IGCSE物理實(shí)驗(yàn)操作及筆試試題命制方式差異的分析與啟示

摘 要：物理實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng)作為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，是提高學(xué)生動(dòng)手能力和物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。通過(guò)筆試型實(shí)驗(yàn)試題考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力，是在教育資源分配不均的大環(huán)境下評(píng)估學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠行娲绞?。本文通過(guò)對(duì)比英國(guó)IGCSE物理實(shí)驗(yàn)考試中的操作及筆試兩種考查模式差異，結(jié)合課程大綱，從考查目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒖疾樘厣矫鎸?duì)比分析命題特色，啟示筆試型實(shí)驗(yàn)?zāi)芰υ囶}的命制。

關(guān)鍵詞：IGCSE；實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?；筆試；操作

我國(guó)中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋m存在區(qū)域差異，但仍以筆試型物理實(shí)驗(yàn)試題為主，初中階段僅少數(shù)省市將物理實(shí)驗(yàn)操作納入中考，且試題往往重復(fù)且單一。［1］培養(yǎng)初中生的實(shí)驗(yàn)操作能力，將為其高中階段科學(xué)探究能力素養(yǎng)的發(fā)展奠定重要基礎(chǔ)。然而，在現(xiàn)有的物理實(shí)驗(yàn)操作條件限制下，通過(guò)筆試型操作試題有效考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰︻H具挑戰(zhàn)。英國(guó)IGCSE考試的實(shí)驗(yàn)類考卷分為筆試型及操作型，由各考試中心依據(jù)考場(chǎng)條件的不同，申請(qǐng)實(shí)行相應(yīng)的考試模式。從公平角度而言，作為世界范圍內(nèi)的考試，同一時(shí)間所進(jìn)行的操作或筆試型試卷應(yīng)是對(duì)等的。本文通過(guò)對(duì)2021年春發(fā)布的物理考試筆試型及操作型實(shí)驗(yàn)試題卷的考查目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒖疾樘厣让}特色進(jìn)行分析，以期為我國(guó)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)筆試卷的試題命制提供一些啟示。

1 英國(guó)IGCSE物理實(shí)驗(yàn)考試

1.1 考試簡(jiǎn)介

IGCSE（International General Certificate of Secondary Education，國(guó)際中學(xué)教育普通證書）的物理考試共6份獨(dú)立試卷，其中卷5為實(shí)驗(yàn)操作卷，卷6為同一時(shí)間發(fā)放的對(duì)等實(shí)驗(yàn)筆試卷，被認(rèn)證的考試中心可根據(jù)自身考場(chǎng)情況任選其一。［2］實(shí)驗(yàn)考查知識(shí)點(diǎn)包含核心（Core）及拓展（Extended）。其中，選擇考查實(shí)驗(yàn)操作卷的考試中心，將在正式考試前2個(gè)月左右，收到來(lái)自IGCSE考試局的機(jī)密性文件；文件內(nèi)容是對(duì)本次實(shí)驗(yàn)考試將要準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材的詳細(xì)說(shuō)明。

1.2 實(shí)驗(yàn)操作卷與筆試卷

實(shí)驗(yàn)操作卷及實(shí)驗(yàn)筆試卷的總分分值均為40分，通常含4道試題；前3題為同一實(shí)驗(yàn)主題的實(shí)驗(yàn)操作或筆試題，最后一題為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題。兩套試卷前3題主題雖一致，但問題設(shè)置方式存在差異；最后一題為筆試型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，兩卷問題完全相同。兩卷考試時(shí)長(zhǎng)有差異，操作卷考試時(shí)長(zhǎng)為1小時(shí)15分，筆試卷考試時(shí)長(zhǎng)為1小時(shí)。

1.3 考查目標(biāo)

IGCSE物理實(shí)驗(yàn)類試題圍繞實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)、數(shù)據(jù)處理能力等方面對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行考查。具體呈現(xiàn)如下。

第一，展示選擇和安全使用儀器與材料的能力。

第二，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)探究。

第三，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、記錄觀察和測(cè)量估計(jì)。

第四，解釋評(píng)估實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果和數(shù)據(jù)。

第五，評(píng)估方法并提出可能的改進(jìn)建議。

IGCSE物理考試中的實(shí)驗(yàn)類考查雖分為筆試型和操作型，但其考查目標(biāo)完全一致。從考試公平角度而言，考試應(yīng)實(shí)現(xiàn)在不同考查模式下達(dá)到有效評(píng)估考生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ哪康?。因此，針?duì)實(shí)驗(yàn)操作能力的筆試型試題，其除應(yīng)具備與操作型試題類似的知識(shí)點(diǎn)范圍、實(shí)驗(yàn)操作能力與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力要求等基本命制特色外，還應(yīng)滿足考查實(shí)驗(yàn)觀察能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力等方面的命制要求，從而達(dá)到與實(shí)驗(yàn)操作卷一致的考查目標(biāo)。

