猜想并简要说明。

考虑到爬墙虎在竖直墙面上可以“紧紧地贴附”的事实，学生可能会猜想：（1）爬墙虎分泌某种粘性物质将自己和墙面粘在一起：（2）也可能是它长有某种类似吸盘之类的东西，通过大气压的作用将自己紧紧地贴附在了墙面上;（3）还可能……只要这样的问题情境对于学生来说是新颖的，学生就要靠自己掌握的知识（而不是有口无心的背诵）才能提出这样的猜想。猜想（1）调用的是常识，猜想（2）虽然也可能是生活中已有的经验，但要提出自己的理由，就要对大气压的知识有一定的理解。正是从这样猜想的过程中，不仅可以看出学生是否正确理解和掌握了有关的知识，而且可以考查其在运用这些知识时的思维过程，这样的考查就具有了较强的过程性和开放性，不仅学生回答的结果可以多样，还有可能是我们提供的问题本身就是尚未定论的。分辨不同猜想的优劣，依据的是学生运用知识的正确性、推理论证的合理性等指标。从这个角度看，此题的不足也是明显的，那就是在学生提出猜想的过程中，一般学生能运用的科学知识和思维推理都很有限。而《命题指导》中所举的一个有关饺子浮沉原因探究的例子，在这方面就丰富多了。

例8在煮饺子的过程中，可观察到如下现象：饺子刚放入时，沉在水底，煮一段时间后，就浮了起来。饺子为什么会浮起来？请提出你的猜想并给出说明。

我的猜想及根据是：_______。

还有可能的猜想及根据是：________。

思考上述的问题，关键性的推理是：饺子煮熟后，一般来说因吸水会变重，但原来沉底的饺子反而浮了起来，说明所受浮力增大，且浮力的增加量超过重力的增加量，而从浮力的增加可以推定饺子体积增大。这样的推理过程，不仅要求掌握有关的知识，而且要有分析问题的清晰思路和能力。而关于饺子体积增大的原因，饺子皮、馅和饺子内的空气受热膨胀，饺子内的水蒸气压强增大都是可以提出的猜想，这可以很好地考查学生对知识掌握的质量和思维能力的水平。

然而，作为一线的理科教师和命题人员，怎么才能找到更多更好的科学性问题呢？如果只是局限于从“中考试题集”、“试题大全”之类的题海中“淘金”，我们就可能会感到真正有意思的科学性问题实在难觅。但实际上，在科学和科学教育文献中，有大量的科学性问题的讨论，有些就可作为编制考查学生提出猜想能力试题的素材。下面就是一例。

“浮沉子是一个经典的演示实验，有趣且引人深思。实验装置如图1所示，找一个大的玻璃量筒或其他类似的透明容器、一个小试管或小药瓶，先在大瓶中装水至将满而未满的程度;然后將小瓶装适量的水后倒扣（开口朝下）在大瓶的水中，小瓶中的水量需仔细调节到使之接近全部浸没在水中的程度：最后用一块橡皮膜绷紧盖住大瓶瓶口并扎紧。用手下压橡皮膜②，就可见到小瓶逐渐下沉，而一松开手，就看到小瓶转而，上浮，现象颇为生动有趣。其原理如图2所示，当下压橡皮膜时，大瓶中的，上部封闭的空气体积减小、压强增大，此增大的压强会在瓶内水中传递，使小瓶内水的压强也相应增大，于是原来小瓶内被封闭的空气将被压缩，更多的水将进入小瓶中，从而使小瓶的重量增大，由于小瓶所受的浮力不变，小瓶将会下沉③。同样的道理，当手松开使压强减小时，小瓶中被封闭的空气将膨胀，小瓶内会有水被压出去，从而使它的重量减小而上浮。

“这个实验应该在课堂上给学生演示，因为它无论从原理到制备都不困难，而实验现象却是很吸引学生的。而以下介绍的古怪浮沉子，就更能令学生感兴趣了

“取一根火柴，用细铜丝或类似的东西在火柴头处缠绕作为配重，控制铜丝的缠绕量，使火柴放入水中后不仅可以直立，而且接近全部浸没的状态。然后将火柴放进如图1所示的容器中代替瓶中的小试管作为浮子，用如图3所示的大塑料饮料瓶代替玻璃量简则更简便易行。用手挤压瓶体，可见到火柴下沉，松开手，火柴就又会浮上来。这又是什么原因呢？面对用这样再简单不过、学生再熟悉不过的器材所演示的生动有趣的实验现象，学生没有理由不积极地思考。于是，五花八门的错误理解也被充分发掘了出来。最常见的一种错误解释就是认为由于手的挤压使水中压强增大，火柴受到水的更大的向下的压力而下沉。这个实验在教学中应用最大的好处是它可以引发学生提出多种可能的解释，而学生提出的每一种解释，不管是合理的还是不合理的、理由充足的还是不充足的，都是他们真正思索的结果。作为一个真正的教师，他应该仔细地倾听学生提出的各种想法并加以鼓励，而不要急于充当裁判或真理提供者的角色，即使对最不可能正确的解释也不要急于给它下定论，更不能有意无意地加以嘲笑。特别要鼓励学生对自己的解释再设计更进一步的实验来研究和检验。例如，对这个实验现象的一种解释是：做成火柴杆的木材是吸水的，刚刚丢入水中时，吸水也即水进入木材的速度较快，经过一定的时间后，吸水速度就会很慢，达到接近饱和的状态。但是，如果水中压强有变，就会改变这种接近平衡的状态。当压强增大时，就会又开始吸水，从而使火柴重量增加;反之在压强减小时，原来被吸入的水又会排出，使火柴重量减小。由于火柴所受浮力不变，这样压强变化导致的重量改变将使火柴产生沉浮变化。与从火柴杆外附的气泡受到压强体积发生变化的角度分析一样，这种解释虽然不无道理，但要使人信服却并不容易。如果我们进一步假设这个解释合理的话，用一种不吸水的材料代替火柴杆就不会有前述的实验现象。简单的办法就是使用蜡杆火柴或在木制火柴杆上熔裹一层蜡。用这样的材料实验，在一般加压的情况下，就不会再影响火柴杆的沉浮。

