黃天君 王 明 楊鵬騰

(鹽亭縣教育研究室 四川 綿陽 621600)

中考對科學探究活動的考查，涉及8個方面：發(fā)現問題，能完整、準確、科學地表述這些問題；嘗試根據一定的知識和經驗對問題的成因提出假設，對科學探究的方向和實驗結果進行預測；明確探究的目的和已有條件，經歷制定計劃和設計實驗的過程，嘗試選擇探究方法及器材，有控制變量的初步意識；能收集數據和資料，嘗試評估信息的科學性，會閱讀說明書，能按說明操作，會使用簡單的實驗儀器，能準確記錄實驗數據，具有安全操作的意識；能描述實驗數據，能對信息進行比較，能進行簡單的因果推理，嘗試對探究結果進行描述和解釋；有評估意識，能注意假設與結果間的差異，注意未解決的矛盾，發(fā)現新問題，改進探究方案，有從評估中吸取經驗教訓的意識；能寫探究報告，有準確表達觀點的意識，注意既堅持原則又尊重他人，能思考別人的意見，改進探究方案，有團隊精神；認識科學探究中各要素的重要性和關聯性.

物理實驗操作考試作為中考物理的組成部分，既要符合課標的上述要求，又必須考慮操作考試在實施層面的特殊性，著眼于學生的基本技能、科學素養(yǎng)和實踐能力等方面.所以上述要求的考察，不可能也無必要面面俱到.

1 試題研究綜述

四川省理科實驗操作考試內容在省教育廳統一命制的考題范圍內選擇，主要考核學生應知應會的實驗操作基本技能、常規(guī)實驗基本原理、學生科學素養(yǎng)和實踐能力.

(1)物理課程標準(2011版)列出了學生必做的20個實驗：6個基本測量工具的使用；4個重要物理量的測量(間接測量)；10個探究型實驗(探究一個因素與多因素有關，探究物理規(guī)律、特點).我們將近年四川省教育廳統一命制的物理實驗操作考試試題與之比對，發(fā)現有6個實驗(測量物體運動的速度、探究浮力大小與哪些因素有關、探究水沸騰時溫度變化的特點、探究光的反射規(guī)律、探究通電螺線管外部磁場的方向、探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件)尚未被四川省列為考試內容，這些內容基本都具有涉及因素較多、過程相對復雜、器材準備麻煩等特點；那些被列入的內容中，也有部分考試題只是取了原學生實驗的某一部分而非全部.由此可見，四川省的操作考試比課程標準對學生實驗的要求，有意降低了難度.

(2)2016年以前，考試題實行10選8(注：在事先公布的10套實驗操作練習題中抽取8套作為正式考試題，下同)，2016—2018年，實行16選8，2019年實行20選8.練習題量的增加，擴大了考試題在練習題中的選擇面，使學校教師“押題”的難度逐年上升.

(3)統計2016—2019年這4年綿陽市實驗操作考試試題的使用情況：有2個實驗考了3次；有11個實驗考了2次；有4個實驗考了1次.

2 兩例“高頻考題”的縱向比較研究

“用刻度尺測量長度”和“探究凸透鏡成像的特點”這兩個實驗，在綿陽市2016年以來的4次物理實驗操作考試中，有3次被選(抽)中為考題，是名副其實的“高頻考題”.對同一“高頻考題”進行不同年份的縱向對比，觀察其演進脈絡，分析其改變思路，跟蹤試題設計者的思維走向，為進一步探索實驗操作考試試題的命制方法奠定相應基礎.

案例1：用刻度尺測量長度

這是一個“基本工具使用型”實驗.2016年及以后年份與之前(2015年)對比，其變化主要體現在：

(1)“實驗目的”的表述上.增加了“正確記錄測量結果；練習估測到分度值的下一位.”這樣，目的更明確、具體.

(2)“實驗器材”的安排上.①將原來的“壹元硬幣一枚”變?yōu)榱恕坝矌拧保虎趯⒃瓉淼摹凹s30 cm長導線一根”變?yōu)榱恕凹s30 cm長細銅絲”.前者少了“壹元”的限制，使測量對象的規(guī)格更加豐富多元，測量結果也就會呈現多樣性.后者將“導線”變?yōu)椤凹氥~絲”，使尺寸更統一，纏繞排列能更緊密，測量結果的可靠性更好.

