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从考试评价理解新课标和新学考

2021-10-15黄红波叶

物理教师 2021年9期
关键词:学业新课标考试

黄红波叶 兵

(1.江苏省教育考试院,江苏 南京 210024;2.江苏省中小学教育研究室,江苏 南京 210013)

2017年版的普通高中物理课程标准(以下简称“新课标”)以“发展学生核心素养”为中心,聚焦通过物理学科的学习形成所有学生应具备的、能够适应终身发展和社会需要的必备品格和关键能力.“课程内容”一章的内容要求、教学提示和学业要求3节分别规定课程“教什么”“怎么教”“达怎样”的3方面教学目标,内容描述得细致、详尽,有利于准确把握教学内容和相应要求.新增的学业质量标准是新课标的一大亮点,它由低到高划分成五级,每一级水平都包含学科核心素养的4个方面,有利于准确评价学业水平,从学业表现的关键特征上回答好“怎么评”的问题.

新课标将学业水平考试(以下简称“学考”)作为评价学业成就的重要手段,在“两依据一参考”的新高考模式中占据高利害的位置.新课标下的学考应具有标准性、区分性和导向性,需要在学业质量标准上准确地区分出学生的实际学业水平,并且对教学起良好导向作用.本文以新课程“发展学生核心素养”理念和新课标的文本为依据,以新教材习题为参照,从考试评价视角理解新课标的新变化,提出新学考设计需要正确认识到的核心素养的重要特点,探讨学考与新课标同向发力,落实好新课程目标的关注点.

1 从考试评价理解新课标的变化

考试评价设计首先要回答“为什么考”“考什么”“怎么考”“怎样评”等基本的问题.新课标对学考做出的回答是:为什么考,学考是教育教学质量的一项制度性保障,是作为毕业或升学的重要依据,同时发挥教学引导作用;考什么,合格性学考的内容是必修部分,等级性学考的内容是必修和选择性必修两部分内容;怎么考,通过学生在应对复杂现实情境,参与相应探究学习活动中的外在表现来考查;怎样评,是以学业质量为依据的标准参照考试,依据不同水平学业成就表现的关键特征,结合课程内容,对学生学业成就表现总体刻画.新学考要落实好新课标任务,要从考试评价的视角深入理解新课标在回答上述4个考试的基本问题中的新变化.

(1)理念新,明确发展学科核心素养目标.为克服原课标在教学过程中三维目标脱节的问题,新课标更加注重学科本质,将三维目标凝练为以物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等4个方面组成的学科核心素养,核心素养“四位一体”彼此联系,共同培养和发展.“四位一体”新理念鲜明地体现在新课标教材编写上,例如人教版教材上一道习题如下.

题1.一辆肇事汽车在紧急刹车后停了下来,路面上留下了一条车轮滑动的磨痕.警察为了判断汽车刹车时速度的大小,测出路面上车轮磨痕的长度为22.5 m.根据对车轮和路面材料的分析可以知道,车轮在路面上滑动时汽车做匀减速直线运动的加速度大小是5.0 m/s2.请你根据以上条件,计算汽车刚开始刹车时的速度是多少?

在物理观念上,习题涉及匀变速直线运动规律.在科学思维上,要求通过汽车刹车过程中的位移和加速度,推理出初速度的大小.在科学态度与责任上,习题自然融入道德规范和社会责任教育,用交通事故情境引导学生形成正确的交通安全观,认识到超速行驶的危害性.在科学探究上,以车轮磨痕作为判断刹车位移的依据,体现了“获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释”的理念.

(2)内容整,重新组织课程结构.在重新组织的课程内容中,合格性学考的3个必修模块是“全体学生必须学习”的共同基础,要求“初步的物理观念”.选择性学考的6个模块,要求“根据个人需求和升学要求选择学习”,强调“清晰、系统的物理观念”.重新整合纠正了原先所学物理知识体系的不完整,补齐学生知识结构的缺陷,避免教学厚此薄彼.一些教材习题打通前后模块的知识点,体现知识体系的完整性.

