澳大利亞高考物理試題特點(diǎn)分析與啟示
——以近3年VCE與HSC考試為例

楊 科 張 雪 張 靜

(1. 長江大學(xué)物理與光電工程學(xué)院物理教育研究所，湖北 荊州 434023；2. 華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院，廣東 廣州 510006)

澳大利亞是一個聯(lián)邦制國家，各州的考試制度略有不同.維多利亞州被譽(yù)為澳大利亞文化教育之州，維多利亞州高中畢業(yè)教育證書(Victoria Certificate of Education，簡稱VCE)考試是該州最重要的考試項(xiàng)目.新南威爾士州被稱為“澳大利亞第一州”，其教育質(zhì)量在澳大利亞首屈一指，當(dāng)?shù)氐母咧挟厴I(yè)證書(Higher School Certificate，簡稱HSC)考試以其健全完善的考試機(jī)制而得到社會的廣泛認(rèn)可.VCE與HSC考試均相當(dāng)于我國的高考，分別由維多利亞州教育課程評估署、新南威爾士州教學(xué)委員會組織.為了解澳大利亞高考物理試題的特點(diǎn)，本文對2019—2021年VCE[1]與HSC[2]物理試題進(jìn)行分析，以期為我國高中物理學(xué)業(yè)水平考試命題提供啟示和建議.

1 高中物理課程結(jié)構(gòu)及VCE與HSC考試簡介

1.1 高中物理課程結(jié)構(gòu)

維多利亞州與新南威爾士州的高中物理課程結(jié)構(gòu)如表1.維多利亞州高中物理課程包含4個單元，每個單元下有3個學(xué)習(xí)領(lǐng)域，共計12個學(xué)習(xí)領(lǐng)域；其中單元1和2為11年級的學(xué)習(xí)內(nèi)容，單元3和4為12年級的學(xué)習(xí)內(nèi)容，每個單元至少安排50小時的課堂教學(xué)時間.[3]新南威爾士州高中物理課程分布在兩個年級，每個年級下設(shè)4個模塊，共計8個模塊；每個模塊安排30小時的課程時間，每個年級120小時的課程時間中有15小時進(jìn)行深度學(xué)習(xí).[4]

表1 高中物理課程結(jié)構(gòu)

兩地的高中物理課程均涵蓋力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和近代物理學(xué)5個主題內(nèi)容，課程內(nèi)容強(qiáng)調(diào)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解釋日常生活、科技前沿等實(shí)際問題.兩地11年級的物理課程均為一些簡單力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)內(nèi)容，而12年級包括難度較大的高級力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)及近代物理學(xué)內(nèi)容.同時實(shí)際調(diào)查被納入課程學(xué)習(xí)中，實(shí)際調(diào)查課程要求學(xué)生基于已學(xué)知識進(jìn)行科學(xué)探究活動的設(shè)計與開展.其中維多利亞州單獨(dú)設(shè)置2個學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程，新南威爾士州在每一模塊安排實(shí)際調(diào)查的具體內(nèi)容，并要求每個年級的課程時間不少于35小時.

1.2 VCE和HSC考試簡介

VCE與HSC考試通常在每年的10―11月舉行，VCE物理考試時間為2小時30分鐘，HSC物理考試時間為3小時.學(xué)生的成績主要分為兩部分：一部分來自12年級的校本評價成績，另一部分為標(biāo)準(zhǔn)化考試成績，其考試范圍均為12年級的學(xué)習(xí)內(nèi)容.VCE與HSC的校本評價成績分別占比40%和50%，標(biāo)準(zhǔn)化考試成績分別占60%和50%.VCE的校本評價成績由2部分組成，單元3的學(xué)校課程評估占21%(2020年修改為24%)，單元4的學(xué)校課程評估占19%(2020年修改為16%)；[3]HSC的校本評價成績由3部分組成，模擬統(tǒng)考成績占20%，12年級的學(xué)期測驗(yàn)成績占15%，學(xué)科特色分(如物理、化學(xué)等實(shí)驗(yàn)課的學(xué)分)占15%.[5]

2 VCE與HSC物理試題特點(diǎn)分析

2.1 VCE與HSC物理試題結(jié)構(gòu)

VCE與HSC物理試題包含兩部分(如表2)，第1部分為20個單項(xiàng)選擇題，每題1分，共20分；第2部分為問答題，其中VCE包含18～20個問答題，共110分，HSC包含14～16個問答題，共80分.

