初中物理學(xué)業(yè)水平評價(jià)的案例分析

史獻(xiàn)計(jì)

(南京化學(xué)工業(yè)園區(qū)教研室 江蘇 南京 210044)

許 志

(南京市教研室 江蘇 南京 210018)

義務(wù)教育階段的物理課程把學(xué)業(yè)水平評價(jià)定位在“促進(jìn)學(xué)生發(fā)展方面的作用，不強(qiáng)調(diào)評價(jià)的甄別與選拔的功能”[1].物理教學(xué)“要讓學(xué)生學(xué)習(xí)初步的物理知識與技能，經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，受到科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的熏陶；是以提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展為主要目標(biāo)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程”[1].因此，物理學(xué)業(yè)水平評價(jià)的建立符合基于素質(zhì)教育思想的評價(jià)與考試體系,是課程改革的重要內(nèi)容.文章以南京市2011年中考物理一道試題為案例談初中物理學(xué)業(yè)水平評價(jià)的設(shè)計(jì)及其策略.

1 案例呈現(xiàn)

【題目】[2]小明根據(jù)所學(xué)過的電學(xué)知識，想設(shè)計(jì)一個(gè)汽車超載自動報(bào)警電路．他查閱了相關(guān)資料,了解到壓敏電阻是阻值隨壓力變化而變化的元件，并了解到壓敏電阻在生活中的一種應(yīng)用——壓力傳感器．壓力傳感器受到的壓力越大，輸出的電壓就越大．用它可以稱汽車的重量．某壓力傳感器輸出電壓與壓力的關(guān)系如表1.

表1 壓力傳感器輸出電壓與壓力的關(guān)系

小明利用該壓力傳感器和電阻箱R′(最大電阻999.9 Ω)及部分其他器材設(shè)計(jì)了圖1所示的電路.閉合開關(guān)S，當(dāng)線圈中電流大于或等于20 mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合．已知繼電器線圈的電阻為25 Ω，繼電器電路的電源電壓由傳感器的輸出電壓U提供(假設(shè)U不受繼電器電路影響)．

圖1

(1)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，請?jiān)诮o定的坐標(biāo)系(圖略)中描繪出壓力傳感器的輸出電壓隨壓力變化的圖像；

(2)當(dāng)壓力增加到一定程度時(shí)，電鈴報(bào)警，說明汽車超載，則圖1中電鈴應(yīng)接在______(選填“A，B”或“C，D”)兩端；

(3)小明希望壓力大于或等于2.4×105N時(shí)，啟動報(bào)警系統(tǒng)，則電阻箱R′ 的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到多大？

(4)要使該裝置報(bào)警，汽車的最小重力為多少？

2 分析與評估

第 (1)問要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪傳感器輸出電壓U隨壓力F變化的圖線，主要評價(jià)學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本技能.試題要求學(xué)生能夠?qū)⒈砀駭?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形“語言”(知識與技能維度).在這個(gè)過程中評價(jià)學(xué)生的基本物理素養(yǎng)是在描繪圖線時(shí)，會用直線擬合的方式連接各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，要求做到，所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，對于偏離直線較大的點(diǎn)要舍棄(本題不需要這個(gè)步驟).學(xué)生解答的典型錯誤有，只畫點(diǎn)不連線、用虛線連接、用折線連接、任意擴(kuò)大范圍(將圖線任意延長)等.這些現(xiàn)象表明學(xué)生未能達(dá)到測試評價(jià)的目標(biāo)；說明了學(xué)生將獲取的信息從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)狀態(tài)的過程中，不理解相應(yīng)表述系統(tǒng)的特征；也間接地反映了部分教師在教學(xué)中存在強(qiáng)烈的應(yīng)試思想.

