对初中生实验操作考试的思考和建议——以物理学科为例

湖北省荆州市沙市区岑河中学(434010) 文久江

2001年《国务院关于基础教育改革与发展的决定》颁布,这一纲领性文件提出：“改革考试评价和招生选拔制度。探索科学的评价办法,发现和发展学生的潜能,帮助学生树立自信心,促进学生积极主动地发展。”自此全国各省 (市、区)均在“理化生”等实验操作考试 (考核)方面进行了有益的探索。

作为一名一线物理教师,笔者有幸参加了本地组织的物理实验操作考试的监考、阅卷、校内考务等工作,收集了全国10多个省(市)的初中生实验操作考试试题,并对部分物理实验操作考试试卷进行了分析和比较。下面以部分省(市)物理实验操作考试为例进行简要分析阐述。

1 试题的命制概况

各地试题的命制层级不同,多以省级或地市级为单位组织命制。命题组织者多以当地教育技术装备中心为主,也有以当地教育科学研究院(教研室)为主的。部分省(市)物理实验操作考试物理试题命制的基本情况见表1。

表1 物理试题命制的基本情况

2 考试时间比较

实验操作考试时间的长短,要考虑物理学科分数的设置,要对测试的内容要素、目标要素、难度要素、试卷模式、学生心理和生理特点、每道试题学生解答所花费的时间等多因素进行综合考虑。部分省(市)物理实验操作考试时长比较见表2。

表2 物理实验操作考试时长

3 试卷结构

各地试卷结构不尽相同,各有其特色和侧重点。部分省(市)物理实验操作考试试卷基本形式见表3,物理试卷的知识内容分布见表4。

表3 实验操作考试试卷的基本形式

说明：(1)河南卷为物理、化学、生物合卷,有3种分数组合方式,分别为物理16分＋化学6分＋生物6分＋整理器材2分;化学16分＋物理6分＋生物6分＋整理器材2分;生物16分＋物理6分＋化学6分＋整理器材2分;其中16分的实验题为主实验题,6分的实验题为副实验题。

(2)安徽卷生物考试参考者均为8年级学生。

表4 物理试卷的知识内容分布

从表中看出,各地考查的重点知识内容为力学和电学,做到了重点突出。河南卷考查了声学知识。

4 物理实验操作考试真题回放

4.1 真题回放一

4.1.1 真题(2019年上海市B组题)(1)用电流表、电压表测电阻。

将给定的实验器材连接成“用电流表、电压表测电阻”的实验电路。

(2)探究凸透镜成像的规律。

调节器材,使烛焰在光屏中央成倒立、缩小的像。

(3)观察与描述。

观察所提供的实验情景,并指出其中一个实验情景的错误。

4.1.2 点 评

本组3道试题,第1题考查的知识点是“伏安法”测量电阻,第2题考查的知识点是探究凸透镜成像的规律。考查目的简单明确,要求学生根据实验条件和实验目的,完成实验操作,重点考查学生的实验操作过程。第3题源于前两题,要求观察和描述出实验情景中的一个错误。学生只有亲身做过实验,对知识掌握较为牢靠时,才可能发现其中的错误。这样的试题有助于引导学生在平时的学习过程中重视物理实验,并注意对实验过程进行评估。

4.2 真题回放二

4.2.1 真题(2019年河南省主实验题)

物理实验题：用天平和量筒测量石块的密度

(1)检查器材。

(2)完成实验记录(见表5)。

(3)计算石块的密度。

(4)整理器材。

表5 实验记录

4.2.2 点评

本考题作为主试题,难度相对较大。考查的知识点是测量固体的密度。试题给出了简单的实验流程,没有直接给出实验的具体操作步骤,需要学生在平时熟悉实验步骤的基础上,较熟练地掌握天平、量筒等仪器的使用规则,并能够认真进行实验操作。本题对学生数据处理能力的要求也相对较高。

4.3 真题回放三

4.3.1 真题(2019年河南省副实验题)

物理实验题：检查电路(根据图1所示的电路图,查找实际电路中存在的错误或不当之处,并填写在规定的横线上,不要求改动电路。)

错误或不当之一：_________。

错误或不当之二：_ __ __ __ _。

图1 电路图

4.3.2 点评

本题作为副实验题,难度相对较低。考查的知识点是用电流表测量电流、用电压表测量电压,要求对基本电学仪器仪表的连接和使用较为熟悉。需要学生具备正确使用测量工具的能力,同时需要具备辨别正误的质疑能力。

4.4 真题回放四

4.4.1 真题(2019年山西省实验题)

