探究性物理试题的特征与编制策略

探究性物理试题的特征与编制策略孙宝英陕西省教育科学研究所●探究性试题的主要特征●探究性试题内容的设计●探究性试题形式的设计展示探究问题形成的背景体现实实在在的探究行为突出探究的方法和手段突出主观开放性呈现多样化的题目类型一、探究性物理试题的主要特征◎结合怎样的客观现象？◎针对哪个问题来探究？◎展开了怎样的研究工作？探究全过程的展示部分探究环节的展示展示知识形成过程的问题背景要有效考查科学探究能力,就必须将探究内容置于具体的情境之中,让学生在解答试题过程中,切身经历一次探究活动,而不是凭借回忆去复述原来做过的探究。体现实实在在的现场探究行为下表为妮妮在探究某种物质的熔化规律时记录的实验数据，请根据表中的实验数据解答下列问题。（1）该物质的熔点是________℃.（2）该物质是_________.(选填“晶体”或“非晶体”)（3）温度为2℃时，该物质处于_________态.(选填“固”或“液”)时间/min0123456789101112温度/℃-4-3-2-1000001234例题１物理中科学方法可归纳为两大类◎探究的思维程序、过程步骤◎常见的研究方法和手段突出探究的方法和手段◇一般逻辑范畴：类比法、推理法、归纳法、分析法、综合法等◇科学范畴：观察法、数学法、实验法、理想化法、等效法、对称法等◇实验：控制变量法、放大法、留迹法、积累法等几个同学爬竿比赛时，要比较谁的功率大，分别需要哪些测量仪器和测出哪些物理量？例题２——建立模型——运用控制变量法答案：◇体重----体重计高度----长杆和卷尺时间----秒表◇同时开始、同时停止时，测体重、高度◇爬过同样高度时，测体重、时间一种“未知”一种“多元”一种“创新”突出主观开放性不同题型有不同的特点，其测试功能不同。选择题填空题简答题实验题综合型试题专题性试题应用与设计题阅读与思考题探究与体会题探究与创造题等呈现多样化的题目类型从日常生活中发现素材——素材选取的主要来源二、探究性物理试题内容的设计1.探究素材的选取◎煮饺子时饺子在水中的浮沉问题◎汽车刹车距离大小的问题◎金属丝的拉伸与拉力大小的关系◎不同材料透明物质对光折射能力大小的问题比如对原来探究过的问题加以改编——不失为一种实用的策略如图所示,同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个,现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙,请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计,设计一个实验来验证你的猜想，写出实验的步骤、现象和结论。例题3从科技、科普资料、社会热点新闻中，与各行各业人士的交往中发掘素材——引导教学关注社会和科技事件注意：在选取素材时,尽量不要将高一学段的知识当作探究的素材。发现问题——探究现象的根源、机制猜想与假设的合理性——应用已有知识和生活经验，沿着提出的问题去思考制定计划与设计实验——思路来自于猜想或假设，将其具体化和程序化2.探究环节的设置张红在做早餐时发现，同样情况下，煮沸一锅牛奶与煮沸同质量的豆浆用的时间不同，这是为什么呢？请你运用所学的物理知识，针对其中的原因，提出一个猜想，并简述验证这个猜想的办法。猜想一比热容不同猜想二沸点不同例题4进行实验与收集证据——证实猜想或假设的根本途径基本实验能力：按实验步骤完成实验设计记录表格基本量具及仪器的使用写实验报告分析实验现象处理实验数据实验结论的分析推理较高层次实验能力：实验仪器的选取实验条件的控制分析实验误差排除简单故障设计简单的实验方案收集证据的方法：观察实验测量调查实验是收集证据的主要途径分析与论证——是对证据的提炼过程主要考查分析和论证的准确性评估——对探究原理、过程、步骤的反思对不同方案的利弊进行比较对不同结论的差异进行比较交流与合作——准确清晰地呈现探究结果恰当地表述自己的观点从别人的观点里得到启发有批判性思维能力有团队合作的意识和精神切忌将科学探究分解为生搬硬套的知识和按部就班的程序。考查中涉及的探究环节要均衡，防止偏重某些环节，轻视另一些环节。注意点3.