恢复高考40年物理考试内容改革述评
2017-12-13程力李勇
程力 李勇
(教育部考试中心,北京 100084)
恢复高考40年物理考试内容改革述评
程力 李勇
(教育部考试中心,北京 100084)
恢复高考40年来,物理考试内容改革经历突出基础性、加强能力考查、建立理科综合能力测试目标、探索科学探究能力考查等不同的发展阶段。结合学科特点,高考物理不断创新能力考查的方式和方法,注重理论联系实际,着重考查考生灵活运用知识解决物理问题的能力,为科学选拔各类人才、引导学生科学素质的培养发挥了重要作用。
恢复高考;高考物理;考试内容改革
2014年9月,《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》(以下简称《实施意见》)颁布,标志着新一轮高考改革的正式启动。深化高考考试内容改革是整个考试招生制度改革的重要组成部分,顺利推进改革需要运用长镜头、宽视野审视高考内容改革的历史,特别是自1977年恢复高考制度40年以来历次改革的经验和教训。作为高考科目,物理学科在考试内容上不断改革创新,在为高校科学选拔各类人才、引导学生科学素质的培养方面发挥了重要作用。本文分阶段对高考物理内容改革的历史进行梳理和总结,以期为新一轮的高考物理内容改革提供借鉴。
1 高考恢复期(1977—1982年):突出基础性
1977年10月,国务院转发教育部文件《1977年高校招生的通知》,决定从1977年12月开始组织考试、通过选拔录取学生,不再推荐上大学。由于时间紧,1977年高考试卷由各省自行命题。从1978年开始实施全国统一命题。为了方便考生复习备考,教育部组织编写《1978年全国高等学校招生考试复习大纲》(以下简称《复习大纲》)。考虑到考生的基础比较薄弱,《复习大纲》将杠杆、滑轮、物态变化、透镜成像公式等初中物理内容也列为复习内容;在考试要求上,突出基础性,“对于物理概念、物理规律,要着重于理解,”“对于物理公式,要理解它的物理意义,明确它的适用范围或条件,并能熟练地进行文字运算和数字运算。”1978年的高考物理试题比较简单、直接,比如,填空题考查了法拉第电磁感应定律“磁通量的变化率”等重要概念。1978年,教育部印发《全日制十年制学校中学物理教学大纲(试行草案)》[1]。随着中学教材的统一,1982年教育部停止编印《复习大纲》,规定高考命题严格限制在中学教学大纲和统编教材的范围内,着重考查基础知识和基本技能及其运用能力[2]。
这一时期试卷结构在不断变化,各种题型功能也在不断探索试验。比如,1978年高考物理试卷包含5道填空题和6道计算题。1979年增加11道“四选一”的单项选择题和2道“五选一”的单项选择题,而且在后一种题型中规定答错要倒扣分。根据1979年高考反馈情况,1980—1982年的“四选一”单项选择题也开始实行答错倒扣分,减少考生的猜测概率。从1980年开始,为了引导考生重视实验技能的培养,试卷中增加了实验题,例如,1980年的实验题是说明利用惠斯通电桥测量电阻的实验步骤。
随着中学教学秩序的恢复,学生物理水平逐步提高。为了提高考试的区分度,这一时期高考物理试卷的难度也逐渐提高,主要体现为覆盖面广、计算量大,但突出基础性始终是这一时期高考物理的主旋律。
2 改革试验期(1983—1987年):探索标准化考试
1983年,高考开始实施“科研先行”的工作方针,进入从恢复到改革的转折期。1985年首先在广东试验标准化考试改革,拉开了标准化考试改革的大幕。这一时期高考物理在考试内容、考核要求、试卷结构等方面都展开了探索。
高考物理试卷的题型题量趋于稳定。1983—1987年高考物理试卷的题量在21~23道题,波动很小。1983年,在单选题的基础上增加了不定项选择题。不定项选择题要求考生从4个或5个选项中选择1个或多个正确答案,未选全正确答案的得部分分数,能够较好地考查考生物理思维的全面性、严密性和准确性,能够较好地区分不同水平的考生。1984—1987年的物理试卷中只设计不定项选择题,其中1986年不定项选择题的选项有4个或5个,到1987年以后,不定项选择题的选项固定为4个。作图题在这一阶段多次出现,比如1983年高考物理考查了凸透镜成像的光路图,1986年和1987年要求画出波形图。