(3)“實驗記錄”的設置上.①增加了“零刻度線是否磨損”的觀察記錄要求；②記錄數據指定了單位“mm”.前者將“零刻度線是否磨損”作為明確的觀察要求，是落實實驗要求的具體體現；2019年更是將所填內容限定在“有”或“無”的選擇上，雖則使評分更準確統一，但也更像紙筆考試的要求，“實驗味道”自然也就淡了不少.后者限定單位的好處是，讓數據較為統一，小數點后位數一致(2019年的考題中就有關于“有效數值”的要求)，便于判分.但是，實驗記錄的數據本身就應包含數值和單位兩部分，若將單位予以指定，學生只需填數即可，無需考慮單位問題，長此下去，極易形成解題不帶單位的不良習慣.書面檢測時，學生在填空類題目的解答中，單位“帶，還是不帶”之所以一而再地成為問題，就是單位問題在物理學習中被弱化的旁證,這對于培養(yǎng)學生嚴謹的實驗素養(yǎng)是不利的.

(4)“評分標準”中“給分點”的確定上.在“用刻度尺測物理課本的長和寬”這一操作中，將“刻度尺的零刻線或某一整數刻度線與課本長(短)邊的一端對齊，然后觀察另一端所對的刻度線，讀數時視線與尺面垂直”的操作要求進一步細化為“放”與“看”，將此步操作的賦分值“1分”分解為兩個“0.5分”分別賦與這兩個“給分點”.同樣，在“用刻度尺和三角板測硬幣的直徑”這一操作中，也將測量過程細分為了“測量”和“讀數”而分別賦分；在“測細銅絲直徑”的操作中也將“測線圈長度”和“圈數”分別賦分.這些微調和改變，細化了評分要素，在一定程度上使評分更為科學合理.

案例2：探究凸透鏡成像的特點

這是一個“探究型”實驗.此題的改變，主要發(fā)生在2019年，其主要變動情況反映在：

(1)“實驗操作要求”的表述上.①在“猜想與假設”環(huán)節(jié)：以前的實驗屬于“以物距定像”，2019年的實驗則是“以像求物距”.這一改變與“實驗目的”才真正匹配.即便這樣，這種“為猜想而猜想”的“猜想與假設”在實驗操作的考察中，有多少實在意義？②在“設計并進行實驗”環(huán)節(jié)：2019年改以前的“……再移動光屏直到光屏上成倒立、放大、清晰的實像為止，記下此時對應的物距u”為“……再移動光屏直到光屏上成清晰的實像時為止，記下此時對應的物距u及成像特點”.“以像求物距”是本實驗的核心所在，無論改變前后都基本能達成這一目標，變動后的要求增加了對成像特點的觀察記錄，“實驗味道”變濃，但難度略有增大.

(2)“實驗結論”的要求上.以前的實驗是給定選項做選擇性填空，2019年的實驗則取消了這些選項，給學生的自由發(fā)揮提供了一定的空間.

(3)《評分表》的部分項目設置上.①2019年在“記錄凸透鏡的焦距大小”一步中，特別強調了“注意帶上單位”并且給予了0.5分的賦分值支持(同樣，在接下來的“找像”與“求物距”操作中，記錄物距也強調了“要帶單位”，給“成像特點”的觀察也分配了相應的分值).②在“反思拓展”欄目，從2016年開始取消了“當u

綜上，這些年的實驗操作考試，無論是試題還是評分標準都在不斷的微調變化中.這些調整，一方面使評分這一環(huán)節(jié)更易操作，考試結果(分數)也更準確，規(guī)范性更好.但是，這些“細化”的微調，更加趨近于紙筆考試的形式而失去了實驗的獨特味道，并且通過考前訓練(或平時實驗教學)這根指揮棒，不可避免地會傳導到師生的實驗活動中，影響師生的實驗認知，有可能成為學生創(chuàng)造性思維的“滅火劑”.從這個意義上講，在初中物理操作考試試題中，對考試過程做太過細化的要求，也未必就一定是好事，把握好“細化”與“粗略”間的平衡，可能是試題設計時必須予以重視的問題.

3 核心素養(yǎng)視角下的物理實驗操作試題設計探索

物理學科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”4個方面，這4個方面，既相對獨立又彼此關聯.物理實驗是探究物質世界和進行物理學習的重要方式，是落實物理學科核心素養(yǎng)的重要方面.初中物理實驗操作考試，作為初中階段物理學習成果檢測的手段之一，理應對核心素養(yǎng)做出必要的響應；在其試題設計編制中，“科學探究”與“科學態(tài)度與責任”這兩方面尤其值得重視.

