基于高考创新类实验试题和评分细则的思考

摘 要：2019年全国Ⅲ卷理科综合第22题试题表述和评分细则存在一些小瑕疵，试题文字表述不够科学和严谨，评分细则重点不够突出，实验设计目的达成度不高.为此就试题和评分细则提出建议，以期对高考创新类实验试题的命制有所裨益.

關键词：创新实验;科学严谨;建议;实验试题;评分细则

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）07-0061-03

作者简介：邓贤彬（1973-），男，四川资中人，本科，中学高级教师，研究方向：高中物理学科教学.

纵观近几年高考物理实验题，选材均来自于教材，但往往在教材的基础上命制试题，通过对实验器材、实验方法、实验原理等加以拓展，变成创新类试题，以便更有效地考查考生解决问题的能力.高考实验题既承担着考查考生实验能力的重任，同时又肩负着引导考生客观对待实验原理、实验过程和实验结果的科学精神培养的价值导向功能[1].因此，试题无论如何创新，实验的可行性、科学性特别是真实性是实验创新的前提条件.本文以2019年高考全国Ⅲ卷理科综合第22题为例，谈谈对高考物理实验创新的理解和思考.

2019年全国Ⅲ卷理科综合第22题是一道创新实验题，试题和评卷评分细则如下.

22.（5分）甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验.实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照.已知相机每间隔0.1s拍1幅照片.

（1）若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是（填正确答案标号）

A.米尺B.秒表C.光电门D.天平

（2）简述你选择的器材在本实验中的使用方法（答案：将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺）.

（3）实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=9.7m/s2（保留2位有效数字）.

本实验充分体现命题专家的考查意图，实验达到了以下三个目的：一是考查考生知识的迁移能力，利用数码相机替代打点计时器，在保证基本原理不变的前提下，在实验器材方面加以创新;二是设置了一个开放性情景，考查考生如何通过自己的设计，从相同时间间隔内拍摄的小球下落照片中测量小球下落的位移;三是考查考生处理实验数据的能力.但笔者研究认为，本实验的试题文字表述、评分细则和设计目的等值得商榷.

1 第（1）小题中文字表述用词不准确，表达意思不够清楚

“填正确答案标号”中关于标号的用词是不准确的.标号的意义：一是指用来表示性能的数字;二是泛指标志和符号.标点符号包括标号和点号，标号包括破折号、括号、省略号、书名号、引号、连接号、间隔号、着重号、专名号等，主要标明词语或句子的性质和作用.选项中的A、B、C、D是用来区分备选项的字母序号.

建议：把“填正确答案标号”改成“填正确答案的字母序号”，这样用词准确，表述清楚.

2 第（2）小题给出的评分细则没有突出重点和关键点

第（2）问的关键之处在于米尺必须作为背景拍入照片，而不是在以后的步骤中作为测量工具.如果米尺没拍入照片，实验任务将无法完成，而且在拍摄时米尺一定要竖直且保持不动.评分细则中表述的小球尽量靠近米尺和把米尺拍入照片是两个不同概念.基于以上分析，本步骤操作成功的重点和关键点：一是米尺竖直固定;二是小球和米尺都要拍入照片.因而，建议本小题的评分细则改成：将米尺竖直固定，甲同学让小球下落时尽量靠近米尺，乙同学将小球和米尺拍入照片.

3 第（3）小题给出的两个物理量ab和ac的物理意义不清楚，量值含义不确切，是无效数据

题目给出小球在照片上的3个位置是a、b和c，那么物理量ab和ac的意义是什么？即便是约定俗成，ab和ac理解成表示两位置间的线段长度，但ab和ac线段的长度并不是小球下落的位移.假设三张照片分别如图1，两同学在处理数据时一般来说有两种摆放类型（如图2所示，为突出关键点，示意图中没有画出米尺）.由图可以很直观看出，照片无论是左右或者上下摆放，ab和ac线段的长度都不是小球在一段时间内下落的位移.这两个数据意义是模糊的，甚至可以说是这两个数据没有任何实际意义.

建议将本题的第（3）问题目表述做如下修改.

建议1：直接给出3张图片及其摆放方式，由学生自己直接从图中读出a、b、c三点位置在刻度尺上的对应数值.这样也顺便考查了考生的读数能力.

建议2：把第（3）问题目改成“实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到3个位置在米尺上对应的刻度值，其中a点和b点对应的刻度差值l1=24.5cm，a点和c点对应的刻度差值l2=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=m/s2（保留2位有效数字）.”