实验题在这一阶段得到重视。一是题量稳定。这一时期实验题逐渐稳定在3道,考查内容有基本测量仪器的读数、实验步骤的排序、实验仪器的挑选、实验数据的处理等。二是在素材的选取上突破了学生实验的框架,要求考生运用所学的实验知识和技能处理新的实验情境。比如,1983年实验题研究电源的输出功率跟外电阻的关系。三是重视考生对实验结果的分析和表述。比如,在1987年“研究质量一定时加速度与作用力的关系”的实验题中,要求考生分析结果超出偶然误差范围的原因。
估算题在这一阶段崭露头角。实际问题往往比较复杂,在解决问题时,需要抓住主要因素、忽略次要因素,建立物理模型,从而进行计算或估算。这种估算能力对于分析和解决物理问题是非常必要和重要的,是学生物理能力的综合体现。比如,1984年试卷要求考生“估算地球大气层空气的总重量”,根据当年试卷分析,许多考生对此题感到无从下手,但那些具有独立思考能力的考生,从力的平衡入手,由大气对地面的压强求整个大气总重量的大小,从而顺利地解决问题。这类试题要求考生在分析问题时,从不同的角度思考,灵活地处理问题,对考生的能力要求较高。
为了纠正片面追求升学率的倾向,减轻学生过重的学习负担,使不同文化程度的学生都能在原有的基础上真正有所得,逐步提高,1983年,教育部出台《关于颁布高中数学、物理、化学三科两种要求的教学纲要的通知》[3]。随后,教育部颁布了《关于一九八四年高考命题若干问题的通知》,要求1984年高考物理等学科的命题范围不超出基本要求;同时,按较高要求增加若干附加题,附加题的成绩不计入总分,重点高等学校在录取时适当参考[4]。1984—1987年高考物理试卷都设置10分的附加题,供成绩较好的学生选做。
这一阶段高考物理在注重基础知识考查的同时,自觉地探索能力考查的方式和方法,试卷的难度也逐步加大。在探索能力考查的同时,如何调控试卷难度成为亟待解决的问题。
3 标准化改革(1988—1997年):突出能力考查
3.1 明确知识内容,建立能力目标
考试的标准化改革以教育测量学等理论和方法为指导,有力地提升了考试命题的科学化水平,使高考命题工作由经验型向科研型转变,由知识立意向能力立意转变。1989年,国家教委颁布《普通高等学校招生全国统一考试标准化实施规划》(以下简称《实施规划》)。《实施规划》明确要求成立物理科目命题委员会,公布物理《考试说明》。
高考物理学科明确提出“把对能力的考核放在首要位置。要通过考核知识及其应用来鉴别考生能力的高低”。为此,全国高考物理学科委员会于1988年便开始酝酿制定关于高考物理学科能力要求的说明。1991年,国家教委考试中心颁布《普通高等学校招生全国统一考试物理学科考试说明》(以下简称《考试说明》),公布高考物理学科的考试内容,包含考核的知识内容和能力要求。这是高考物理走向标准化、规范化的重要里程碑。
高考物理学科委员会在“八五”和“九五”期间承担了4个课题,其中关于能力研究的课题是《高考物理试卷如何注重能力考查及控制难度》和《高考物理试卷的能力结构效度研究》。高考物理能力考查必须回答两个根本性的问题:一是高考物理应该考查哪些能力?二是怎样考查这些能力?在能力划分的依据上,布鲁姆的教育目标分类是应用最为广泛的理论。但布鲁姆的目标分类理论也存在一些问题[5]。为了科学地制定高考物理的能力要求,全国高考物理学科委员会通过征求有关专家的意见、分析物理课程在整个中学阶段的地位、比较各学科的特点及其对学生的素质和能力发展的主要贡献,从中学物理教学和高考命题的实践经验出发,提出了5个方面的能力要求:理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力和实验能力,并通过描述性的说明,解释每一种能力的具体表现,界定该能力的含义。5种能力虽然不能概括要求学生发展能力的全部,但显然是最基本和最重要的,是物理高考中应该考核和可能考核的能力。