如果第 (1)問只提供坐標(biāo)紙，而不提供相應(yīng)的坐標(biāo)軸和刻度劃分，那么，將能更深層次地評價(jià)學(xué)生的思維狀態(tài)和審美觀點(diǎn)(可能增加了難度，但評價(jià)內(nèi)涵更豐富了).首先是坐標(biāo)軸選擇問題，試題要求學(xué)生“描繪出壓力傳感器的輸出電壓隨壓力變化的圖像”，表明了很清晰的因果關(guān)系，通常橫軸表示自變量，縱軸表示因變量.如果學(xué)生在作答時(shí)選擇錯誤，表明學(xué)生可能存在著不知道試題所表達(dá)的因果關(guān)系信息，或者是不理解數(shù)學(xué)函數(shù)圖像的表述方式.其次，刻度的劃分要求使圖線盡量分布在坐標(biāo)紙的中央部位，一是為了美觀，二是為了更方便地尋找對應(yīng)的物理規(guī)律.

第 (2)問是電路操作性連接，主要評價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能.評價(jià)學(xué)生的物理素養(yǎng)主要包括電路圖的識別,電磁繼電器的使用方法,常開開關(guān)和常閉開關(guān)的使用等.從心理暗示角度來講，評價(jià)者期望學(xué)生接收到“遵守規(guī)則”不要“超載”的心理暗示信息.第 (3)、(4) 問也有這種暗示.也許感知這種信息的學(xué)生并不太多，若感知到這種信息的學(xué)生比例較高，則評價(jià)者就會感到欣慰.

第 (3) 問是物理知識與數(shù)學(xué)知識應(yīng)用的評價(jià).由圖像可知，當(dāng)壓力為2.4×105N時(shí)，U為2 V，則根據(jù)部分電路歐姆定律

代入數(shù)據(jù)有

R= 100 Ω

電阻箱的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)值為

R′ =R-R繼

代入數(shù)據(jù)有

R′=75 Ω

評價(jià)學(xué)生的素養(yǎng)包括能夠正確使用所畫的實(shí)驗(yàn)圖線，會從圖中找出解決問題的信息，并對信息進(jìn)行加工，形成解決問題的方案與策略；正確運(yùn)用正比例關(guān)系尋找到報(bào)警壓力下傳感器的電壓輸出閾值為U= 2 V；準(zhǔn)確理解非教材常規(guī)電路圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，判斷出電路連接方式，為解決問題選擇規(guī)律提供依據(jù)等.

評價(jià)者設(shè)計(jì)該問的深層次評價(jià)要素是，由題設(shè)條件“當(dāng)線圈中電流大于或等于20 mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合”，有

解得

R′ ≤ 75 Ω

由問題要求“希望壓力大于或等于2.4×105N時(shí)，啟動報(bào)警系統(tǒng)”，可知

式中k為圖線斜率，解得

R′ ≥ 75 Ω

綜合不等式的解可知

R′ =75 Ω

這就是評價(jià)者設(shè)計(jì)“電阻箱R′ 的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到多大”的隱含數(shù)學(xué)知識目的.考慮到初中學(xué)生數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)的層次性和不完整性，評價(jià)者未要求學(xué)生從這個(gè)層面上進(jìn)行解答，而要求學(xué)生回答“電阻箱R′ 的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到多大”，準(zhǔn)確地評價(jià)了學(xué)生現(xiàn)有學(xué)業(yè)素養(yǎng)層次水平.

在解答過程中，有些學(xué)生得出R′ ≤ 75 Ω，也有些學(xué)生得出R′ ≥ 75 Ω的結(jié)論，這部分學(xué)生倒是比較“會思考”的學(xué)生，然而，由于試題評價(jià)對數(shù)學(xué)知識要求較高，使得學(xué)生的思維陷入了片面性的境地；同時(shí)，也可以發(fā)現(xiàn)這部分學(xué)生解答問題時(shí)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，顯示了他們的創(chuàng)造潛能，這就是需要在平時(shí)教學(xué)中為學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展提供相應(yīng)的策略性支持.教師在教學(xué)中，既需要從知識與技能角度促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平的提升，又需要從過程與方法角度讓學(xué)生體驗(yàn)知識的形成過程、問題的解決過程等，使學(xué)生在這個(gè)過程中獲得對物理研究方法、解決問題方法的認(rèn)知，形成物理素養(yǎng)，把學(xué)生物理素養(yǎng)的培養(yǎng)落實(shí)在具體的教學(xué)實(shí)踐活動中，而非形式化、標(biāo)簽化的表面現(xiàn)象.