表2 VCE與HSC物理試題結(jié)構(gòu)

2.2 主題分布特點(diǎn)

根據(jù)力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、近代物理學(xué)的主題劃分對6套試題進(jìn)行統(tǒng)計(見表3).VCE與HSC物理試題以力學(xué)、電磁學(xué)和近代物理學(xué)3個主題為主，光學(xué)較少，未涉及熱學(xué)(熱學(xué)安排在11年級，不在考試范圍內(nèi))，并設(shè)置少量涉及兩個主題的綜合類試題.VCE中還有一些不屬于任一主題的其他類試題，包括科學(xué)本質(zhì)、測量等方面.例如2020年選擇題問題19檢驗(yàn)學(xué)生對“科學(xué)假設(shè)”的理解，2021年選擇題問題1利用生活中投擲飛鏢的情境來檢驗(yàn)學(xué)生對測量中精確度和準(zhǔn)確性的理解.

表3 VCE與HSC物理試題的主題分布

近3年VCE物理試題中力學(xué)、電磁學(xué)分值的平均占比均在30%以上，近代物理學(xué)分值低于力學(xué)和電磁學(xué)，其題量卻與力學(xué)和電磁學(xué)接近.HSC物理試題中近代物理學(xué)分值的平均占比最高，平均占比高于40%，其次為電磁學(xué)，平均占比為28%，而力學(xué)僅為20%.可見，VCE與HSC均重視近代物理學(xué)內(nèi)容的考查，其與近代物理學(xué)內(nèi)容占12年級內(nèi)容比重較大有關(guān).HSC中每個主題的占比相對穩(wěn)定，而VCE中每個主題的占比略有波動，如近3年力學(xué)內(nèi)容的分值占比分別為43%、33%和40%.

2.3 情境設(shè)置特點(diǎn)

將物理學(xué)科的情境分為生活實(shí)踐情境和學(xué)習(xí)探索情境兩類，其中生活實(shí)踐情境包括大自然情境、生產(chǎn)生活情境和科技前沿情境3個方面，學(xué)習(xí)探索情境包括物理學(xué)史情境、典型問題情境和科學(xué)探究情境3個方面.[6]基于該情境分類標(biāo)準(zhǔn)，將每道試題歸類到對應(yīng)情境類型中，若試題無情境則不進(jìn)行歸類，對于多個選擇題共用一個情境的只記1次，統(tǒng)計結(jié)果見表4.

表4 VCE與HSC物理試題情境分布

從表4中可知，90%以上的VCE與HSC物理試題采用文字、圖表等形式進(jìn)行情境的設(shè)置，6套試題中僅有14道試題未創(chuàng)設(shè)情境.試題的情境創(chuàng)設(shè)呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)，其中學(xué)習(xí)探索情境的數(shù)量超過生活實(shí)踐情境的兩倍.在二級指標(biāo)中，典型問題情境的數(shù)量最多，且遠(yuǎn)高于另5類情境，其次為科技前沿情境、科學(xué)探究情境和生產(chǎn)生活情境，而大自然情境和物理學(xué)史情境的數(shù)量偏少.其中科技前沿情境包括太空探索、GPS、高能粒子、核反應(yīng)與光譜分析等本地和全球科技的最新成果；科學(xué)探究情境包括學(xué)生和科學(xué)家的探究實(shí)驗(yàn)，并注重與生產(chǎn)生活的聯(lián)系，如探究車禍原理、電力傳輸、過山車、汽車懸掛系統(tǒng)等；生產(chǎn)生活情境貼近學(xué)生的實(shí)際生活，例如瑜伽、電動牙刷、揚(yáng)聲器、照明系統(tǒng)等.