在随后的几年中,为了研究能力考查的效果和影响,全国高考物理学科委员会作了大量的座谈、问卷调查、试测、统计分析等工作,对高考物理的知识内容和能力要求进行了修订和完善,使之更合理、更易操作。1997年,把知识内容的要求由3个层次(A、B、C)调整为2个层次(A、B)并延用至今,适当弱化C层次知识内容的重要程度,从而有利于引导中学教学更加全面地关注重要概念和规律的掌握,避免教学和备考中猜题押题;同时,对理解能力、推理能力和实验能力的具体描述进行了修订和完善。
理解能力:把“对同一概念和规律的各种表达形式(包括文字表述和数学表达)有清楚的认识”调整为“能够清楚认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表达)”;把“认识相关知识的区别和联系”调整为“理解相关知识的区别和联系”。
推理能力:修订为“能够根据已知的知识和所给物理事实、条件,对物理问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断”,并增加了“并能把推理过程正确地表达出来”的具体要求。
实验能力:增加了“明确实验目的,理解和控制实验条件”“会观察、分析实验现象”等具体要求。
高考物理学科能力目标的建立,不仅为指导高考物理命题提供了依据,对高考命题质量的提高起到了很好的促进作用,而且对中学物理教学中的能力培养和发展起到了很好的引导作用。在这个阶段,在加强能力考查的方式和方法上有进一步的改进,特别是通过“生题”考查考生的独立思考能力和灵活性方面有新的突破。高考物理学科能力目标的建立既借鉴了国外教育测量和心理测量理论,也科学地总结了国内改革试验期间的宝贵经验;既重视理论的分析和研究,也重视实践经验的提炼和升华。这种研究问题的思路和方法,贯穿在高考物理能力研究的实践之中。
3.2 开展题型功能研究,合理设计试卷结构
在标准化改革的初期,有些专家认为,采用大量的选择题能够提高考试的信度和效度,便于评卷和评分误差的控制,有利于标准化考试的实施,建议在高考中加大选择题的题量和分数比例。高考物理试卷的选择题在20世纪80年代末、90年代初达到20多题,分数占50%左右。各年度具体情况见表1。
全国高考物理学科委员会承担了“八五”课题《高考物理试题的题型功能》,对高考物理试卷的题型功能进行了充分的研究,比较选择题、填空题、计算题3种高考物理试卷中最常用的题型的功能,并且对论证题型也作了一定的分析和讨论。
通过不断的实践,逐渐深化对高考物理题型功能的认识。选择题具有评分客观、有利于减少评分误差的优点。通过增加选择题的题量,可以扩大知识的覆盖面、提高考查的信度和效度,但也存在一些明显的不足。比如,如果选择题的难度过大,与猜测率接近,就无法区分考生是凭借能力答对,还是仅凭猜测答对,试题的区分度将非常小甚至为负,不利于题型功能的发挥。在实践中逐渐明确,高考物理选择题应主要考查考生对一些似是而非的说法的鉴别能力、对一些概念及其概念之间相互关系的理解等方面。填空题和计算题主要用于考查需要经过一定的推理、分析过程,最后得出结论的问题。填空题相对来说适合考查一些运算步骤简单的问题,对评分的准确度不会产生太大的影响。计算题要求考生将计算及推理、分析过程的主要步骤都写出来,不仅能很好地考查考生的表达能力,还能较好地看出考生的思考过程,因而对考生的推理能力、分析综合能力等都能有比较准确的判断,特别是计算题能够考查考生独立地、有创建性地解决问题的能力[6]。
高考物理的试卷结构趋于稳定。从1988年开始,物理试卷的题型顺序基本确定,按照单项选择题、不定项选择题、填空题、实验题、计算题5种题型的顺序编排。试卷题量从1987年开始逐年增加,1991年试题数量最多,达到34道题。然而,大题量不利于考生对物理问题的深入思考和分析,容易导致教学中的“题海战术”。因此,高考物理学科又逐渐减少选择题题量,总题量逐渐减少至26道题。在全面考虑考生水平、题型功能、考试时间、考试信度和效度等因素的基础上,高考物理试卷结构逐渐稳定。