第 (4)問求“要使該裝置報(bào)警，汽車的最小重力為多少”的條件是傳感器電壓輸出取最小值.根據(jù)歐姆定律U=IR可知，I與R都最小，則輸出電壓U必最小.由題設(shè)可知，最小電流Imin= 20 mA，最小電阻Rmin=R繼= 25 Ω，則Umin= 0.5 V，由圖像可知，此電壓下的壓力為0.6×105N，則汽車的最小重力為0.6×105N.

3 評價(jià)試題設(shè)計(jì)策略探討

本案例以實(shí)際問題為背景，現(xiàn)代科技為載體來評價(jià)初中學(xué)生對歐姆定律和電路連接等物理知識的理解程度；評價(jià)學(xué)生對圖像、正比例函數(shù)等數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用能力；評價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能水平的高低.試題避免了學(xué)生死記教科書中的條文，也不在概念的嚴(yán)密性上做文章，沒有要求學(xué)生進(jìn)行煩瑣的數(shù)學(xué)計(jì)算，而是以真實(shí)物理情境喚起學(xué)生知識應(yīng)用的真實(shí)情感，讓學(xué)生能夠充分運(yùn)用所學(xué)知識與掌握的物理方法創(chuàng)造性地解決問題.在過程與方法的評價(jià)中，試題評價(jià)學(xué)生的觀察能力、收集信息和處理信息的能力.試題也了解了學(xué)生發(fā)展需求，使每一個(gè)學(xué)生通過評價(jià)都能看到自己在發(fā)展中的長處，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的信心.基于這種實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為學(xué)業(yè)水平評價(jià)設(shè)計(jì)的基本策略應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個(gè)層面.

3.1 實(shí)現(xiàn)由課程標(biāo)準(zhǔn)向?qū)W業(yè)水平評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換

課程標(biāo)準(zhǔn)的理念是初中物理學(xué)業(yè)評價(jià)設(shè)計(jì)的價(jià)值準(zhǔn)則，然而，課程標(biāo)準(zhǔn)作為準(zhǔn)則需要教師對其進(jìn)行學(xué)習(xí)與理解，并將其轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，才能對學(xué)生實(shí)施相應(yīng)的評價(jià).

例如，課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于“物質(zhì)的屬性”內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，可以通過“分解”的方式進(jìn)行.為了方便用表2呈現(xiàn)如下.

表2 “物質(zhì)的屬性”評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

在具體設(shè)計(jì)相應(yīng)的評價(jià)習(xí)題時(shí)，可以從試卷總體要求來設(shè)計(jì)考查內(nèi)容的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn).比如，試卷其他試題難度較小時(shí)，可以在評價(jià)“密度”知識時(shí)，分析、評價(jià)、創(chuàng)造維度上做“文章”.如果對“密度”概念評價(jià)目標(biāo)定位在“記憶”與“保持”級別的評價(jià)，盡量不要出“水的密度是______kg/m3，其物理意義是______”之類的試題，因?yàn)檫@種純機(jī)械記憶對學(xué)習(xí)能力的提高的貢獻(xiàn)是相當(dāng)弱的.在設(shè)計(jì)試題時(shí)，可以通過事實(shí)再認(rèn)識與辨別的方式來設(shè)計(jì)，例如，設(shè)計(jì)讓學(xué)生用自己的話語來界定密度、識別物質(zhì)密度大小等試題，像“鐵比棉花重”的含義是______.

3.2 實(shí)現(xiàn)由教材向?qū)W業(yè)水平評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換

教材是教師進(jìn)行教學(xué)的資源之一，教師依據(jù)教材組織教學(xué)，讓學(xué)生從教材中學(xué)到基本的物理知識.在這個(gè)過程中，教師要讓學(xué)生經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)、猜想、證明等物理學(xué)習(xí)活動，從而，讓學(xué)生體驗(yàn)提出問題、收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、作出預(yù)測和決策的過程；讓學(xué)生形成將實(shí)際問題抽象為物理問題的能力；養(yǎng)成用物理語言、符號等來描述現(xiàn)實(shí)世界的基本物理素養(yǎng).評價(jià)者要了解學(xué)生的基本物理素養(yǎng)，就需要實(shí)現(xiàn)由教材向?qū)W業(yè)水平評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換.