2.4 核心素養(yǎng)的考核特點(diǎn)

2.4.1 注重物理觀念的理解和應(yīng)用

VCE與HSC試題后均提供了一個包含數(shù)據(jù)表、公式表的手冊，注重考查學(xué)生對物理觀念的理解與運(yùn)用.一方面，將具有共性的物理知識進(jìn)行對比，以考查學(xué)生對物理觀念內(nèi)涵的理解，如例1.另一方面，通過創(chuàng)設(shè)瑜伽、電動牙刷、照明系統(tǒng)等生產(chǎn)生活情境及太空探索等科技前沿情境來考查學(xué)生運(yùn)用物理觀念解決實(shí)際問題的能力，如例2、例3、例4、例5.

2.4.2 強(qiáng)調(diào)高階思維的考查

VCE與HSC的問答題設(shè)問多以描述、解釋、展示、說明、證明、推導(dǎo)、評估等行為動詞表述，強(qiáng)調(diào)解決問題的具體過程及注重證據(jù)的尋找和使用.其要求學(xué)生能夠在實(shí)際問題中建構(gòu)物理模型，根據(jù)已有條件對物理問題進(jìn)行綜合分析和推理，正確尋找證據(jù)展開論證，基于物理知識做出合理解釋，準(zhǔn)確表述、評估結(jié)論，從多角度思考問題，以檢驗(yàn)學(xué)生在實(shí)際問題情境中運(yùn)用抽象、分析、綜合、評價等高階思維的能力.例題的詳細(xì)分析如表5.同時借助科學(xué)探究類試題，不僅考核學(xué)生在實(shí)際探究過程中運(yùn)用抽象、分析、綜合等高階思維的能力，且凸顯高考關(guān)注實(shí)踐調(diào)查課程內(nèi)容的導(dǎo)向作用.

表5 例題及分析

續(xù)表

2.4.3 重視科學(xué)本質(zhì)和社會責(zé)任的滲透

兩試題均注重創(chuàng)設(shè)科技前沿、生產(chǎn)生活、物理學(xué)史和科學(xué)探究等情境來滲透科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.一是通過比較不同階段科學(xué)家對物理知識的認(rèn)識(玻爾、德布羅意和薛定諤對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，例5)來滲透物理知識是不斷發(fā)展的科學(xué)本質(zhì)；比較科學(xué)家采用多種研究方法來獲取物理知識(如密立根和湯姆遜確定電子性質(zhì)所采用的方法)，從而滲透物理學(xué)研究方法的多樣性.二是通過融入本地和全球科技的最新成果，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理學(xué)前沿成果；同時還注重對運(yùn)用物理知識解決個人、社會、技術(shù)、環(huán)境中問題的考查(例2、例3)，以期讓學(xué)生了解物理與技術(shù)、社會和環(huán)境(STSE)之間的關(guān)系.

2.5 采用等級評分標(biāo)準(zhǔn)

我國高考物理非選擇題部分采用按步驟給分的原則，而HSC物理試題在問答題部分采用等級評分標(biāo)準(zhǔn)，即根據(jù)學(xué)生在回答問題時的表現(xiàn)提供不同等級的評分標(biāo)準(zhǔn).如例3根據(jù)學(xué)生能否建構(gòu)汽車的運(yùn)動特征及運(yùn)動半徑與θ的表達(dá)式的推導(dǎo)將分值劃分為5個等級(見表6)，學(xué)生未能提供任何信息得0分，指出鐘擺受力情況、汽車受到恒定大小的加速度得1分，推理出汽車在做勻速圓周運(yùn)動得2分，確定汽車運(yùn)動的兩個特征并提供部分推導(dǎo)過程得3分，確定汽車運(yùn)動的兩個特征并正確推導(dǎo)r與θ的關(guān)系得4分.

表6 例3評分標(biāo)準(zhǔn)及答案

3 總結(jié)與啟示

VCE與HSC物理試題的數(shù)量多，考查范圍廣，力學(xué)、電磁學(xué)和近代物理學(xué)3個主題的內(nèi)容居多；善于創(chuàng)設(shè)多樣化的真實(shí)情境，其中學(xué)習(xí)探索情境的數(shù)量遠(yuǎn)高于生活實(shí)踐情境；重視物理學(xué)科核心素養(yǎng)各要素的測評；HSC采用等級評分標(biāo)準(zhǔn).通過總結(jié)澳大利亞VCE與HSC試題的特點(diǎn)可為我國高考命題提供以下借鑒.