在确定能力目标的基础上,物理学科把试题按应答方式分为两大类,再根据试题在知识、情境和方法技能3方面要求的高低,把能力要求确定为从低到高的5个层次,力图从能力的角度规定试卷结构。利用此结构,可以判断试题的能力层次,构建能力层次模型,确定试卷的能力结构模型,并可以检验模型的吻合度,作为描述试卷能力结构效度的指标,从而对命题操作、试题的稳定性和考试效度方面都能起到较好的指导作用,使能力考查更加有效、科学,可操作性更强[5]。
表1 1986—1997年各年度选择题数目及分数比例
3.3 会考后的高考物理改革
自1952年高考制度建立以来,我国的高中毕业考试与高校招生考试一直是合二为一的。随着“片面追求升学率”现象的愈演愈烈,高考对中学教学“指挥棒”作用也越来越明显,“考什么教什么,教什么学什么”,同时学生文理偏科严重。1990年,国家教委印发《关于改革高考科目设置的通知》,决定在会考的基础上改革高考科目设置,将水平考试和选拔考试分开。这样做既有利于中学教学,克服因文理分科或偏科导致的中学生知识结构不完整现象,同时也有利于普通高校按专业要求选拔新生。高考科目设置分为4组,第2组包含的科目为数学、语文、物理、外语,这组将数学与物理学科组合在一起,适合于高等学校绝大部分理工类专业选用。
1991年,国家教委印发《高中毕业会考后普通高校招生全国统一考试工作实施方案(试行)》,在云南、海南、湖南三省(简称“三南”)试行新的高考科目设置方案。1991年高考物理(即“三南卷”)满分提高至150分,其中单选题有10道,共30分,不定项选择题有10道,共40分,填空题10道,共40分,选择题和填空题的分值比例增大;同时,基础性试题比重增加,选择题中考查考生对物理概念和规律理解的试题数量增加,降低了整卷的难度。1993年,全国范围内实行会考基础上的高考方案,文科和理科考生均考5门,即语文、数学、外语为必考科目,文科考生加考历史、政治,理科考生加考物理、化学。
在这个阶段,高考物理进一步加强实验能力的考查,一是在选择题和填空题中设计实验试题,比如1991年“三南卷”第27、28题,1992年全国卷第15、24题。二是拓宽实验素材的选取范围,演示实验为素材的试题比重增加。比如,1994年第13题以简谐振动图像的演示为情境设计问题,1995年第6题以光电效应的演示实验为背景设计问题。加强演示实验的考查,突出了物理教学的特点,引导考生重视课堂演示实验的观察、分析和推理。三是实验内容和能力的考查全面。实验题考查的内容覆盖了力学、电学、热学、光学等各类实验,考查考生理解实验的原理和方法、正确使用仪器进行观察和测量、分析实验故障的原因并排除实验故障、分析处理实验数据并得出正确结论等多方面能力。比如,1992年“三南卷”第10题要求考生分析纸带上打出短线的原因,第17题要求考生分析在观察电磁感应现象中电表指针没有偏转的原因。
这一阶段,高考物理继续重视对考生估算能力的考查。比如,1989年估算房间内空气的质量,1991年估算高山上某处大气中的分子数,1992年“三南卷”估算太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数,1997年第20题估算月球到地心的距离。
通过设计情境新颖、多过程或开放性问题等形式,高考物理探索考查考生的高阶物理思维能力,特别是分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力。1993年第30题通过提供杆秤和直尺,要求考生导出秤砣质量的公式。试题开放性大,未提供任何物理量,需要考生根据目的设计步骤,说明所需测量的物理量,对考生的分析综合能力要求较高。1995年第30题设计了“人扔沙包”的新颖情境,物理过程复杂,对考生的分析综合能力要求较高,同时考生需要实现物理条件的数学化,对考生的应用数学处理物理问题的能力要求也较高。1996年第26题考查带电质点在电磁场中的运动,只知道电场和磁场方向相同,但两者在三维空间的具体方向未知;已知质点做匀速直线运动,但具体运动方向未知。试题要求考生对物理问题有较强的分析能力和清晰的空间想象能力。
4 高考改革与课程改革并行(1998—2006年):凸显学科特色
4.1 实施“3+X”科目改革,建立“理科综合”能力考查目标