4 本实验的设计目的没有完全达成

4.1 试题的开放性设计目的没有完全达成

原试题设置第（2）问其目的是构造一个开放性问题.其形式开放，但可能性不多、可操作性不强，没有达到应有的效果.主干题目中明确对甲乙两名同学的实验工作做了分工，“甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落时拍照”，那就意味着米尺只能在此操作以前固定，此题留给考生的选择不多.

2020年版教育部考试中心的高考试题分析（理科综合分册）对第（2）问的解读原文如下（第166页第6行）[2]：

第（2）问是一个开放性问题，考查考生如何通过自己的设计，从相同时间间隔内拍摄的小球下落照片中测量出小球下落的位移.参考答案给出的是一个比较常用的方法，即甲同学将米尺竖直放置，然后让小球沿米尺靠近刻度下落（小球不能遮挡米尺刻度）.（笔者认为：这一点明显与该题题干叙述矛盾，该题题干强调甲同学负责释放小球，说明米尺必须在此操作前竖直固定.）其他的一些方法，如考生也可以选择让小球沿靠近实验室内墙壁下落，实验前先用米尺把小球自由下落时的路径标好刻度.

可见命题组并没有给出多种科学可行的实验方案.所以本题更多的是形式（即填空形式）开放，并没实现真正意义上的思维开放.

4.2 考查有效数字相关知识的目的没有达成

高考物理学科对学生实验能力的考核中其中一条重要内容就是会记录、处理实验数据.有效数字的数位保留是考查数据记录的重要方式.本题明确要求保留2位有效数字，说明命题人把有效数字的保留作为本实验设定的考查目标之一，下面我们看看具体的演算过程.

可见只要是正常运算，自然会得出2位有效数字的结果，根本不需要强调保留2位有效数字.试题在此处强调只保留2位有效数字，纯属多余.当然如果试题目的是给学生设套，那就另当别论了.鉴于本实验原理简单，在测量重力加速度时的误差较大，可否将此题的要求改成：保留1位有效数字.这样既照顾了实验的客观性，又能考查考生对有效数字的理解和掌握.

5 建议

基于以上分析，建议高考命题专家组在命制高考创新类实验试题时注意以下几点：

（1）务必保证创新实验的可操作性、过程的真实性和数据的原始性.

高考实验试题在考查学生能力的同时，更重要的是要引导考生养成尊重实验过程、尊重实验结果和客观对待实验数据的态度.如果实验过程是凭空想象的，实验结果是人为规定的，实验数据是人为虚构的，那么这样臆想的创新实验就没有考的必要.建议命题专家组在命制创新性实验题时一定要先做实验，在确保实验的可行性和科学性的前提条件下，根据真实实验过程来命制试题，优化测量数据，科学严谨地表述实验，这样的创新试题才真正具有科学导向作用.

（2）高考实验题设定的物理量意义要明确，含义要清楚.

物理是一门要求科学和严谨的学科，高考试题牵涉面广，影响巨大而深远，作为当下最能体现公平、公正的高考，需要更加精准和科学，需要专家组抱有敬畏的心理，时时在意，处处小心.

（3）评分细则应该锤炼语言，突出重点和关键点，不能过于宽泛和宽容.

评分细则不只是高考阅卷的评分依据，也是考生和教师争论或者质疑时可资借鉴的重要参考和标准，具有极强的指导和导向作用，直接影响广大一线教师的课堂教学，其重要意义是不言而喻的.

（4）实验创新需要公平对待每一位考生，体现人文关怀.

2019年全国Ⅲ卷理科综合第22题，命题的目的是考查学生知识的迁移能力，将打点计时器的作用移植给数码相机连续拍照功能.事实上，有些学生，特别是广大农村学生未接触过数码相机，更不可能掌握数码相机的连拍功能，估计命题专家们也大都不会.可能专家会说考生即使不知道或者不了解数码相机，同样也能完成该实验.这反证了命题组如此操作，是为了目的而“精心设计”而已，实则没有多大的实际意义.

笔者认为，高考实验无论如何创新，都应该回归到对真实、可操作的实验本身的考查，即对实验原理、实验方法、实验器材、实验过程、实验条件、实验数据和实验结果进行考查，在开启学生智慧、培养学生独立思考和提高学生解决问题能力的导向上狠下功夫，這才是实验创新唯一的正途.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]教育部考试中心.高考试题分析（理科综合分册）（2020年版）[M].北京：高等教育出版社，2020.

（收稿日期：2021-01-21）