例如，義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書9年級下冊第38頁[3],“探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場”內(nèi)容，在2011年南京市中考中，命題者命制的試題是：圖2所示是奧斯特實(shí)驗(yàn)的示意圖．實(shí)驗(yàn)結(jié)論是通電導(dǎo)線周圍存在______，支持此結(jié)論的現(xiàn)象是______．如果移走小磁針，該結(jié)論______(選填“成立”或“不成立”)．

圖2 奧斯特實(shí)驗(yàn)示意圖

從知識維度上看，這是對事實(shí)性知識進(jìn)行理解性評價(jià)；在技能維度上則要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評估，通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述找到支持實(shí)驗(yàn)結(jié)論的概念性判斷，最后，再進(jìn)行基于事實(shí)分析的理性判斷.顯然，這是依據(jù)布盧姆目標(biāo)分類的方式來設(shè)計(jì)評價(jià)測試題的[4].

3.3 實(shí)現(xiàn)由知識水平評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)向?qū)W業(yè)水平評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換

知識水平的評價(jià)是以考查學(xué)生知識掌握程度為主要考查方式的評價(jià)形式；學(xué)業(yè)水平評價(jià)是以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展作為評價(jià)價(jià)值導(dǎo)向的，在這個(gè)指導(dǎo)思想之下的評價(jià)是以考查學(xué)生物理素養(yǎng)作為主要考核內(nèi)容.誠然，考核學(xué)生物理素養(yǎng)離不開物理知識，必須以物理知識為載體，然而，作為評價(jià)試題的設(shè)計(jì)卻有著本質(zhì)的區(qū)別.例如，以“凸透鏡成像規(guī)律”知識作為載體，設(shè)計(jì)學(xué)業(yè)水平評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)層次的試題，需要避免一些繁雜的計(jì)算來考查學(xué)生，而應(yīng)當(dāng)從觀察、實(shí)驗(yàn)、評估與創(chuàng)造等角度進(jìn)行設(shè)計(jì).如江蘇省2009年的一道中考試題.

如圖3所示，小剛將盛滿水的圓柱形透明玻璃杯貼近書本，透過玻璃杯觀看書上的鸚鵡圖片(圓圈中的鸚鵡圖與書本中的鸚鵡圖實(shí)際大小相等)，他所看到的虛像可能是______.

圖3

該試題表面是評價(jià)“凸透鏡成像規(guī)律”知識點(diǎn)的掌握情況，但其深層次評價(jià)的是學(xué)生基本物理素養(yǎng)，即利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察與驗(yàn)證.在考場上，學(xué)生如果拿礦泉水進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)與觀察，恐怕比利用“凸透鏡成像規(guī)律”“推出”答案來得容易與準(zhǔn)確得多.這是一個(gè)指導(dǎo)思想問題，學(xué)生在學(xué)習(xí)了物理之后，如果還是機(jī)械地解決問題，這就值得物理教育工作者深思了.物理教學(xué)過程中要通過知識的傳授促進(jìn)知識的擴(kuò)散與遷移；要通過物理研究方法與思維方法的滲透使學(xué)生的“方法體系”得到升華.

綜上所述，初中物理學(xué)業(yè)水平評價(jià)應(yīng)在“促進(jìn)學(xué)生發(fā)展”的價(jià)值觀指導(dǎo)下，運(yùn)用“轉(zhuǎn)換”的技術(shù)手段命制相應(yīng)的評價(jià)試題，讓教育教學(xué)評價(jià)水平和效度得到進(jìn)一步提高.

參考文獻(xiàn)

1 中華人民共和國教育部．全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)．北京：人民教育出版社，2003

2 南京市中考試題及評分標(biāo)準(zhǔn)編寫組．2011年南京中考試題及評分標(biāo)準(zhǔn)．南京：南京師范大學(xué)出版社，2011.37

3 劉炳升．義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理(9年級下冊)．南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2005.38

4 (英)羅伯遜(Robertson.S.L)著.張奇,等譯．問題解決心理學(xué)．北京：中國輕工業(yè)出版社，2004.9