2 英國(guó)IGCSE物理實(shí)驗(yàn)考試實(shí)驗(yàn)操作卷與筆試卷對(duì)比分析

本研究以2021年3月的英國(guó)IGCSE物理實(shí)驗(yàn)考試試卷（如表1所示）為例，對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)操作卷與筆試卷所考查的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α栴}內(nèi)容、分值、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)等方面的差異。關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作卷和筆試卷中題目一、題目二和題目三所考查的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α栴}內(nèi)容、分值、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)等方面的對(duì)比如表2、表3和表4所示。由對(duì)比表格可知，在實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ矫?，?shí)驗(yàn)操作卷與筆試卷考查了相同的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?；在考查方式上，?shí)驗(yàn)操作卷重視測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)筆試卷重視實(shí)驗(yàn)的分析和解釋；在評(píng)分細(xì)則上，實(shí)驗(yàn)操作卷對(duì)結(jié)果要求較寬松，對(duì)數(shù)據(jù)處理要求較嚴(yán)格；在題量上，實(shí)驗(yàn)筆試卷較操作卷多；在分值占比上，實(shí)驗(yàn)操作卷數(shù)據(jù)類題目占比大，實(shí)驗(yàn)筆試卷分析解釋類題目占比大。

3 實(shí)驗(yàn)操作卷與筆試卷考查特色

3.1 實(shí)驗(yàn)操作卷重視測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)筆試卷重視實(shí)驗(yàn)分析和設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)操作卷要求考生邊實(shí)驗(yàn)邊記錄數(shù)據(jù)，自主判斷操作過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的問題，對(duì)操作的準(zhǔn)確度要求高；而實(shí)驗(yàn)筆試卷只要求考生根據(jù)圖像直接讀取數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)操作卷的表格數(shù)據(jù)是空白的，學(xué)生需重復(fù)實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)；而實(shí)驗(yàn)筆試卷的測(cè)量數(shù)據(jù)已知，因此筆試卷更注重對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)、數(shù)據(jù)變化分析以及解釋建議等方面的考查。

3.2 實(shí)驗(yàn)筆試卷題量較實(shí)驗(yàn)操作卷多

在題量上，實(shí)驗(yàn)操作卷試題要求考生在有限的時(shí)間內(nèi)完成多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)測(cè)量，將耗費(fèi)較多時(shí)間，而實(shí)驗(yàn)筆試卷的大多數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)已給出。因此，考慮平衡試題分值、強(qiáng)調(diào)考試公平等因素，實(shí)驗(yàn)筆試卷的總題量多于操作卷。

對(duì)包含多個(gè)參考答案的開放性問題，比如要求列出幾個(gè)測(cè)量誤差的可能來(lái)源，實(shí)驗(yàn)筆試卷的試題評(píng)分要點(diǎn)數(shù)量較操作卷多。此外，增加的答題點(diǎn)多為考查實(shí)驗(yàn)操作技能類知識(shí)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律的描述，以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)筆試卷缺乏實(shí)際操作導(dǎo)致對(duì)數(shù)據(jù)缺乏實(shí)踐感知的遺憾。

3.3 實(shí)驗(yàn)操作卷的評(píng)分對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確性要求較寬松，對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求較嚴(yán)格

IGCSE物理實(shí)驗(yàn)卷的評(píng)分方案包含兩個(gè)原則：普適評(píng)分原則和特殊科學(xué)性評(píng)分原則。［3］實(shí)驗(yàn)筆試卷讀數(shù)問題只有唯一標(biāo)準(zhǔn)答案，一般一次讀數(shù)占一分值。而實(shí)驗(yàn)操作卷只要求答案在規(guī)定范圍內(nèi)即可，較實(shí)驗(yàn)筆試卷寬松，具有一定的開放性，部分評(píng)分要點(diǎn)不注重結(jié)果，而是重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程；評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)考生的作答內(nèi)容是否前后矛盾比較關(guān)注，對(duì)不同情況給出了不同的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于答案雖不準(zhǔn)確但與問題無(wú)關(guān)的作答不扣分。在數(shù)據(jù)的計(jì)算處理或推導(dǎo)量確定方面，實(shí)驗(yàn)操作卷的評(píng)分要求較筆試卷更細(xì)更嚴(yán)格。