1998年,教育部决定首先在上海、湖北、黑龙江、河北、四川等省市进行保送生“综合能力测试”的试点。1999年,教育部印发《关于进一步深化普通高等学校招生考试制度改革的意见》,提出“3+X”科目设置方案。“X”指由高等学校根据本校层次、特点的要求,从物理、化学、生物、政治、历史、地理6个科目或综合科目中自行确定一门或几门考试科目。综合科目是建立在中学文化科目基础上的综合能力测试,分为文科综合、理科综合或文理综合。1999年7月,教育部批准山西、吉林、江苏、浙江从2000年开始试行“综合科目”考试,以能力测试为主导,考查考生在中学所学基础知识、基本技能的掌握程度和运用这些基础知识分析、解决问题的能力。2000年,江西、山西、天津两省一市开始实施基于新的教学大纲的高考。自此,高考改革与课程改革并行,高考试卷同时存在旧课程、新课程的单科卷和理科综合卷。
在此背景下,物理、化学和生物3科积极探索建立综合能力考查目标体系。初步确定的理科综合能力测试能力考查目标体系如表2所示。
表2理科综合能力测试考查目标体系
理科综合能力测试突出体现考生学习和掌握理科各个学科知识的综合性、完整性,有利于考查考生综合应用理科3个学科的知识综合分析、解决实际问题的能力,有利于引导中学教学关注自然、关注实际,注重自然现象、科学事件的完整性和综合性。在对考生应用能力的考查方面,理科综合能力测试突出强调理论联系实际,关注科学技术和社会经济的发展,体现学科知识与社会、科技发展的联系,强调对考生科学素养的考查。在实验方面,重视设计性实验能力的考查,提出了设计简单实验的要求。考虑到我国中学教学主要是实施分科教学的现状,在命题时贯彻“以学科内综合为主”的原则,学科内综合试题往往涉及多个知识点,跨学科综合试题往往涉及物理、化学、生物中2~3个学科的多个知识点。
但是,随着理科综合能力测试的实施以及综合能力目标在考试中的运用,理科综合能力测试及考查目标体系逐渐暴露出不足。原来的能力目标,只能反映出物理、化学、生物3科在理科基础上的共性要求,而不能充分反映3个学科各自特性的表述方式。经过广泛的调研和论证,2005年理科综合能力测试的考核目标又采取了分学科列出物理、化学和生物3个学科的能力目标的方式。这种调整符合高考命题和中学教学实际,有利于对各个学科的能力进行较为深入地考查,有利于稳定中学教学,得到了高校和中学的认可。
理科综合能力测试在试卷结构上也反映出了这种调整。在最初的理科综合能力测试题中,虽然也有个别试题是综合2个学科或3个学科(“跨学科”)的,但绝大部分的试题都是单学科的。首先,物理、化学、生物都属于自然科学,各学科在其发展过程中都形成了比较完整的学科体系,特别是在高中阶段3科的教学都是分开进行的,3个学科的内容相互能够综合的地方有限。以物理为例,过去与化学交叉的少量内容,如气态方程、电化学等,在大纲中被列为选学内容,高考不能考查,而与生物交叉的内容则更少。因此理科综合缺乏综合的基础,如果一味地强调综合,则只能是形式上的综合。其次,在高中阶段的物理、化学、生物各学科中,即使有少量的交叉内容,也不是3科教学大纲中的主干内容,过于勉强地综合,将削弱对各学科主体内容的教学和考查。
4.2 注重理论联系实际,突出应用能力的考查
在这一阶段,高考物理最显著的特点是联系实际问题的试题明显增多,部分联系实际问题的情境如表3所示。
表3 1999—2006年高考物理全国卷部分理论联系实际问题的情境
高考物理一直重视理论联系实际问题的设计,注重将物理学的基本概念、规律与科学研究进展、生产实践、生活实际紧密联系起来,通过设置新颖的问题情境,考查考生灵活运用物理知识和方法解决实际问题的能力。高考物理设计理论联系实际的问题,符合物理学科自身的特点,引导学生关心身边的物理问题,关注社会的发展和进步,促进学生应用意识和实践能力的培养。
高考物理理论联系实际的试题往往来源于实际的问题,经过加工简化后而成,考查考生从复杂、新颖的情境中获取信息、加工信息,并利用关键信息结合所学物理知识进行独立思考、分析推理的能力。通过总结和分析多年的高考试题,高考物理学科提出理论联系实际的试题来源于多个方面:联系科学技术,联系日常生活现象或事件,联系近代物理科学或科学发展前沿,联系其他学科,联系当前科学事件,从而使理论联系实际的试题命制更加规范,考查目标更加明确[6]。