不同探究水平的设计○了解○认识○理解○应用对“问题的来源”,按学生自主程度高低划分为：○直接来自教师、学习材料或其他途径的问题○来自教师或学习材料,但问题不那么直接,需要学习者有所改变○从提供的问题中,经过选择再提出新的问题○学习者自己提出一个新的问题○学习者探究科学性问题美国国家研究理事会研究项目“过程与方法”分为六个能力层次：我国《物理课程标准》○观察○提出问题○信息收集○信息处理○分析概括○信息交流对器材进行观察对物理现象和过程的观察在观察中提出质疑制定观察计划表述观察结论养成自觉观察和分析的习惯观察能力比如条件未限定求解问题未指明解题方法策略不确定答案不唯一三、探究性物理试题形式的设计1.增大探究题的开放性开放性试题的功能特征需从不同角度、不同层面对问题进行分析探索有助于克服思维定势，促进思维的多向性、灵活性、独特性真实反映学生的发散思维能力、创新能力有利于深入推动课程目标的落实我们在北京奥运会上看到“绷床”运动员从高处跳下，落在绷床的弹跳网上又被弹起的过程如图所示，请你写出运动员在完成比赛动作过程中涉及的两个物理知识。(1)___________________(2)___________________例题5点评：解答结果具有开放性◇物理实验能力是否等同于实验操作能力？2.改进实验题的命题角度◇书面考试能否区分在黑板上讲实验和真正参与实验这两种不同的教学？能区分：实验设计能力、灵活运用能力、实验仪器的选取、实验现象和结论的分析推理能力很难区分：实验数据的分析处理、实验条件的控制、基本仪器的使用与读数有关研究表明推荐几类实验题◇实验设计类——设计实验方案或方法、实验原理、实验装置和仪器、实验操作步骤等◇方法应用类——图像法、控制变量法、替代法、逐差法等◇故障分析类——故障的判断、原因分析以及排除故障的方法与手段◇分析评价类——评价或判断实验方案、实验操作步骤，分析与判断问题解决过程等3.突破传统的固定题型模式简答4.8%选择30.9%填空20.6%实验与探究34.3%综合9.35%各种题型中探究性试题所占的比例选择题和限制性供答题的比较选择题限制性供答题答题用时短可用大题量知识覆盖面大可使用大题量知识覆盖面不够宽不利于学科术语表述的考查可考查学科术语表达能力评分标准明确客观，可使用机器或非专业人士阅卷评分较复杂,易受主观因素影响,对阅卷人员要求较高有猜测机会没有猜测机会不能反映解题思路，掩盖了会与不会的界线能鉴别考生对问题的认知程度不利于测量综合、论述等高层次目标不宜涉及较复杂的推理或计算过程选择题和非限制性供答题的比较选择题非限制性供答题可使用大题量知识覆盖面大不宜使用大题量知识覆盖面不够宽有猜测机会没有猜测机会不能看出解题思路，掩盖了会与不会的界线能鉴别考生对问题的解决程度不利于测量综合、论述等高层次目标有利于测量综合、论述、创造等高层次目标评分标准明确客观，可使用机器或非专业人士阅卷评分较复杂,易受主观因素影响,对阅卷人员要求较高推荐题型之一：综合型试题○综合性——指学科内多个知识点或多种能力在同一试题中出现。○综合型——指填空、简答、作图、实验、计算等两种以上题型的结合体。较适于考查层次较高的目标，也较容易兼顾知识与技能、过程与方法两方面的要求。专题型试题——指先按试题素材性质或知识专题设置大题，再分别按不同题型编写各道小题，最后将各小题从易至难排列。有利于走出探究性试题的长度偏大与占分比例难以增大的矛盾困境推荐题型之二：专题型试题4.把握好探究题的分值比例占分比例40%以上39~35%34~30%29~25%24~20%19%以下省市名称青岛长春广州南京福州太原北京天津重庆沈阳江西广东南宁辽宁江苏成都安徽湘潭云南大连潍坊西宁厦门新疆青海吉林昆明黑龙江北海呼和浩特乌鲁木齐海南兰州南充合计(34)2个4个8个11个4个5个省市比例5.9%11.8%23.5%32.3%11.8%14.7%不同地区中考探究性试题占卷面总分的比例《物理课程标准》科学内容二级主题下共列条目通过探究或实验习得比例68条25条37%“人教版”《初中物理》教科书八、九年级共编内容安排探究活动比例77节34节44%探究性试题占分达到40%左右◎有利于对物理教学的导向◎有利于各项探究环节的全面考查建议◎科学探究能力是一种具有复杂结构的高层次能力，建立在多方面的知识和技能基础之上，但又并非这些知识技能的简单集合。◎对科学探究能力的评价不宜仅局限于纸笔测验，即使采用纸笔测验形式也绝对不能将其简单化和程式化。几点认识◎本文突出了对探究性试题的设计，并不意味着考查科学探究比考查知识和技能更重要，更不意味着纸笔测验比工作单或现场观察等其它方式更优越。◎新课程注重科学探究,并不是忽视基础知识和基本技能,而是为了使学生的能力得到全面培养。[e-mail]