2007—2018年江苏“小高考”物理实验题的量化分析

胡晓琦，于 琴

1.南京外国语学校仙林分校，南京210023

2.南京市第十三中学，南京 210008

1 问题的提出

江苏省普通高中（必修科目）学业水平测试是江苏省实行“2008高考方案”改革的重要组成部分，向来有着“小高考”的俗称，其重要性可见一斑。相比于高考的能力立意，学业水平测试更倾向于知识立意，因此难度、学生的时间投入、重视程度也相应有所降低[1]，其社会关注度远不及高考。从知网中检索关于学业水平测试的文献来看，相关文献数量平均约为研究高考文章数量的二十五分之一。作为高考改革方案中的重要组成部分，学业水平测试研究的关注度有待提高。

对目前已有的相关文献进行梳理后，发现有关“小高考”实验题的研究较少。实验一直是物理教学的重点，所以本文将采用布鲁姆教育目标分类理论中的4个知识维度对2007—2018年江苏“小高考”物理实验题进行量化统计分析，了解试卷背后折射出的教育改革理念，并在此基础上得出实验教学的启示与建议。

2 布鲁姆知识维度实验试题分类

《布鲁姆认知领域目标分类手册》于1956年出版，后译成20多种文字，流行于世界多国，被认为是20世纪影响最大的四本著作之一，是目前被广泛应用的学习结果测评理论。后经L.W.安德森等人修订,将认知领域教育目标按知识和认知过程两个维度分类，知识维度又分为事实性知识、概念性知识、程序性知识和反省认知知识[2]。按照以上的4个知识维度，将试卷实验题进行分类。

2.1 事实性知识

例 1 （2010年）25（1）如图所示，用 A、B 两只弹簧测力计将橡皮条的另一端拉至O点，分别记录两分力的大小和方向，此时，弹簧测力计A的示数为_____N。（图形省略）

事实性知识是学生通晓一门学科、解决其中问题所必须了解的基本要素，例如各类仪器的读数、科学术语的表达、实验现象的描述等。

2.2 概念性知识

例 2（2011年）25（2）由纸带打出的点可知，纸带做____运动（选填 “匀加速”或“匀减速”），打C点时纸带的速度大小为_____m/s。

概念性知识是较复杂的、有组织的知识形式，例如了解物理学基本的定律、规律，根据纸带打出的点判断纸带的运动情形，求解速度、加速度大小等涉及加速度的概念。

2.3 程序性知识

例 3 （2014 年）25（2）在测出 F1、F2和对应的合力F后，他在纸上画出了F1、F2的图示，请你帮助他在图中画出合力F的图示（测得F=4.9 N，图中a、b为记录F方向的两点）。（图形省略）

程序性知识是知如何做事，清楚研究方法以及运用技能和方法的标准。例如，关于选择实验器材、设计实验顺序、具体实施操作步骤、作图等相关内容。

2.4 反省认知知识

例 4 （2017 年）25（3）在题 25－2 图中，表示F合力的线段不在平行四边形的对角线上，上述实验误差产生的原因可能有哪些？（写出两个原因）

反省认知知识简而言之是关于认知的知识，例如，对实验结果的分析、误差来源的分析以及实验操作结果的反思等。

3 2007—2018年江苏“小高考”物理实验题统计分析

在学业水平测试考试说明中共有四个实验考点。每年试卷的第25题都会以填空题的形式对实验进行单独考查，分值6分（满分100分），同时也会在选择题部分（1～23题，每题3分）进行不定量考查。表1是每年的实验考点出现的题号情况统计，表2归纳统计了历年各个实验的具体考查内容及频次。

表1 2007—2018年江苏“小高考”物理实验考题分布情况

表2 2007—2018年江苏“小高考”物理实验具体考查内容情况表

续表2

根据布鲁姆教育目标分类理论中的知识维度标准，对以上内容进行统计，如图1所示。

图1 布鲁姆教育分类学知识维度对应实验试题分数统计

由图1的实验试题知识分类分数统计可以看出：

（1）概念性知识与程序性知识是试卷突出考查的重点，约是事实性知识与反省认知知识总和的2倍。其中，程序性知识所占比重最大，它对应的是“如何做”的问题。这就要求学生要真实掌握实验的各项操作步骤，强化动手实验能力，具备良好的实验素养。而概念性知识的考查重点是要求学生有相应的物理观念，具备解决一些简单问题的基本能力。