物理试题：探究平面镜成像时像与物的关系

实验器材：玻璃杯1 块、火柴、白纸(A4 纸)1张、夹子2个、刻度尺1把、蜡烛(完全相同)2支、直角三角板1个。

操作程序见表6。

表6 操作程序

表7 实验数据

实验结论如下：

平面镜所成像的大小与物体的大小_ __ _,像和物体到平面镜的距离____。

说明：(1)考生只需在表格中填写相关数据,不要求书写完整的实验报告。

(2)要真实记录实验数据,捏造数据将相应扣分。

4.4.2 点 评

本题考查的知识点是探究平面镜成像时像与物的关系。题中给出了实验器材和具体的实验操作步骤,学生按照考题给出的实验步骤,基本就能够完成本试题。答题的关键在于认真操作以及数据的处理和分析上。

本考题笔者认为美中有不足,只要求获取2组数据,这样实验现象和结论会存在偶然性。为了实验更严谨,数据的记录至少应该有3组。

4.5 真题回放五

4.5.1 真题(2019年湖北省武汉卷)

实验三：连接串联电路和并联电路

1.实验目的：学会连接串联电路和并联电路。

2.实验器材：电源、小灯泡、开关、导线。

3.实验过程和评价标准：

(1)检查实验器材。

检查实验所需器材是否齐全。

(2)连接串联电路。

①按照图2甲所示电路图连接串联电路。

②闭合开关,观察开关控制2个小灯泡发光的情况。

③依次把开关改接到电路中的不同位置,观察开关控制2个小灯泡的情况是否有变化。

(3)连接并联电路。

①按照图2乙所示的电路图连接并联电路。

②观察各开关控制小灯泡的情况。

(4)实验完毕,把器材整理好,轻轻放回原处。

图2 实验电路图

4.5.2 点评

本考题考查的知识点是连接简单的串联电路和并联电路。题中给出了具体的实验步骤,没有具体数据要求处理,重点考查学生的实验操作能力以及对串、并联电路的熟悉和识别能力。

4.6 真题回放六

4.6.1 真题(2019年安徽省合肥卷)

题目：探究凸透镜成像规律(f＝15cm)

要求：(1)实验前先举手示意,经监考教师检查同意后,再进行下一步操作;

(2)实验中发现器材有问题,应立即向监考教师报告;

(3)正确装配器材,根据表格中的要求,研究凸透镜成像规律;

(4)将测量(要有单位)和实验结果记录在表8中。

表8 实验数据记录表

由上述数据分析可见：

(1)比较实像和虚像的数据发现：当u＝15cm时,无法测出像距的原因是_ __ _。

(2)对比像的正立和倒立数据发现：u__15cm成正立的像;u______15cm 成倒立的像。

4.6.2 点 评

本试题考查的知识点是探究凸透镜成像的规律。题中给出了实验的流程,没有给出具体实验操作步骤,要求通过准确的实验操作之后,能够对实验数据进行很好的处理。重点在于考查学生的实验观察能力、读取和记录数据能力以及分析处理数据的能力。

5 试题赏析

5.1 以“课程标准”为依据,重点考查实验操作能力

综观各地的物理实验操作考试试题,均能以“课程标准”为依据,以“课程标准”上附录1 中的“学生必做实验”20个项目为基础,以教科书要求学生掌握的实验技能为内容,以熟练使用常规实验仪器仪表为基准点。考查内容包括实验仪器的选择和组装、实验操作、实验现象的观察、实验数据的记录和处理以及简单的误差分析。重点考查学生的基本实验技能、操作要求及数据处理能力水平。

5.2 命题源于教材又不局限于教材

绝大部分试题的取材来源于教材实验和对教材实验的变形,旨在引导教师在教学中重视文本教材的作用。而命题又不局限于教材,不完全以教材中的实验内容为试题,适度进行拓展和延伸,试题难易适中,只要能独立完成教材规定实验内容的考生,均能在考试中获得较好成绩。

5.3 命题充分考虑实验技能考试的特殊性

学生只有真正通过实验操作,才能得出数据和结论。考卷充分注意到不同轮次考生考试时实验结果和数据的多样性。而在理化(理化生)合卷中又十分注重物理、化学和生物三科试题的关联度和难易度,科学组合,合理搭配。试卷结构、文字表述能够针对初中生的学习特点,缓解学生应考时的压力,能让学生充分展示自己的实验操作能力和解决问题的能力。

5.4 有利于引导初中物理实验教学

所有试题均注重学生在实验环境中对物理基本概念和基本原理掌握的情况、分析解决实际问题的能力、实验操作技能和科学探究能力的考查,引导学生注重探究过程和方法,注重培养学生科学地认识事物、分析现象和把握规律的能力。这样有利于进一步引导初中物理教师开展实验教学,夯实学生物理学习基础。

5.5 有利于学生良好实验习惯的养成

几乎所有的试卷在试题的最后部分或者评分标准中,均明确要求学生在考试结束前整理实验器材归还到原处,或者摆放整齐,这样有利于学生良好实验习惯的养成。

6 评分标准回看

各地的命题将实验器材选择、操作步骤、实验结果、实验器材整理等过程进行量化,制定成评分标准和细则,便于监考评分教师把握,如上海卷、山西卷、安徽合肥卷。而部分地方的试卷中直接给出了实验操作步骤的分数,如河南卷、湖北武汉卷,这样有利于学生对自身的实验操作情况进行自我评估。