“当一个问题被提出后，抓住事实的线索，应用已有的理论知识，对现象背后的原因进行合乎逻辑和事实的假设，然后再据此设计进一步的探索方案，以寻找支持或否定所做假设的新的证据……这样的研究和解决问题的方法，无论是在科学研究还是解决我们面临的其他问题中，都是最基本的科学思维方法。我们的教学所教的應是科学的，对此，我们很自然地要加以关注：但是对于我们教科学的方法是否科学，对于我们的学生学科学的方法是否科学，我们是否也给予了足够的关注呢？”④

2.考查学生设计和实施科学实验的能力。

为了验证猜想，需要通过观察收集信息，通过测量获取数据：而观察和测量也可以单靠感官、单靠估测，但那是经验，不一定科学。科学的观察和测量就要使用科学的手段和工具，就要设计和实施科学实验，这也是科学探究有别于其他一般探究的一个重要方面。《命题指导》中，举了一个具体的例子，说明如何从一个侧面考查学生设计和实施科学实验的能力。

例9几个同学爬杆比赛时，要比较谁的功率大，分别需要哪些测量仪器和测出哪些物理量？

答案及评分标准：本题有多种答案，只要合理均得分。几种可能的答案如下：

（1）用体重计测体重，用秒表测时间，用长杆和卷尺测高度。

（2）用体重计测体重，用秒表测时间。（要求比赛的同学都爬到同一高度。）

（3）用体重计测体重，用长杆和卷尺测高度（要求比赛的同学在几条杆上同时开始，同时停止。）

要设计一个实验来测量人爬杆时的功率，首先就要建立一个科学模型，高度抽象、概括地描述人爬杆时的物理状态。有了正确的模型，爬杆人的体重、爬杆的高度和时间是三个必须考虑的因素。常规的方法是像答案（1）那样分别去测量三个量，而用控制变量的思想（保持同样的高度或用同样的时间），就可以在时间和高度这两个量中少测一个（作为试题，这样的设计应该得分最高）。因此，这样的设计性实验试题，虽然并不复杂，但却考查了学生建立科学模型和正确应用控制变量的方法解决问题的能力。

此外，尽管设计和实施科学实验的目的是为了验证猜想或假说，但猜想或假说本身常常不是通过直接的观察或测量就得以验证的。例如，对前述的古怪浮沉子随压强增减而沉浮的现象，一种解释认为是由于木质火柴杆吸水量的增减导致火柴杆重量增减所致。很显然，这一猜想不容易通过直接的观察或测量来验证。但人们可以预测，如果真是这样的原因，用一种不吸水的材料代替火柴杆就不会有前述的实验现象。这样，用蜡杆火柴或在木制火柴杆上熔裹一层蜡去做实验，就可以根据实验的结果来判断这种解释的合理性。因此，如果设置这样的问题情境，让学生根据某个猜想或假说推断相关的实验结果，就可以从另一个侧面考查学生设计和实施科学实验的能力。

例10现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关，某同学为了探究光照对该种子萌发有无影响，设计了以下实验方案：

①向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中。

②将一组置于有光照的环境中，另一组置于黑暗环境中，在培养过程中，使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。

问：（1）上述对照实验方案中，实验组与对照组相比只有一项实验条件不同，其余均相同。其中起对照作用的实验因素是_______;

（2）若实验前该同学提出了“光是该种植物种子萌发的必要条件之一”的假设，则根据假设所预期的实验结果应该是：_______;

（3）若上述实验的实际结果是：有光照组种子萌发，无光照组种子也萌发。则请你根据实验结果作出相应的结论：_______。

答案：

（1）光照

（2）有光照组萌发，无光照组不萌发

（3）光对植物种子的萌发无影响

此例第（2）小题考查学生能不能从假设推出预期的实验结果。实际上，这也是科学探究需要的一种能力。在科学探究中，常常需要首先从假设推理出可观察的现象，以便设计实验，或与实验数据对照。如，原子有核是无法通过直接观察得到证实的，历史上科学家根据原子有核这个假设，先推算出粒子经过原子后会如何偏转，然后做实验看是不是真的这样偏转，以此来判断假设是否正确。

注释：

①科学学科的有关内容详见：《2004年中考命题指导丛书综合理科》，江苏教育出版社，2004年3月。

②若采用大塑料饮料瓶代替玻璃量筒，可以省去橡皮膜。只要将瓶盖旋紧，用手挤压瓶体即可。

③这种分析思路是将进入小瓶中的水都看成小瓶的一部分。

④罗星凯：《中学物理疑难实验专题研究》，广西师范大学出版社，1998年6月版，第120页～123页。