(3)水平分,设定学业质量标准.课标对学习完成后的学业成就表现划分为多级水平,建立学业质量标准:高中毕业生应达到水平2,进入高校相关专业学习应达到水平4.学业质量标准是标杆,既是日常教学的评价依据,又是学考的命题依据.学业水平从问题情境的复杂程度、知识和技能的结构化程度、思维方式或价值观念的综合程度等“三要素”综合评估.

题3.如图1所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个由蜡做成的小圆柱体R.R从坐标原点以速度v0=1 cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动.测出某时刻R的x、y坐标值分别为6 cm和2 cm.求此时R的速度的大小.

图1

题4.环保人员在一次检查时发现,有一根排污管正在向外满口排出大量污水.这根管道水平设置,管口离地面有一定的高度,如图2所示.现在,环保人员只有一把卷尺,请问需要测出哪些数据就可大致估测该管道的排污量?写出测量每秒钟排污体积的表达式.

图2

对比人教版教材上两道不同模型建构水平的习题,题3玻璃管中蜡块运动是教材示例,在运动合成与分解问题中是典型的学习情境,学生解题时很容易启动情境记忆加以应用,是“在熟悉的问题情境中应用所学的常见的物理模型”,属于水平2.题4管道排污问题,新闻对环保的报道比较常见,是学生熟悉的生活情境.但与题3不同,题4的问题情境没有可直接映射的物理模型,学生要从思考计算排污量所需的物理量入手,由求污水流出管道的初速度联想到平抛运动的场景,选用运动合成与分解模型解决问题.因此,是“在熟悉的问题情境中根据需要选用所学的恰当的模型解决简单的物理问题”,属于水平3.对更复杂的问题,评判学业水平需要全面考虑核心素养的各个方面,综合应用“三要素”.准确评估学业水平对教学和评价两方向都非常重要,应加以重视.

(4)情境来,创设真实而有价值的问题情境.新课标再次强调提高学生综合运用知识解决实际问题的能力,进一步要求学习评价应围绕学科核心素养,创设真实而有价值的问题情境.情境是新课标的热词之一,从考试评价理解,情境是指真实的问题情境,是以问题或任务为中心构成的活动场域,以自然界及社会生活、生产中客观存在的物理现象或过程为背景.情境为学生在考查过程中的外在表现提供活动场域,无疑应有真实性,这是基本要求.情境还应有价值,体现为:第一,具有问题的价值性,所解决的问题是情境本身真实存在的、值得关注的问题,反对假问题、空问题;第二,具有学习的价值性,情境素材要新颖、有时代感,有利于激发学生的学习兴趣,在与情境互动中加深知识理解和技能掌握,避免问题陈旧、乏味;第三,具有建构的价值性,情境留有向认知发展的近邻区拓展或向核心素养凝练的机会,成为优化知识结构、提高思维品质的脚手架,杜绝死记硬背和机械刷题.教材习题的情境化特色明显,例如人教版新教材的第一道思考题就情境化,明确传递真实而有价值的问题情境导向.

题5.两个运动的物体:一个是被球拍击出的乒乓球,另一个是正在飞行的歼-20隐形战斗机.请你为乒乓球和战斗机各创设两个问题,一个问题中可以把它(乒乓球或战斗机)看成质点;另一个问题中不能把它看成质点.

问题非常好地选择了球拍击打乒乓球和战斗机飞行这两个真实的生活情境,学生感到亲切,有利于调动学生的参与兴趣.是否适用质点模型,这是研究首先要回答的真实问题.乒乓球的轨迹神奇多样,歼-20隐形战斗机充满现代感,都容易让学生将生活经验带入问题思考过程.创设两个正反相对的问题,可以培养学生思维的全面性、严谨性和辩证性,发挥习题的教学作用.

2 正确认识核心素养的特点

新课标将学考作为学业质量保障的重要制度,教学和考试所要求的核心观念、知识、能力、质量标准等执行要素都相同,符合调整一致性,[1]从而根本上解决“考什么教什么”还是“教什么考什么”的矛盾.严格地说,课标从制度层面保证教学和考试的调整一致性,只是外在因素.真正实现调整一致性还必须经由考试评价的主体,即学生才能实现.学考所测量的是学生心理潜质中与学科核心素养相关的部分,具体施测时要以学生为本,以课标为据,把高中学生认知发展的特点与课标所要求的课程目标、内容和标准联系起来.

