借鉴NAEP命题流程的初中物理实验试题编制①

丁格曼 张军朋

(华南师范大学物理与电信工程学院，广东 广州 510631)

美国教育进步评估(NAEP)科学框架从科学内容和科学实践两方面评价学生的科学素养与学业成就，二者是科学评价的基础，相辅相成，不可分割。在科学实践方面，NAEP框架将科学能力测试分为4个维度：明确科学原理、运用科学原理、运用科学探究、进行技术设计，并且将科学实践的评价能力维度与学生的认知需求相联系。

1 NAEP试题编制一般流程

NAEP试题的编制涉及“科学内容”和“科学实践”等维度，测评者首先需要考虑学生的表现期望，表现期望由科学内容和科学实践共同决定。随后以表现期望为中心编制评价试题，进而引发学生对试题相应的反应。再根据学生的反应，判断学生在科学领域中的具体掌握情况。从2015年NAEP试题样册中各年级科学测评实践能力的不同要求，可以发现随着年龄的增长，框架逐步侧重“运用科学原理”的要求，运用科学原理来分析和解决生活实际问题的能力逐渐受到重视。

2 初中物理实验试题编制一般流程

借鉴NAEP的一般命题流程，参考雷新勇(2006)命题与评价的要求，总结出初中物理实验考试试题编制的一般流程(图1)。

图1

确定实验考试中学生的表现要求是试题编制的前提，表现要求可以根据课程标准的行为目标和课程内容来确定。结合课程标准的说明，参考NAEP科学实践的能力水平进行分类，总结、概括实验考试在实验能力水平方面的具体要求，再结合课程内容和能力水平制定学生的表现要求，选择合适的试题类型编制试题。最后，根据学生的回答，解释学生达到的能力表现水平。

3 初中物理实验试题命制分析

通过对《课程标准》、广东省《考试说明》、人教版教材等材料的分析，笔者对初中物理实验考试的测量目标、行为目标、考试的内容领域等做了梳理。

3.1 初中物理实验考试的测量目标

测量目标属于理论层面，一般是抽象的、不可直接测量的，是对考试的总体解释。测量时，目标来源于课程标准，需选择能在特定考试环境中可测的内容。因此依据课程标准的课程目标，将其从基本仪器和技能、实验过程和方法等方面提出初中物理实验考试的测量目标：(1)基本仪器和技能：基本仪器的选择和使用，提出问题，观察实验现象，记录和处理数据，描述实验结果；(2)实验过程和方法：明确实验目的、实验步骤，掌握实验方法，进行信息收集和处理，归纳得出结论，解释论证。

3.2 初中物理实验考试中行为目标的确定

行为目标一般可以从课程标准的分目标来确定，关于物理实验分目标的说明体现在课程标准关于科学探究的说明中。本文借鉴NAEP关于科学实践的维度分类，将实验探究的行为目标按照能力水平要求分为“识别实验原理”“运用实验原理”“进行实验探究”等三个维度。如表1所示，结合NAEP科学实践能力的具体行为要求和课程标准中科学探究要素的基本要求，给出初中物理实验考试的行为目标，即从能力角度分析学生在实验仪器、实验目的和方法、实验过程、实验结论等方面应达到的具体要求。

表1

3.3 初中物理实验考试内容范围的确定

在确定考试的考查内容范围时，首先要抽取课程标准在三级主题中用“通过实验”“探究”“练习”“使用”等表述的内容，参考考试大纲中关于“科学探究”“操作”等内容和初中物理教材的实验内容，将实验内容分为基本仪器的使用和测量性实验、探究性实验，由此确定初中物理实验的考查范围(表2)。

表2

实验考试的方式主要有笔试和操作考试，二者考查内容应有所区别和侧重。如在基本仪器的使用方面，笔试能考查的主要是基本仪器的读数以及电学中电路实物图的画线连接。而在操作考试中，基本仪器的使用的考查内容将会很丰富，即使笔试练习得再充分，学生面对真实仪器时实际的读数也不一定正确，在操作考试中对真实的仪器读数和规范操作提出了具体要求。

3.4 试题编制示例

以笔试为例，选择“水沸腾实验”作为考查内容，结合行为目标的界定，其表现水平如表3所示。

表3

考查学生“运用实验原理”时，以表3中P2和E2的表现水平来组合编制试题，P2采用选择题让学生做出预测，E2采用说明题让学生解释原因。

编制的试题如下：某同学在某地做“探究水沸腾实验”，装置如图2所示，加热一段时间后，烧杯内的水翻腾，有大量的气泡上升、变大，到水面时破裂，此时温度计的示数为96℃。

图2

(1)如果继续加热，温度计的示数会发生什么变化？( )

A.温度计示数保持不变

B.温度计示数变大，一直上升到100℃才保持不变

(2)结合实验结果，解释你选择的原因。

试题背景源于2013年广州中考题，原题考查了温度计的读数、水沸腾现象的判断，难度较小。改编后的题目设置温度计读数不为100℃，学生可能会根据日常经验，认为水的沸点必须为100℃，从而做出错误的判断，这里考查了学生是否会根据实际实验的结果做出判断。设计的目的在于学生不仅需要根据题意提供的实验现象判断水是否已经沸腾，同时还需根据水沸腾的特点，做出预测和解释。

例题考查了水沸腾温度变化的特点，关于原因的解释包括两个部分：一是判断水已经沸腾，二是水沸腾时温度保持不变，进而做出正确的解释。结合SOLO分类理论，分为完整、部分、错误三个等级，分别得2分、1分和0分，具体评分细则如表4所示。

表4

4 结语

物理实验试题编制应依据行为目标和考试内容范围确定，进而明确实验试题的表现水平，再根据表现要求编制试题，同时预判学生的回答，给出评分细则，试题和评分细则可通过抽样检测反复修改、确定。