3.4 實(shí)驗(yàn)操作卷數(shù)據(jù)類題目分值占比大，實(shí)驗(yàn)筆試卷分析解釋類題目分值占比大

在分值劃分上，實(shí)驗(yàn)操作卷重復(fù)測(cè)量和數(shù)據(jù)處理部分的分值高于實(shí)驗(yàn)筆試卷；而實(shí)驗(yàn)筆試卷由于對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作解釋部分上，增加了難度及題量，較實(shí)驗(yàn)操作卷占更多分值，以此達(dá)到平衡。

4 筆試型實(shí)驗(yàn)卷命制啟示

4.1 合理控制題量，增加實(shí)驗(yàn)技巧考查

我國(guó)初中物理實(shí)驗(yàn)題，注重讀數(shù)和公式計(jì)算、實(shí)驗(yàn)原理以及概念文字的考查；但讀數(shù)、公式計(jì)算等考查方式并不能考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。因此，我國(guó)初中物理實(shí)驗(yàn)題或可考慮適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)試題題量，補(bǔ)充對(duì)讀數(shù)規(guī)范、數(shù)據(jù)變化規(guī)律總結(jié)、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)解釋和改良、實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)養(yǎng)成等多方面實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?，以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)筆試試題缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)踐的考查的現(xiàn)狀。

4.2 改善評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，提高評(píng)分的開放性

我國(guó)初中物理實(shí)驗(yàn)筆試題追求評(píng)分客觀性，偏重設(shè)置統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)答案。一定程度上限制了學(xué)生思維的靈活性，容易導(dǎo)致學(xué)生死記硬背，忽視學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展和考查。［4］因此，我國(guó)初中物理實(shí)驗(yàn)題可增加一些開放性問題，如實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋型試題，或改變實(shí)驗(yàn)流程后分析結(jié)果是否改變的判斷類試題等；也可考慮對(duì)計(jì)算類實(shí)驗(yàn)題制定針對(duì)解題方法或過(guò)程的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，而不是完全依賴計(jì)算結(jié)果的正誤給分。

4.3 搭配輕重考點(diǎn)，妥善劃分分值

實(shí)驗(yàn)筆試類讀數(shù)題的難度及所耗費(fèi)時(shí)間遠(yuǎn)低于需要重復(fù)實(shí)驗(yàn)和測(cè)量的操作題。因此，對(duì)同一知識(shí)點(diǎn)考查的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)可以客觀化，如可以提高題目對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性的要求，但應(yīng)將其設(shè)置為分值較低的題目。同時(shí)，我國(guó)初中物理實(shí)驗(yàn)題可考慮增加對(duì)學(xué)生的繪制圖表展現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析推理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及時(shí)應(yīng)用、與解釋評(píng)價(jià)等實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?，并劃分相?yīng)分值。

4.4 利用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展

當(dāng)前，教師在進(jìn)行探究型物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)時(shí)，主要還是以《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中的必做實(shí)驗(yàn)為主。這些實(shí)驗(yàn)的主題、內(nèi)容、操作步驟、可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果等均已知，相應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作試題的命制對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)不利。因此，我國(guó)初中物理實(shí)驗(yàn)題的命制可考慮增加全筆試型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題，實(shí)現(xiàn)考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。［5］

5 總結(jié)

本文對(duì)英國(guó)IGCSE物理實(shí)驗(yàn)考試中的操作及筆試兩種考查模式從考查目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、考查特色三方面進(jìn)行了較為全面的對(duì)比剖析。筆者建議對(duì)于我國(guó)的物理實(shí)驗(yàn)筆試題的命制，可以將考查重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、解釋和分析上，增加此類題目的題量和分值占比。此外，可增加開放性題目并改善評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，不應(yīng)該完全依賴結(jié)果評(píng)分。

參考文獻(xiàn)

［1］周婷婷. 中考物理實(shí)驗(yàn)操作考查內(nèi)容及特點(diǎn)分析［D］. 重慶：西南大學(xué)，2012：1-56．

［2］胡金朵. 國(guó)際中等考試（IGCSE）物理學(xué)科綜合分析［D］. 南京：南京師范大學(xué)，2014：1-78．

［3］何季軍. 中考物理實(shí)驗(yàn)筆試題命制的實(shí)踐與思考［J］. 物理教師，2018，39（1）：41-43．

［4］劉曉燕，袁海泉. 江蘇中考物理實(shí)驗(yàn)題的命題趨勢(shì)分析［J］. 中學(xué)物理，2018，36（24）：35-37．

［5］姜楠，袁海泉. 英國(guó)IGCSE物理實(shí)驗(yàn)筆試特點(diǎn)分析及啟示［J］. 中學(xué)物理，2019，37（12）：7-9．