基于高考創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和嚴謹，評分細則重點不夠突出，實驗設計目的達成度不高.為此就試題和評分細則提出建議，以期對高考創新類實驗試題的命制有所裨益.

關鍵詞：創新實驗;科學嚴謹;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，中學高級教師，研究方向：高中物理學科教學.

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.高考實驗題既承擔著考查考生實驗能力的重任，同時又肩負著引導考生客觀對待實驗原理、實驗過程和實驗結果的科學精神培養的價值導向功能[1].因此，試題無論如何創新，實驗的可行性、科學性特別是真實性是實驗創新的前提條件.本文以2019年高考全國Ⅲ卷理科綜合第22題為例，談談對高考物理實驗創新的理解和思考.

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

22.（5分）甲乙兩位同學設計了利用數碼相機的連拍功能測重力加速度的實驗.實驗中，甲同學負責釋放金屬小球，乙同學負責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）實驗中兩同學由連續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位有效數字）.

本實驗充分體現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新;二是設置了一個開放性情景，考查考生如何通過自己的設計，從相同時間間隔內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據的能力.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和作用.選項中的A、B、C、D是用來區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鍵點

第（2）問的關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，甲同學讓小球下落時盡量靠近米尺，乙同學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，是無效數據

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.假設三張照片分別如圖1，兩同學在處理數據時一般來說有兩種擺放類型（如圖2所示，為突出關鍵點，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下落的位移.這兩個數據意義是模糊的，甚至可以說是這兩個數據沒有任何實際意義.

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數值.這樣也順便考查了考生的讀數能力.

建議2：把第（3）問題目改成“實驗中兩同學由連續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的刻度值，其中a點和b點對應的刻度差值l1=24.5cm，a點和c點對應的刻度差值l2=58.7cm，則該地的重力加速度大小為g=m/s2（保留2位有效數字）.”

4 本實驗的設計目的沒有完全達成

4.1 試題的開放性設計目的沒有完全達成

原試題設置第（2）問其目的是構造一個開放性問題.其形式開放，但可能性不多、可操作性不強，沒有達到應有的效果.主干題目中明確對甲乙兩名同學的實驗工作做了分工，“甲同學負責釋放金屬小球，乙同學負責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計，從相同時間間隔內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，該題題干強調甲同學負責釋放小球，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，并沒實現真正意義上的思維開放.

4.2 考查有效數字相關知識的目的沒有達成

高考物理學科對學生實驗能力的考核中其中一條重要內容就是會記錄、處理實驗數據.有效數字的數位保留是考查數據記錄的重要方式.本題明確要求保留2位有效數字，說明命題人把有效數字的保留作為本實驗設定的考查目標之一，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位有效數字的結果，根本不需要強調保留2位有效數字.試題在此處強調只保留2位有效數字，純屬多余.當然如果試題目的是給學生設套，那就另當別論了.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位有效數字.這樣既照顧了實驗的客觀性，又能考查考生對有效數字的理解和掌握.

5 建議

基于以上分析，建議高考命題專家組在命制高考創新類實驗試題時注意以下幾點：

（1）務必保證創新實驗的可操作性、過程的真實性和數據的原始性.

高考實驗試題在考查學生能力的同時，更重要的是要引導考生養成尊重實驗過程、尊重實驗結果和客觀對待實驗數據的態度.如果實驗過程是憑空想象的，實驗結果是人為規定的，實驗數據是人為虛構的，那么這樣臆想的創新實驗就沒有考的必要.建議命題專家組在命制創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性的前提條件下，根據真實實驗過程來命制試題，優化測量數據，科學嚴謹地表述實驗，這樣的創新試題才真正具有科學導向作用.

（2）高考實驗題設定的物理量意義要明確，含義要清楚.

物理是一門要求科學和嚴謹的學科，高考試題牽涉面廣，影響巨大而深遠，作為當下最能體現公平、公正的高考，需要更加精準和科學，需要專家組抱有敬畏的心理，時時在意，處處小心.

（3）評分細則應該錘煉語言，突出重點和關鍵點，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，也是考生和教師爭論或者質疑時可資借鑒的重要參考和標準，具有極強的指導和導向作用，直接影響廣大一線教師的課堂教學，其重要意義是不言而喻的.

（4）實驗創新需要公平對待每一位考生，體現人文關懷.

2019年全國Ⅲ卷理科綜合第22題，命題的目的是考查學生知識的遷移能力，將打點計時器的作用移植給數碼相機連續拍照功能.事實上，有些學生，特別是廣大農村學生未接觸過數碼相機，更不可能掌握數碼相機的連拍功能，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新，都應該回歸到對真實、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、實驗數據和實驗結果進行考查，在開啟學生智慧、培養學生獨立思考和提高學生解決問題能力的導向上狠下功夫，這才是實驗創新唯一的正途.

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）