基于高考創(chuàng)新類實驗試題和評分細則的思考

摘 要：2019年全國Ⅲ卷理科綜合第22題試題表述和評分細則存在一些小瑕疵，試題文字表述不夠科學(xué)和嚴謹，評分細則重點不夠突出，實驗設(shè)計目的達成度不高.為此就試題和評分細則提出建議，以期對高考創(chuàng)新類實驗試題的命制有所裨益.

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新實驗;科學(xué)嚴謹;建議;實驗試題;評分細則

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）07-0061-03

作者簡介：鄧賢彬（1973-），男，四川資中人，本科，中學(xué)高級教師，研究方向：高中物理學(xué)科教學(xué).

縱觀近幾年高考物理實驗題，選材均來自于教材，但往往在教材的基礎(chǔ)上命制試題，通過對實驗器材、實驗方法、實驗原理等加以拓展，變成創(chuàng)新類試題，以便更有效地考查考生解決問題的能力.高考實驗題既承擔(dān)著考查考生實驗?zāi)芰Φ闹厝?，同時又肩負著引導(dǎo)考生客觀對待實驗原理、實驗過程和實驗結(jié)果的科學(xué)精神培養(yǎng)的價值導(dǎo)向功能[1].因此，試題無論如何創(chuàng)新，實驗的可行性、科學(xué)性特別是真實性是實驗創(chuàng)新的前提條件.本文以2019年高考全國Ⅲ卷理科綜合第22題為例，談?wù)剬Ω呖嘉锢韺嶒瀯?chuàng)新的理解和思考.

2019年全國Ⅲ卷理科綜合第22題是一道創(chuàng)新實驗題，試題和評卷評分細則如下.

22.（5分）甲乙兩位同學(xué)設(shè)計了利用數(shù)碼相機的連拍功能測重力加速度的實驗.實驗中，甲同學(xué)負責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負責(zé)在小球自由下落的時候拍照.已知相機每間隔0.1s拍1幅照片.

（1）若要從拍得的照片中獲取必要的信息，在此實驗中還必須使用的器材是（填正確答案標號）

A.米尺B.秒表C.光電門D.天平

（2）簡述你選擇的器材在本實驗中的使用方法（答案：將米尺豎直放置，使小球下落時盡量靠近米尺）.

（3）實驗中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，則該地的重力加速度大小為g=9.7m/s2（保留2位有效數(shù)字）.

本實驗充分體現(xiàn)命題專家的考查意圖，實驗達到了以下三個目的：一是考查考生知識的遷移能力，利用數(shù)碼相機替代打點計時器，在保證基本原理不變的前提下，在實驗器材方面加以創(chuàng)新;二是設(shè)置了一個開放性情景，考查考生如何通過自己的設(shè)計，從相同時間間隔內(nèi)拍攝的小球下落照片中測量小球下落的位移;三是考查考生處理實驗數(shù)據(jù)的能力.但筆者研究認為，本實驗的試題文字表述、評分細則和設(shè)計目的等值得商榷.

1 第（1）小題中文字表述用詞不準確，表達意思不夠清楚

“填正確答案標號”中關(guān)于標號的用詞是不準確的.標號的意義：一是指用來表示性能的數(shù)字;二是泛指標志和符號.標點符號包括標號和點號，標號包括破折號、括號、省略號、書名號、引號、連接號、間隔號、著重號、專名號等，主要標明詞語或句子的性質(zhì)和作用.選項中的A、B、C、D是用來區(qū)分備選項的字母序號.

建議：把“填正確答案標號”改成“填正確答案的字母序號”，這樣用詞準確，表述清楚.