6.1 上海市评分标准(见表9)

表9 上海市评分标准

6.2 山西省评分细则(见表10)

表10 山西省评分细则

6.3 安徽省合肥市评分标准(见表11)

表11 安徽省评分标准

7 对初中生实验操作考试的建议

实验教学是物理教学的重要组成部分,是落实物理课程目标,全面提高学生科学素养的重要途径。对学生物理观念的形成、科学思维的训练、科学探究的深入、科学态度和社会责任的培养都起着至关重要的作用,应该说在物理学科的学习过程中,怎么重视物理实验都不为过。

但在实际教学中,物理实验教学并不理想,“讲实验、考实验”的现象仍然存在,这对学生科学素养的形成显然是不利的。为了发挥实验操作考试“指挥棒”的作用,真正督促实验教学落到实处,特提出如下建议。

7.1 对学科命题组织角度的建议

从收集到的中考实验操作考试的文件及考试试题上来看,有的是以省(市)为单位组织命题,如河南、山西、上海等;有的是以市级为单位组织命题的,如湖北武汉、安徽合肥等。2019年6月23日,中共中央、国务院印发了《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》, 《意见》提出“完善招生考试制度：稳步推进初中学业水平考试省级统一命题,坚持以课程标准为命题依据,不得制定考试大纲,不断提高命题水平。”鉴于此,建议省级教育行政部门要加强对初中生实验操作考试的命题管理与协调工作,最好由省级教育技术装备部门组织初中生实验操作考试工作,由教学研究部门组织命题工作,全省统一考试时间,由地市级组织实施考务工作。提高命题的质量,提升考试的信度。

7.2 关于考试评分的建议

对于实验操作考试,正常的评分步骤和标准是：学生能按步骤进行实验;能安全、规范地使用各种实验仪器;能真实地记录和收集实验数据;能科学处理实验数据,得出相应结论;实验结果基本正确;具有良好的实验习惯和实事求是、严谨认真的科学态度。

如果说考场提供给学生的器材均完好无损,学生有可能按部就班、不出意外的完成实验过程,得出正确的结论。但是实际情况却错综复杂,因此建议：如果学生能够按照正常的步骤完成实验操作考试,给予正常的评分;如果学生没有按正常程序完成实验,没有得出正确结论,只要操作合理,只要能够找出或者发现实验中的错误,更应该给与高分、甚至满分。评分细则不宜过细,应该给监考 (阅卷)教师更多 “量体裁衣”的评分权。

在学生实验操作考试过程中,不可能出现教师一对一监考学生的情况,很多监考教师只注重试卷的批阅,个人觉得就失去了实验操作考试的意义,因为实验操作考试必须根据学生真实的实验操作情况现场给予分数,因此建议加强对监考教师的培训,进一步规范实验操作考查的程序,严格规范考试过程,让监考教师能够更多地关注实验操作考试的过程。

7.3 关于考试成绩使用的建议

到目前为止,各地对考试成绩的使用不尽相同,有纳入中考总分的,有作为录取参考依据的,等等。从当前的情况看,将实验操作考试的原始成绩纳入中考总分,“指挥棒”的作用更明显,更容易得到学校、考生的重视,更有利于学生科学素养的培养。

7.4 对平时物理实验教学的思考

(1)各地各学校必须加大实验室建设的力度

学校按照不低于甚至高于 《中学物理实验室设施设备配置方案》的标准加大对实验室建设的投入,配备专职或者兼职实验教师,加强实验教师培训,保证物理实验课能正常开展。

(2)一线教师在学科教学中应加强实验教学的实施和研究

在实际教学中,教师更注重知识点的讲解和落实,更注重解题的训练,因为这样可以考得高分,但这样的高分对学生的长远发展是否有利,值得商榷。在物理教学中,教师要有效引导、规范、完善实验教学,让学生通过动手动脑学物理,避免出现告知结论式的教学,真正通过实验教学培养学生的动手能力、归纳总结能力和探究意识,避免出现学生会看不会说、会说不会写、会写不准确等问题。学校教务部门要加强检查、记录实验教学的开展情况。

(3)有关部门要加强对实验教学指导、引导、督促、检查的力度

教育技术装备部门和教学研究部门要齐心协力督促学校实验室的规范化建设,加大对学科教师的指导、引导,杜绝课堂上出现教师讲实验、学生听实验的现象,加强对实验课的督促、检查力度,避免“平时不重视实验教学,临时突击训练考试”的情况出现。这样不仅不利于学生科学素养的养成,也有悖实验教学和实验操作考试的初衷。