（2）与高考实验考查中突出反省认知知识、强调能力立意不同[3]，“小高考”的考查更突出知识立意，所以反省认知知识的考查比概念性知识、程序性知识相对要少，但也占总比例的20%，说明试题的考查更加灵活，对学生的创造性能力也有一定的要求和期待。

（3）事实性知识的考查虽然比重较小，但它仍是“小高考”测试当中不可或缺的重要组成部分，要求学生掌握一定的最基本的物理知识，知识虽简单，但也不可忽视。

再对每一类知识维度对应的实验试题分数及占比进行统计，得到了按年份变化的趋势，如图2、图3所示。

图2 布鲁姆4个知识维度对应历年实验题目分数变化趋势图

图3 布鲁姆4个知识维度对应题目分数占当年实验试题总分百分比堆积面积图

通过结合Excel的趋势辅助线功能分析图2，可以看出从总体上事实性知识的考查在波动中呈下降趋势，概念性知识的变化较为平稳，程序性知识、反省认知知识的考查在波动中都呈上升趋势，且程序性知识的比重上升最为显著。由此可以看出，“小高考”的实验考查从要求学生了解简单的物理概念、实验原理、基础事实，转向重视如何正确地进行实验设计、操作，并对实验结果的分析、误差的分析提出了更高的能力要求。

图3各部分的阴影面积代表了各知识维度下的实验试题所占比重。可以看出，2007—2011年间，基本以事实性知识、概念性知识为主，程序性知识占比较小，除了2009年出现反省认知知识考查外，其他4年当中都未涉及。该阶段强调学生对基本物理知识的掌握。从2012年开始，程序性知识与反省认知知识的比重有了大幅的增长，而事实性知识的比重下降明显，有几年都未曾涉及该类知识的考查。该阶段对于学生的实验能力有了更高的要求，例如，2014年第25题实验题，实验的考查不仅涉及到实验仪器的校正、对实验图像的分析和解读等，而且要求能提出自己的解决方案[4]。这样的知识维度比例设置也更符合现在提出的核心素养的培养要求。

4 研究启示

4.1 突出实验原理，渗透物理思想

实验原理是进行物理实验探究的前提、基础与核心，只有深刻理解实验的原理，才能更好地进行实验操作，体会实验背后蕴含的物理思想[5]。

物理思想的内涵是十分丰富的，有着极强的育人功能，可培养学生严密逻辑思维和归纳推理的能力。因此在教学当中，应当突出实验原理的教学，渗透物理思想丰富的内涵。

4.2 强化实验操作，倡导“做中思考、做中学”

从以上的数据分析中可以看出，“小高考”实验的考查从重事实性知识、概念性知识转向更加重视程序性知识和反省认知知识，尤其是解决“如何做”的程序性知识，在实验操作中考查学生的知识与能力的掌握情况，所以实验的本源性教学还需落实到实验操作过程中。在教学与复习中，切不可从头到尾地“讲”实验，而要将更多的主动性还给学生，让他们亲自动手操作，在“做”的过程当中发现问题、思考问题、解决问题，并进行反思。这样学生对实验的操作印象更加深刻，对结果、误差的分析会更加透彻。

4.3 建立物理观念，培养核心素养

物理学科核心素养当中一项重要的内容就是“物理观念”，具体指从物理学视角形成的对于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识；是物理概念和规律在头脑中的提炼与升华；是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础[6]。具体在学业质量水平中，与物理观念相关的5级学业质量水平，概括起来，均强调“物理概念与物理规律及其相互关系和应用”[7]。试卷当中突出概念性知识与程序性知识考查的特点与物理观念的培养不谋而合。“小高考”是一项更倾向于知识立意的考试，所以在教学当中，应当着力于让学生夯实过硬的基础，清晰、准确地理解基础的物理概念，并能灵活地应用物理规律解决一些常见的、简单的问题。在这基础之上，再去进一步培养他们的探究能力和创新能力。