联系实际的物理现象或物理过程一般都十分复杂,试题设计需要考虑的因素很多,容易出现一些问题,比如,试题情境脱离实际、设问与情境没有融合、考核目标不明确等。针对存在的问题,高考物理注重研究联系实际试题的设计策略;从联系实际的目的、素材选取范围、情境的适宜性、问题的设计、试题的呈现方式等进行全面考虑,以提高试题的科学性、规范性水平,实现考查考生运用物理知识分析和解决实际问题的能力,体现物理学科在解决实际问题中的应用价值[7]。
4.3 加强对创造性思维能力的考查
创造性思维是思维活动的高级过程,是在个人已有经验的基础上,发现新事物、创造新方法、解决新问题的思维过程[8]。为了引导中学物理教学重视学生创造性思维能力的培养,高考物理研究、探索、设计新题型,探讨高考物理试题从具体操作层面上能够考查哪些创造性思维能力因素,提出了创造性思维能力考查的试题类型。
试题是否有利于创新意识和创新能力的培养与考查,不在于试题的形式,而要看试题的内容。在高考物理中,考查考生的创新意识和创新能力首先应落在考查考生的独立思考能力上,要考查考生能否在理解所学知识的基础上独立地应用所学知识去处理或解决某些以前从未遇到过的问题,即通常所说的“生题”或“新题”,高考物理学科提出了创新能力考查的因素:新颖性、灵活性、发散性、独创性和洞察力,总结了高考物理考查创新能力的7种方式、方法,即“此路不通,另辟蹊径”,发现多种可能性,发现问题和提出问题,开放性思维能力,估算和近似处理问题的能力,获取信息及自学的能力,类比的能力[9]。
5 课程标准实施后的高考(2007年至今):加强实验探究能力的考查
2004年新一轮高中课程改革实施以来,高中物理教学目标、教学内容、教学方式都发生了较大变化。在教学目标上,从“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”3个方面培养学生;在教学内容上,将传统的力学、热学、电磁学、光学和原子物理划分为若干个必修模块和选修模块,体现课程的选择性;在教学过程中,注重提高学生的科学探究能力,重视物理实验能力的培养,等等。高中物理课程标准的实施以及中学物理教学改革都对高考物理提出了新的要求。
5.1 合理设置考试内容
课程改革后的高考物理合理设置考试内容,既体现全体学生今后学习中的共性需求,也考虑到不同学生的发展要求。考试大纲将共同必修模块物理1、物理2和选修模块3-1、3-2作为必考内容,增加了考试的共同基础,满足高校对基础课程教学的要求;将选修模块3-3、3-4和3-5列为选考内容,为学生有个性、有特长的发展提供机会。
5.2 能力目标的发展
课程改革后的高考物理根据认知理论的发展,结合课程标准的目标和理念,深入挖掘物理学科特点,丰富和发展对物理考核目标的认识[10]。高考物理考核目标最重要的变化是重视探究能力的考查。科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式。实验是培养学生探究能力的途径之一,课程改革后高考物理强调设计性实验的考查,要求考生灵活地运用学过的理论、实验方法、仪器去处理、分析、研究未做过的实验,能够设计比较简单的实验。这是高考物理体现课程标准理念、加强科学探究能力考查的重要方面。
课程改革后的高考物理逐渐明确了运用数学知识的广度和深度。在解决物理问题的过程中,中学阶段所学的代数、平面几何、立体几何、解析几何、三角函数等都可能成为有用的数学工具。高考物理并不直接考查数学能力,对繁琐的数学运算和数学技巧不作要求。在解决物理问题的过程中,以物理思想为主,不让大量繁难的数学运算湮没物理思想。
5.3 能力目标考查途径和方法
5.3.1 研究科学探究能力考查的因素和方法
在分析课程标准科学探究能力要求的基础上,物理学科对科学探究能力能够考查的因素进行研究[11],具体包括5个方面:发现问题、提出问题的能力,获取信息的能力,制定方案或建立物理模型的能力,综合运用知识独立解决新问题的能力,分析和评价的能力。对于探究能力的各因素,高考物理主要从3个方面进行考查:发挥实验试题功能,考查探究能力(实验型);试题情境密切联系生活、社会和科技(情境型);通过设计一定开放性的试题,考查考生的探究能力(开放型)。