(1)考试目标上正确认识认知心理的发展性.新课程的模块遵循学生认识发展规律,呈螺旋式上升设计.例如,各模块物理观念的学业质量的部分要求见表1.

表1 物理观念学业质量的部分要求

在物质观念上,必修模块以日常生活的常见物体为主,例如汽车和飞机,天体和卫星,电阻、电容和电路,带电小球,磁铁和通电导线等,选择性必修模块的研究对象由具体逐渐抽象,例如场、电磁波、热、原子和原子核等.六大模块从宏观深入到微观,由零散到系统,由具象到抽象.必修1学习运动和相互作用观念,必修2主要是能量观念,必修3综合这两种观念认识静电场,在力的角度有电场线和电场强度,在能量角度有等势线和电势.选择性必修1螺旋回力学,综合动量和机械能的研究手段,更加全面、系统.选择性必修2螺旋回电磁学,以场为研究对象,加深力和能量观念的抽象认识,揭示其本质性、深刻性,升华物理观念.选择性必修3不仅深入分子动理论、原子和原子核结构、波粒二象性等微观世界,重点将力和能量两种观念运用在宏观物理现象的微观机理上,物理观念更加完整、深刻.这种螺旋式上升的模块设计符合高中生记忆和理解认知发展的特点,他们随着语言发展,掌握的科学概念极大丰富,受抽象思维发展助力,抽象记忆也随之发展起来,并逐渐居于优势地位.[2]

其他在科学思维、科学探究和科学态度与责任等方面,整个课程也体现出螺旋式上升的模块设计理念,符合处于青年初期的高中生科学思维更高抽象概括性、反省性和监控性的特点,他们已经能够用理论指导分析综合各种材料,抽象逻辑思维占优势地位,辩证思维和创造性思维有了很大发展.科学探究上感知觉更全面深刻,能发现事物的一些细节和本质方面,探究活动具有目的性、精确性和概括性.科学责任的元认知明显增强,价值观形成.结合各模块的教学提示和学业要求,核心素养4个方面的发展性要求可以归纳为图3.

图3 学科核心素养的发展性

学科核心素养的发展性提示学考不能看低学生所能达到的水准,须按学业质量水平从低到高合理设计试题比例,例如选择性学考要留有一定量水平2试题,也需要保证水平4试题的量,积极鼓励学习在学业质量要求范围内朝向高水平凝练.

(2)考试内容上正确认识核心素养的整体性.以发展性为前提,课程将物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等4个方面向着一个整体凝练成为核,简单地说是形成关于物质世界的“是什么”、发生和变化的“为什么”、真理检验的“凭什么”、人与世界的“该怎样”从实践到认识,再从认识到实践的统一性,核心素养的各个方面共同发展,协调发展.例如人教版教材选择性必修2的一道习题如下.

题6.有一条河流,河水流量为4 m3/s,落差为5 m.现利用它来发电,水电站的总效率为50%,发电机的输出电压为350 V.水电站到用户之间要进行远距离输电,两地间输电线的总电阻为4Ω,允许输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%,用户所需要电压为220 V,认为所用的变压器都是理想变压器,求升压、降压变压器原、副线圈的匝数比,g取10 m/s2.

问题涉及“能量”大概念,物理图景将重力势能、电能、功率、能量转换和守恒等多个概念串联在一起,将电功率与电流、电压的关系作为知识交叉点,把水力发电与远距离输电问题联结起来.机械能到电能的转换效率50%、输电线损耗的电功率5%等真实数值引入问题情境,貌似与物理解题无关,而且还增加了计算量,但恰恰是体现了新课程从解题向解决问题转变的思路,在倡导绿色能源理念的同时,也体现了重视物质世界数量关系和实事求是的科学态度.