3.1 創(chuàng)設(shè)多樣化的真實(shí)情境

VCE與HSC情境創(chuàng)設(shè)呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)，其中典型問題、科技前沿、科學(xué)探究和生產(chǎn)生活4方面的情境較多.近年來，我國高考物理試題同樣注重真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，[7，8]如電磁彈射系統(tǒng)、天問一號、天和核心艙、太空授課等科技前沿情境，北京冬奧會、曲轅犁和直轅犁、風(fēng)力發(fā)電等生產(chǎn)生活情境.但在科學(xué)探究和物理學(xué)史情境方面存在不足，如缺乏學(xué)生真實(shí)探究活動情境的設(shè)置；物理學(xué)史情境僅作為物理常識的考查，不涉及物理概念或規(guī)律，且近年來幾乎消失.情境作為必備知識、核心素養(yǎng)與關(guān)鍵能力等的考查載體，能夠考查學(xué)生多方面的綜合水平.因此，高考物理試題可創(chuàng)設(shè)豐富的真實(shí)情境，尤其重視學(xué)生真實(shí)探究活動情境(如2022年全國乙卷18題)、物理學(xué)史情境的設(shè)置，生產(chǎn)生活情境應(yīng)貼近學(xué)生實(shí)際生活(如例2、例3)，并挖掘電磁學(xué)、光學(xué)等主題的科技前沿情境(如2022年浙江卷21題、全國甲卷25題)，逐步實(shí)現(xiàn)高考對教學(xué)的導(dǎo)向作用，引導(dǎo)教師在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)豐富的情境來發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng).

3.2 完善物理學(xué)科核心素養(yǎng)各要素的測評

VCE與HSC涵蓋物理學(xué)科核心素養(yǎng)各要素的測評目標(biāo).隨著我國新高考改革不斷推動，高考物理命題注重物理觀念的理解和應(yīng)用，模型建構(gòu)、[7]科學(xué)推理等要素的考查，并將社會責(zé)任滲透于科技前沿情境中；但在科學(xué)論證、質(zhì)疑、創(chuàng)新、證據(jù)、交流、科學(xué)本質(zhì)等要素的測評中存在不足，且封閉性試題遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于開放性試題.新高考要求試題具有一定的開放性，開放性試題既可以檢驗(yàn)學(xué)生物理知識的掌握情況，又能夠充分考查學(xué)生合理收集證據(jù)、科學(xué)論證和表達(dá)交流的能力.我國高考物理命題可適當(dāng)增加開放性試題以加強(qiáng)科學(xué)論證、質(zhì)疑、創(chuàng)新、證據(jù)、交流等要素的考查，借助物理學(xué)史檢驗(yàn)學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識，不斷完善物理學(xué)科核心素養(yǎng)各要素的測評.

3.3 引入等級評分標(biāo)準(zhǔn)

等級評分標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行等級評定的尺度，也是進(jìn)行等級評定試題的前提和關(guān)鍵.[9]HSC物理考試采用等級評分標(biāo)準(zhǔn)，能夠從知識、能力等多方面對學(xué)生進(jìn)行有效區(qū)分.而我國高考物理均按照學(xué)生作答的步驟進(jìn)行賦分，雖容易閱卷，但未能準(zhǔn)確描述學(xué)生所達(dá)到的水平.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中依據(jù)不同水平學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)將物理學(xué)科核心素養(yǎng)各要素劃分為5級水平，[10]而高考物理試題數(shù)量有限，難以將不同水平的學(xué)生有效區(qū)分.故我國高考可嘗試將等級評分標(biāo)準(zhǔn)引入到物理試題中，將一道試題劃分為多個水平，充分利用有限的試題檢驗(yàn)學(xué)生所達(dá)到的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平，如在開放性試題中采用SOLO分類等理論進(jìn)行等級評分標(biāo)準(zhǔn)的制訂.[11]