做任何實驗，實驗目的是第一重要的.它既是討論實驗設計問題的起點，也是實驗應該達成的目標；無論實驗器材的選取、實驗過程的設計，還是實驗結論的得出，都必須緊緊圍繞實驗目的進行.我們以上述兩個實驗的“2019版”為例，從核心素養(yǎng)的視角，探討改進之策.

實驗1：用刻度尺測量長度

這是一個基礎而重要的實驗.許多物理量的測量最終都可以間接地轉化為長度的測量，所以，長度測量是一切測量的基礎.

(1)首先看“實驗目的”：練習正確使用毫米刻度尺測量長度，正確記錄測量結果； 練習估測到分度值的下一位.概括起來就是“測量、估讀、記錄”.

(2)再看“實驗過程”：完成3個對象(課本的長寬、硬幣的直徑、細銅絲的直徑)的長度測量.從測量方法看，有直接測量，有間接測量；在間接測量中，又涉及“工具組合”和“累積法”等手段.這3個測量對象的確定，頗具匠心.

(3)這是一個關于測量工具使用練習的實驗，對“科學探究”的體現不足是顯而易見的，但在“操作過程”和“器材整理”等環(huán)節(jié)，“科學態(tài)度與責任”能得到較為充分的體現.

(4)改進建議：

①提供足夠種類的器材(不局限于本實驗所需)，以考察學生對測量工具的“恰當選用”；

②測量過程只提需要達到的目的，而不進行具體細致的“測量指導”，以考察學生真實的實驗水平能力；

③3個測量對象的規(guī)格不固定，避免學生通過記憶實驗數據完成報告的“假實驗”；

④設計實驗題單“記錄數據”欄目時，所填數據的空格后面不事先給出單位，讓學生數值和單位一起填入，以便養(yǎng)成“物理量測量值的記錄一定是數值和單位相統一”的好習慣.

實驗2：探究凸透鏡成像的特點

物體通過凸透鏡的成像情況(大小、虛實、正倒)，隨物體與凸透鏡的距離(物距)變化而變化.以定性和定量相結合的方法，探究動態(tài)變化的各要素間彼此聯系的規(guī)律，是一件引人入勝的事情.通過這樣的探究活動，能很好地體現“科學探究”“科學態(tài)度與責任”等核心素養(yǎng).

(1)先看“實驗目的”：探究凸透鏡成放大和縮小實像與物距的關系.這是典型的“由果索因”.

(2)對實驗過程的改進建議：

①題單中的“猜想與假設”純粹就是個擺設，其呈現形式與紙筆考試無異，可廢除(如果一定要保留，也要以“蠟燭通過凸透鏡的成像情況，可能與______有關”這樣的句式，而不能像題單中那樣用具體、清晰、確定的形式進行表達，不然，還是“猜想與假設”嗎？)；

②在做好實驗準備工作的情況下，先讓學生自己在光屏上得到一個“放大的像”(注意：這個像必須是清晰的，才能說明光屏位置就是像的位置)，測量出物距并做記錄；然后讓學生想辦法使光屏上的像“變小”，同時觀察物距的變化趨勢，再次測出物距并記錄在案；在引導學生將物距與透鏡焦距和二倍焦距進行比較的情況下，做出自己的結論.

(3)對《評分表》所應關注問題的建議：實驗題單是反映考生實驗過程主要內容的重要載體(在沒有錄像存證時還是唯一載體)，《評分表》是監(jiān)考員用于給所監(jiān)考學生進行操作考試成績評定的標準，最被人關注的就是“給分點”.本實驗中，操作步驟、操作過程、實驗態(tài)度、實驗能力(規(guī)范性)、結果表達等應為重點關注方面.特別應引為注意的是：本實驗的操作過程是“由果索因”，而結果表達則應是“由因達果”；要達至此二者的自如匹配，必須對本實驗有較為深刻的認識和理解才行.

總之，由于紙筆考試在平時被大量使用，其影響已深入人心.即使是實驗內容的問題，一旦進入紙筆考試，其形式也必然是“寫寫填填”.如果在操作考試中為求“準確給分”而過多地采用紙筆考試的形式，學生在已經排定的“實驗步驟”下按部就班地“做”，在懵懵懂懂中“完成”實驗，最終成為一個缺乏對自己操作行為進行主動思考的“操作傀儡”.這樣的操作考試，正在背離“考核學生應知應會的實驗操作基本技能、常規(guī)實驗基本原理、學生科學素養(yǎng)和實踐能力.”這些最本真的要求，既不能考查出學生真正的實驗水平，還會對實驗教學方向帶來不良誘導，是對紙筆考試無原則的諂媚，是一個需要警惕的發(fā)展趨勢.