核心素养的整体性提示学考在物理观念上要重视以大概念为核心,立足物理概念和规律的本质,考查认知结构被提炼和升华的结构化水平.在科学思维上要重视科学研究范式和科学思维方法在具体问题中的应用,跨越模块、知识领域,甚至学科界限.在科学探究上要覆盖实践活动从问题、证据到解释、交流的全过程,从实验知识和操作技能转向方案设计和问题解决.在科学态度与责任上要指向对学科本质的认识,探索的内在动力和正确的科学态度,以及推动社会发展的责任感.

(3)考试水平上正确认识学业质量标准的阶段性.新课标在完成必修课程时的学业质量规定在水平2,在完成选择性必修课程时规定为水平4.这个设计遵循学生认知心理的发展性,遵循核心素养伴随课程学习不断发展的规律,分阶段设置学业质量水平要求.

课程教学过程检测也遵循阶段性,课后的“练习与应用”和章后的“复习与提高”的练习题编排存在差异.例如关于自由落体运动,课标的内容要求为“通过实验,认识自由落体运动规律”,练习与应用中的习题按照内容“认识”要求,以促进概念的理解为目标,直接应用在简单的物理问题上,属于水平1或2.但是,在复习与提高部分,一些习题提高到水平3,超过“认识”水平.

题7.某人在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外从高处落下的一个小石子摄在照片中,已知本次摄影的曝光时间是0.01 s.量得照片中石子运动痕迹的长度为0.8 cm,实际长度为100 cm的窗框在照片中的长度为4.0 cm.根据以上数据估算,这个石子大约是从距离窗户多高的地方落下的?g取10 m/s2.

首先需要构建自由落体的物理图景,建立模型,然后再通过运动过程的分析把习题所提供的信息与自由落体规律联系起来,推理出问题结论,属于水平3的要求.

学考准确把握不同阶段学业质量标准的依据,防止两种偏见:一是好高骛远,盲目抬高学业水平.二是刻舟求剑,无端看低学业发展.前一种偏见的典型观点认为只有主观题才能考出核心素养,考试要减少甚至取消客观题.实际上,一个试题能否考查综合运用能力,不在于其形式是选择题还是论述题,而在于其内容,良好的选择题同样可以考查这种能力,更何况一份试卷可以包含多种题型.[3]后一种偏见的典型观点认为试题深度要与课标的内容要求相对应,这一偏见忽视学生的发展性.内容要求规定每个知识点的课程教学目标,是教学的阶段目标,适用于课堂测试或短期性考试.学考作为标准参照性考试,试题深度的依据是学业质量标准.结合学情组织试卷,合理规划各个学业水平的题量比例,使每一级水平的考生都有题可做,有题能做,确保准确区分.

3 新学考从“四新”上落实新课标理念

按高考综合改革方案要求,新学考不再发布考试大纲或考试说明,将考试要求统一到课标上来.各个省市的新课标卷反映出新学考“价值新、导向新、内容新、路径新”的特点.

(1)价值新,全面落实立德树人,倡导德智体美劳五育并举.我国的高中教育是中国特色社会主义教育制度的重要组成部分,学考理应落实党的教育方针,落实立德树人根本任务.教学要回答好“为谁教书,为谁育人”的问题,考试要回答好“为谁选人,选什么人”的问题.在新课标理念下,学考正在发挥物理学在自然科学中的基础性优势,试题素材贴近学生、贴近学习、贴近时代,亲切可感,这将有利于激发学习兴趣和培养创新意识.试题情境关注体育运动和生产劳动的实际,揭示自然界的和谐之美、物理规律的简单之美,渗透体美劳等方面的教育功能.问题情境体现科学发现、技术创新、社会热点和绿色理念,倡导STSE的科学价值.问题解决基于证据使用和科学论证,坚持以事实为依据,坚持实事求是的科学态度.