比如,2016年全国Ⅰ卷第23题考查考生解决设计性实验问题的能力,要求考生组装一个由热敏电阻控制的报警系统。在实际组装步骤中,引导考生将温度阈值与热敏电阻的阻值联系起来,从而能将温度变化信号转换为电信号实现电控操作,并借助此阻值来调节报警系统的电路。这一方面实现了对于考生实验能力的考查,另一方面,对于考生利用所学物理知识进行有兴趣的仪器设计和创新能力的提高,也有一定的启迪作用。
5.3.2 挖掘物理学史的价值,充分发挥以史育人的作用
物理学史作为研究物理学发展的历史,是自然科学和人文科学融合的结晶。通过选取合适的物理学史实,加强对物理学史的考查,培养和提高全体学生的科学素养。高考物理学史的考查主要体现在以下3个方面:通过呈现物理学家的贡献,考查考生的基本科学素养;通过物理学家探究问题的思想和方法,考查物理过程与方法;利用物理学家的发现或理论,考查分析和评价物理问题的能力[12]。
比如,2015年全国Ⅰ卷第19题以19世纪物理学史上有名的“阿拉果圆盘实验”为载体,但考核的内容并不是对历史事实的简单记忆。阿拉果圆盘实验结果引起当时物理学界的极大关注。不仅阿拉果本人,许多如安培、毕奥以及法拉第等物理学家都尝试对该实验的结果作出理论解释,但由于各种原因,直到法拉第发现了电磁感应现象之后,才有了合理的理论解释。这一科学发展进程以及科学家提炼物理本质、发现物理规律的背景、探究的过程和方法、思维的方式等,对启迪人们的思想具有重要的作用。该题要求考生能够根据科学实验事实,经分析推理进行归纳总结,透过现象,把握物理本质,深入理解物理核心概念。
5.3.3 增强基础性和综合性,考查关键能力和素养
高考物理试题加强对基本概念、基本规律的考查,渗透基本的物理方法,增强考试内容的基础性。科学方法是人们在认识客观世界的长期实践活动中逐渐形成的思维方法和行为方式,它是将知识与能力联系起来的桥梁。对科学方法的掌握不仅有利于学生的学习,而且对于学生的终身发展都大有裨益。在高考物理中,不孤立地考查某种科学方法,而是将基础的物理知识和科学方法进行有机的结合。物理知识和科学方法相互作用,对问题的解决发挥着同样重要的作用,而且在某些关键的节点上,物理方法更为重要。高考物理渗透一些基本的科学方法,有意识地让考生运用科学方法分析问题、解决问题,有利于引导学生掌握这些科学方法,并将其内化为学生的思维方式。比如,2016年全国Ⅲ卷第17题涉及3个点上相互关联的共点力平衡问题,是一道考查高阶思维能力的试题。考生在对所学的物理知识有深入了解的基础上,借助于问题的几何对称性便能较快地作出判断。该题将对称性思想的考查自然融入到情境中。
增强考试内容的综合性,要求考生能够综合运用物理学科和其他学科的概念、规律分析问题和解决问题,促进考生形成更加全面、完整的认知结构,鼓励考生从整体上分析各种现象的本质和规律。高考物理不仅要考查核心概念的内容,而且要考查这些概念之间的联系,特别是综合运用这些概念来解决问题的能力[13]。
高考物理进一步丰富试题的呈现方式,采用文字、数据、图表等多种方式的融合,增加试题信息的广度,考查考生从不同呈现方式中提取关键信息的能力。比如,2013年全国Ⅱ卷第25题大多数已知条件是通过木板的速度-时间图线呈现出来的。物块在木板上的运动需要从图像中提取关键信息进行分析,这种对物理过程的理解分析与图线表示之间的交互作用,对于准确、迅速地解决物理问题具有重要的作用。
6 结语
恢复高考40年来,高考物理结合学科特点,根据时代发展、高校人才选拔要求和基础教育改革的推进,不断深化能力考查的方式和方法,提高考试的效度,发挥物理学科培养学生科学素质的作用。