2 第（2）小題給出的評分細則沒有突出重點和關(guān)鍵點

第（2）問的關(guān)鍵之處在于米尺必須作為背景拍入照片，而不是在以后的步驟中作為測量工具.如果米尺沒拍入照片，實驗任務(wù)將無法完成，而且在拍攝時米尺一定要豎直且保持不動.評分細則中表述的小球盡量靠近米尺和把米尺拍入照片是兩個不同概念.基于以上分析，本步驟操作成功的重點和關(guān)鍵點：一是米尺豎直固定;二是小球和米尺都要拍入照片.因而，建議本小題的評分細則改成：將米尺豎直固定，甲同學(xué)讓小球下落時盡量靠近米尺，乙同學(xué)將小球和米尺拍入照片.

3 第（3）小題給出的兩個物理量ab和ac的物理意義不清楚，量值含義不確切，是無效數(shù)據(jù)

題目給出小球在照片上的3個位置是a、b和c，那么物理量ab和ac的意義是什么？即便是約定俗成，ab和ac理解成表示兩位置間的線段長度，但ab和ac線段的長度并不是小球下落的位移.假設(shè)三張照片分別如圖1，兩同學(xué)在處理數(shù)據(jù)時一般來說有兩種擺放類型（如圖2所示，為突出關(guān)鍵點，示意圖中沒有畫出米尺）.由圖可以很直觀看出，照片無論是左右或者上下擺放，ab和ac線段的長度都不是小球在一段時間內(nèi)下落的位移.這兩個數(shù)據(jù)意義是模糊的，甚至可以說是這兩個數(shù)據(jù)沒有任何實際意義.

建議將本題的第（3）問題目表述做如下修改.

建議1：直接給出3張圖片及其擺放方式，由學(xué)生自己直接從圖中讀出a、b、c三點位置在刻度尺上的對應(yīng)數(shù)值.這樣也順便考查了考生的讀數(shù)能力.

建議2：把第（3）問題目改成“實驗中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到3個位置在米尺上對應(yīng)的刻度值，其中a點和b點對應(yīng)的刻度差值l1=24.5cm，a點和c點對應(yīng)的刻度差值l2=58.7cm，則該地的重力加速度大小為g=m/s2（保留2位有效數(shù)字）.”

4 本實驗的設(shè)計目的沒有完全達成

4.1 試題的開放性設(shè)計目的沒有完全達成

原試題設(shè)置第（2）問其目的是構(gòu)造一個開放性問題.其形式開放，但可能性不多、可操作性不強，沒有達到應(yīng)有的效果.主干題目中明確對甲乙兩名同學(xué)的實驗工作做了分工，“甲同學(xué)負責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負責(zé)在小球自由下落時拍照”，那就意味著米尺只能在此操作以前固定，此題留給考生的選擇不多.

2020年版教育部考試中心的高考試題分析（理科綜合分冊）對第（2）問的解讀原文如下（第166頁第6行）[2]：

第（2）問是一個開放性問題，考查考生如何通過自己的設(shè)計，從相同時間間隔內(nèi)拍攝的小球下落照片中測量出小球下落的位移.參考答案給出的是一個比較常用的方法，即甲同學(xué)將米尺豎直放置，然后讓小球沿米尺靠近刻度下落（小球不能遮擋米尺刻度）.（筆者認為：這一點明顯與該題題干敘述矛盾，該題題干強調(diào)甲同學(xué)負責(zé)釋放小球，說明米尺必須在此操作前豎直固定.）其他的一些方法，如考生也可以選擇讓小球沿靠近實驗室內(nèi)墻壁下落，實驗前先用米尺把小球自由下落時的路徑標好刻度.

可見命題組并沒有給出多種科學(xué)可行的實驗方案.所以本題更多的是形式（即填空形式）開放，并沒實現(xiàn)真正意義上的思維開放.

4.2 考查有效數(shù)字相關(guān)知識的目的沒有達成

高考物理學(xué)科對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ目己酥衅渲幸粭l重要內(nèi)容就是會記錄、處理實驗數(shù)據(jù).有效數(shù)字的數(shù)位保留是考查數(shù)據(jù)記錄的重要方式.本題明確要求保留2位有效數(shù)字，說明命題人把有效數(shù)字的保留作為本實驗設(shè)定的考查目標之一，下面我們看看具體的演算過程.

