借鑒NAEP命題流程的初中物理實驗試題編制①

丁格曼 張軍朋

(華南師范大學物理與電信工程學院，廣東 廣州 510631)

美國教育進步評估(NAEP)科學框架從科學內容和科學實踐兩方面評價學生的科學素養與學業成就，二者是科學評價的基礎，相輔相成，不可分割。在科學實踐方面，NAEP框架將科學能力測試分為4個維度：明確科學原理、運用科學原理、運用科學探究、進行技術設計，并且將科學實踐的評價能力維度與學生的認知需求相聯系。

1 NAEP試題編制一般流程

NAEP試題的編制涉及“科學內容”和“科學實踐”等維度，測評者首先需要考慮學生的表現期望，表現期望由科學內容和科學實踐共同決定。隨后以表現期望為中心編制評價試題，進而引發學生對試題相應的反應。再根據學生的反應，判斷學生在科學領域中的具體掌握情況。從2015年NAEP試題樣冊中各年級科學測評實踐能力的不同要求，可以發現隨著年齡的增長，框架逐步側重“運用科學原理”的要求，運用科學原理來分析和解決生活實際問題的能力逐漸受到重視。

2 初中物理實驗試題編制一般流程

借鑒NAEP的一般命題流程，參考雷新勇(2006)命題與評價的要求，總結出初中物理實驗考試試題編制的一般流程(圖1)。

圖1

確定實驗考試中學生的表現要求是試題編制的前提，表現要求可以根據課程標準的行為目標和課程內容來確定。結合課程標準的說明，參考NAEP科學實踐的能力水平進行分類，總結、概括實驗考試在實驗能力水平方面的具體要求，再結合課程內容和能力水平制定學生的表現要求，選擇合適的試題類型編制試題。最后，根據學生的回答，解釋學生達到的能力表現水平。

3 初中物理實驗試題命制分析

通過對《課程標準》、廣東省《考試說明》、人教版教材等材料的分析，筆者對初中物理實驗考試的測量目標、行為目標、考試的內容領域等做了梳理。

3.1 初中物理實驗考試的測量目標

測量目標屬于理論層面，一般是抽象的、不可直接測量的，是對考試的總體解釋。測量時，目標來源于課程標準，需選擇能在特定考試環境中可測的內容。因此依據課程標準的課程目標，將其從基本儀器和技能、實驗過程和方法等方面提出初中物理實驗考試的測量目標：(1)基本儀器和技能：基本儀器的選擇和使用，提出問題，觀察實驗現象，記錄和處理數據，描述實驗結果；(2)實驗過程和方法：明確實驗目的、實驗步驟，掌握實驗方法，進行信息收集和處理，歸納得出結論，解釋論證。

3.2 初中物理實驗考試中行為目標的確定

行為目標一般可以從課程標準的分目標來確定，關于物理實驗分目標的說明體現在課程標準關于科學探究的說明中。本文借鑒NAEP關于科學實踐的維度分類，將實驗探究的行為目標按照能力水平要求分為“識別實驗原理”“運用實驗原理”“進行實驗探究”等三個維度。如表1所示，結合NAEP科學實踐能力的具體行為要求和課程標準中科學探究要素的基本要求，給出初中物理實驗考試的行為目標，即從能力角度分析學生在實驗儀器、實驗目的和方法、實驗過程、實驗結論等方面應達到的具體要求。

表1

3.3 初中物理實驗考試內容范圍的確定

在確定考試的考查內容范圍時，首先要抽取課程標準在三級主題中用“通過實驗”“探究”“練習”“使用”等表述的內容，參考考試大綱中關于“科學探究”“操作”等內容和初中物理教材的實驗內容，將實驗內容分為基本儀器的使用和測量性實驗、探究性實驗，由此確定初中物理實驗的考查范圍(表2)。

表2

實驗考試的方式主要有筆試和操作考試，二者考查內容應有所區別和側重。如在基本儀器的使用方面，筆試能考查的主要是基本儀器的讀數以及電學中電路實物圖的畫線連接。而在操作考試中，基本儀器的使用的考查內容將會很豐富，即使筆試練習得再充分，學生面對真實儀器時實際的讀數也不一定正確，在操作考試中對真實的儀器讀數和規范操作提出了具體要求。

3.4 試題編制示例

以筆試為例，選擇“水沸騰實驗”作為考查內容，結合行為目標的界定，其表現水平如表3所示。

表3

考查學生“運用實驗原理”時，以表3中P2和E2的表現水平來組合編制試題，P2采用選擇題讓學生做出預測，E2采用說明題讓學生解釋原因。

編制的試題如下：某同學在某地做“探究水沸騰實驗”，裝置如圖2所示，加熱一段時間后，燒杯內的水翻騰，有大量的氣泡上升、變大，到水面時破裂，此時溫度計的示數為96℃。

圖2

(1)如果繼續加熱，溫度計的示數會發生什么變化？( )

A.溫度計示數保持不變

B.溫度計示數變大，一直上升到100℃才保持不變

(2)結合實驗結果，解釋你選擇的原因。

試題背景源于2013年廣州中考題，原題考查了溫度計的讀數、水沸騰現象的判斷，難度較小。改編后的題目設置溫度計讀數不為100℃，學生可能會根據日常經驗，認為水的沸點必須為100℃，從而做出錯誤的判斷，這里考查了學生是否會根據實際實驗的結果做出判斷。設計的目的在于學生不僅需要根據題意提供的實驗現象判斷水是否已經沸騰，同時還需根據水沸騰的特點，做出預測和解釋。

例題考查了水沸騰溫度變化的特點，關于原因的解釋包括兩個部分：一是判斷水已經沸騰，二是水沸騰時溫度保持不變，進而做出正確的解釋。結合SOLO分類理論，分為完整、部分、錯誤三個等級，分別得2分、1分和0分，具體評分細則如表4所示。

表4

4 結語

物理實驗試題編制應依據行為目標和考試內容范圍確定，進而明確實驗試題的表現水平，再根據表現要求編制試題，同時預判學生的回答，給出評分細則，試題和評分細則可通過抽樣檢測反復修改、確定。