现阶段高考在考查考生物理能力方面存在一些不足,比如,纸笔考试很难考查考生的实验操作能力。随着经济社会的发展和技术的进步,我们也许能够借鉴国外考试的经验,将考生实验操作能力纳入考试的范畴,从而拓展物理实验能力的内涵。比如,英国GCE A-Level将校内考试与校外监督相结合,将考生动手做实验的能力计入课程总分。随着计算机和信息技术的发展,计算机化考试逐渐应用于考试实践,如何利用计算机独特的功能,如多媒体、互动方式等,开发出更优质的创新试题,创设出更新颖的情境,是下一阶段高考物理深化内容改革的重要方面。同时,应进一步完善知识内容体系,细化内容标准;改革综合试卷设置,调整物理试卷难度;完善能力目标结构,建立科学评价目标[14]。
《实施意见》颁布以来,物理学科加快内容改革的步伐。在前期调查研究的基础上,2017年修订物理考试大纲,将以往动量和近代物理等选考内容列为必考[15]。这是深化物理考试内容改革的重要举措,目的是既满足高校对人才选拔和未来培养的基本素质要求,又有利于中学教学加强对物理基本理论的教育教学。在高考评价体系框架下,高考物理将在站稳高考核心立场的基础上,借鉴国内外考试研究的经验,逐步明确“必备知识、关键能力、学科素养、核心价值”4层考核目标,增强基础性、综合性、应用性、创新性,不断提升试题质量,更好地发挥高考的育人功能和积极导向作用。
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(责任编辑:周黎明)
A Review on 40 Year’s Physics Content Reform of the College Entrance Examination after Its Resumption
CHENG Li,LI Yong
(National Education Examinations Authority,Beijing 100084,China)
The College Entrance Examination of Physics has experienced several different phases of content reform over the past forty years,such as stressing the basis,strengthening the assessment of physical abilities,establishing comprehensive abilities of science,exploring the assessment of scientific inquiry ability,etc.Many innovative methods of assessment of physical abilities are explored according to the features of physics,such as emphasizing practical physics problems,and therefore the students’ability to use knowledge flexibly to solve physics problems is particularly assessed.The College Entrance Examination for Physics plays an important role in identifying the best candidates and developing the students’scientific quality.
Resumption of the College Entrance Examination;College Entrance Examination of Physics;Content Reform of the College Entrance Examination
G405
A
1005-8427(2017)09-0001-10
10.19360/j.cnki.11-3303/g4.2017.09.001
本文系全国教育科学规划单位资助教育部规划课题“基于核心素养的高考内容改革研究”(课题批准号:FBB160606)的阶段性研究成果。
程力(1979—),男,教育部考试中心,副研究员;李勇(1971—),男,教育部考试中心,副研究员。