可見只要是正常運算，自然會得出2位有效數(shù)字的結(jié)果，根本不需要強調(diào)保留2位有效數(shù)字.試題在此處強調(diào)只保留2位有效數(shù)字，純屬多余.當(dāng)然如果試題目的是給學(xué)生設(shè)套，那就另當(dāng)別論了.鑒于本實驗原理簡單，在測量重力加速度時的誤差較大，可否將此題的要求改成：保留1位有效數(shù)字.這樣既照顧了實驗的客觀性，又能考查考生對有效數(shù)字的理解和掌握.

5 建議

基于以上分析，建議高考命題專家組在命制高考創(chuàng)新類實驗試題時注意以下幾點：

（1）務(wù)必保證創(chuàng)新實驗的可操作性、過程的真實性和數(shù)據(jù)的原始性.

高考實驗試題在考查學(xué)生能力的同時，更重要的是要引導(dǎo)考生養(yǎng)成尊重實驗過程、尊重實驗結(jié)果和客觀對待實驗數(shù)據(jù)的態(tài)度.如果實驗過程是憑空想象的，實驗結(jié)果是人為規(guī)定的，實驗數(shù)據(jù)是人為虛構(gòu)的，那么這樣臆想的創(chuàng)新實驗就沒有考的必要.建議命題專家組在命制創(chuàng)新性實驗題時一定要先做實驗，在確保實驗的可行性和科學(xué)性的前提條件下，根據(jù)真實實驗過程來命制試題，優(yōu)化測量數(shù)據(jù)，科學(xué)嚴謹?shù)乇硎鰧嶒?，這樣的創(chuàng)新試題才真正具有科學(xué)導(dǎo)向作用.

（2）高考實驗題設(shè)定的物理量意義要明確，含義要清楚.

物理是一門要求科學(xué)和嚴謹?shù)膶W(xué)科，高考試題牽涉面廣，影響巨大而深遠，作為當(dāng)下最能體現(xiàn)公平、公正的高考，需要更加精準和科學(xué)，需要專家組抱有敬畏的心理，時時在意，處處小心.

（3）評分細則應(yīng)該錘煉語言，突出重點和關(guān)鍵點，不能過于寬泛和寬容.

評分細則不只是高考閱卷的評分依據(jù)，也是考生和教師爭論或者質(zhì)疑時可資借鑒的重要參考和標準，具有極強的指導(dǎo)和導(dǎo)向作用，直接影響廣大一線教師的課堂教學(xué)，其重要意義是不言而喻的.

（4）實驗創(chuàng)新需要公平對待每一位考生，體現(xiàn)人文關(guān)懷.

2019年全國Ⅲ卷理科綜合第22題，命題的目的是考查學(xué)生知識的遷移能力，將打點計時器的作用移植給數(shù)碼相機連續(xù)拍照功能.事實上，有些學(xué)生，特別是廣大農(nóng)村學(xué)生未接觸過數(shù)碼相機，更不可能掌握數(shù)碼相機的連拍功能，估計命題專家們也大都不會.可能專家會說考生即使不知道或者不了解數(shù)碼相機，同樣也能完成該實驗.這反證了命題組如此操作，是為了目的而“精心設(shè)計”而已，實則沒有多大的實際意義.

筆者認為，高考實驗無論如何創(chuàng)新，都應(yīng)該回歸到對真實、可操作的實驗本身的考查，即對實驗原理、實驗方法、實驗器材、實驗過程、實驗條件、實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果進行考查，在開啟學(xué)生智慧、培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和提高學(xué)生解決問題能力的導(dǎo)向上狠下功夫，這才是實驗創(chuàng)新唯一的正途.

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]教育部考試中心.高考試題分析（理科綜合分冊）（2020年版）[M].北京：高等教育出版社，2020.

（收稿日期：2021-01-21）