(2)导向新,导向发展核心素养,增强考试的教学引导作用.学考对高中生升学起关键的选拔作用,对高中教学活动产生重大影响.这次课程改革把学考命题和建议写进新课标,第一次把考试的“指挥棒”作用大声说出来,明确要求学考对基础教育产生正向的引导.各省市的试卷都在努力用好这根指挥棒,试题聚焦大概念的形成过程以及相互之间的联系,要求知道相关概念的来龙去脉和物理本质,引导学习知其然亦知其所以然,反对死记硬背.考查倾向注重基础性,加强对通识通法实际运用的考查,引导学习形成问题解决的定势,具体问题具体运用,打破定势,反对机械刷题.教材的典型素材和习题资源多次出现在试题中,意在引导学习中有效使用教材,反对滥用教辅、无视教材.

(3)内容新,以必备知识为基,以关键能力为重.学考基于特定学科知识,具有知识密集型任务特征,在真实问题解决中包含复杂认知过程和知识结构之间的互动,具有过程密集型任务特征.[4]新学考“知识为基、能力为重”的要求表明,考试内容主要指向必备知识和关键能力两个维度.必备知识的“基”,各省市的试卷都保持核心素养下必备知识的系统性,力图破除原课标必修和选修之间的知识壁垒,把6个模块放在相同地位上,用整体观、螺旋式上升观串联起力学、电磁学、热学、光学、原子和原子核物理领域.关键能力的“重”,都在加强真实问题解决中建构模型的意识和能力,使用和评价科学证据能力.另外,进一步重视定性的科学推理能力和批判性思维,也是核心素养要求下新学考的具体体现.

(4)路径新,优化真实而有价值的问题情境设计,反对死记硬背和机械刷题.以问题情境作为考查载体,遵循了核心素养以学生终生发展为本的理念,从根本上破除死记硬背和机械刷题的不良学习方法.新课标卷表明,试题的问题情境具有真实性,问题设置与情境密切相关,尊重客观事实和规律,不仅情境过程真实,还特别要注意有关数量真实,杜绝编造数据;问题情境尽量类型多样,从学习探索到生产实践宽领域覆盖,发挥素材的育人功能,保证考试的公平性;情境设计具有一定复杂程度,问题解决要能充分调动信息获取和加工、程序执行和策略监控等要素;尝试问题情境开放性,探索批判性思维和创新性思维的考查方式.

江苏省从2004年自命题起,不断探索从知识立意到能力立意,再到当前新课改下素养导向,试题风格的变迁轨迹一定程度上契合了课程改革的发展方向.例如题8、题9和题10分别是江苏省2004年、2012年高考和2021年适应性的光学试题.

题8.下列说法正确的是

(A)光波是一种概率波.

(B)光波是一种电磁波.

(C)单色光从光密介质进入光疏介质时,光子的能量改变.

(D)单色光从光密介质进入光疏介质时,光的波长不变.

题9.如图4所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧.旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情境是

图4

(A)A、B均不变.

(B)A、B均有变化.

(C)A不变,B有变化.

(D)A有变化,B不变.

题10.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光,转动镜片时发现光的强弱变化.下列说法能够解释这一现象的是

(A)阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起起偏器的作用.

(B)阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起起检偏器的作用.

(C)阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起起偏器的作用.

(D)阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起检偏器的作用.

题8以概念考概念,没有情境.题9以教材演示实验为素材,紧贴教学内容,比较模型化.题10则以日常生活现象为研究对象,要求将科学原理应用于具体现象的解释,情境化程度高.

4 结论

在当前新课程不断全面走向深入的背景下,从考试评价视角准确理解课标和学考的变化有着重要的现实意义.基于课标变化思考“为什么考”“考什么”“怎么考”“怎样评”等考试评价基本问题,也是新课程理念转化为教学和考试实践的前提.在课标层面上,正确认识核心素养的整体性、发展性和阶段性尤其重要.在学考层面上,命题设计体现价值新、导向性、内容新和路径新等特点十分关键.

从考试评价理解课标和学考只是全面理解新课程的一个切面,而且考试评价自身也具有发展性.随着新课程不断深入,当前时期下课标和学考的特点会有变化,教育评价理解课标和学考的关注点和关键点也必将有变化.从考试评价理解课标和学考是长期的、变化的和不断深入的过程.

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