高考物理探究性实验试题的分类研究.docx
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高考物理探究性实验试题的分类研究
第十四届中小学教研教改成果评选
2012年高考物理探究性实验试题的分类研究
区县：
天津市滨海新区
学校：
天津经济技术开发区第一中学
学科：
高中物理
姓名：
李志朱行健
2012年高考物理探究性实验试题的分类研究
内容提要：
新课改倡导探究的学习方式。
这势必会导致高考命题探究性试题的出现。
但实际教学中却对此变化的认识很不够，相关的研究也很少。
本文从探究性学习的要素及水平出发，对2012年高考物理实验试题进行分类研究。
旨在认识高考试题对探究能力考查的现状及特点。
从而对我们高三复习进行反思、改进。
一、高考物理探究性试题产生的背景
2001年6月教育部印发了关于《基础教育课程改革纲要》的通知。
其中改革的具体目标指出“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析的和解决问题的能力以及交流与合作的能力”，强调学生通过实践，增强探究和创新意识。
倡导自主、合作和探究的学习方式。
新课程的理念势必会导致高考命题的变革，其中最有具有意义的,就是探究性试题的出现。
所谓探究性试题，是以探究性学习和实践活动为背景，要求学生综合运用所学知识和方法，对有关问题进行探索和研究。
探究题不仅仅考查学生对知识与技能的把握，更重要的是考察学生在探究活动中对过程与方法的体验、迁移和应用。
本研究着重对2012年高考物理实验探究性试题进行分类研究。
二、探究性试题的要素及水平
1、探究性学习的要素及水平
探究性学习的要素很多，美国科学教育专家佩拉认为探究过程应包括六个核心要素：
陈述问题、提出假设、制定计划、进行实验、收集数据、得出结论。
美国2000年出版的《科学探究与国家科学教育标准》指出探究包括五个特征：
问题、证据、解释、评价、发表。
并针对每个特征制定了探究性程度的评价标准。
如下表：
我国《普通高中物理课程标准（实验）》（以下简称为《标准》）提出一个相对完整的探究活动通常包含的能力要素有7个方面：
提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验和收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。
具体见下表：
要素
基本要求
1.提出问题
能发现与物理学有关的问题；
从物理学的角度较明确地表述这些问题；
2.猜想与假设
对解决问题的方式和问题的答案提出假设；
对物理实验结果进行预测；
3.制定计划与设计实验
知道实验目的和已有条件，制定实验方案
尝试选择实验方法及所需要的装置与器材
考虑实验的变量及其控制方法
4.进行实验与收集证据
用多种方式收集数据；
按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器；
如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义；
5.分析与论证
对实验数据进行分析处理
尝试根据实验现象和数据得出结论
对实验结果进行解释和描述
6.评估
尝试分析假设与实验结果间的差异
注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题
吸取经验教训，改进探究方案
7.交流与合作
能写出实验探究报告
在合作中注意既坚持原则又尊重他人
有合作精神
上表每个要素都有不同的探究水平。
教师和材料参与得程度越多，学生自主探究的程度越低。
本人根据教师参与的程度，将每一要素划分为四级不同程度的探究水平。
见下表：
要素
水平A
水平B
水平C
水平D
1.提出问题
学生自己发现、提出问题
学生在教师创设的情境下发现、提出问题
教师提供问题，学生进行选择、提出
由教师直接提出
2.猜想与假设
学生自己提出
学生在教师创设的情境下提出
教师提供假设，学生选择、提出
由教师直接提出
3.制定计划与设计实验
学生自己制定
学生在教师指导下制定
教师提供计划，学生选择、制定
由教师直接制定
4.进行实验与收集证据
学生自己操作、收集数据
学生在教师指导下操作、收集
教师参与部分操作、给出部分数据
由教师直接操作给出数据
5.分析与论证
学生自己处理数据、得出结论
学生在教师指导下处理数据、得出结论
教师直接给出处理数据方法，学生进行处理、得出结论
由教师直接处理数据、得出结论
6.评估
学生自己评估
学生在教师指导下评估
教师指出问题，学生总结、改进
由教师直接评估
7.交流与合作
学生自己写出实验探究报告，与他人交流
学生在教师指导下写出实验探究报告，与他人交流
教师组织学生与他人交流、写实验报告
教师直接给出实验报告
高
低
学习者自主探究的程度
教师和材料指导的程度
多
少
可见从水平A到水平D，教师和材料参与得程度越来越多，学生自主探究的程度则越来越低。
另外，需要指出的是，在课堂教学中的探究性学习没必要也不太可能包含上述全部七个要素。
有的过程只包含了其中两到三个要素，如制定计划、得出结论等，这也是探究性学习，只不过探究水平较低而已。
2、探究性试题的要素及水平
所谓探究性试题，是指考查探究要素的试题。
考查的可能是某几个要素，要素的不同探究水平。
如“如2012年（浙江卷）第22题”：
在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。
（1）为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：
弹力F（N）
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量
x（10-2m）
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
用作图法求得该弹簧的劲度系数k=__________N/m；
（2）某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为________N；同时利用
（1）中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N，请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合_________；
（3）由图得到F合=__________N.”
此题第一空给出数据及图像让学生求劲度系数，考查的是对数据的处理，属于探究要素“5分析与论证”，C级水平。
此题第二空教师给出操作让学生读数，考查的是在教师参与下收集数据。
属于探究要素“4进行实验与收集证据”，C级水平。
此题第三空、第四空让学生自己用作图法画图并求出合力大小，考查的是在教师指导下处理数据，属于要素“5分析与论证”，B级水平。
3、2012年高考物理探究性实验试题的统计
大部分高考实验题都具有探究性特征，只不过体现的是某一或某几个特征，体现的程度不同而已。
为了有效研究2012年高考物理实验试题对学生探究能力考查的试题特点，本人收集整理了2012年全国各省市14套高考试题，共计28道实验题，83个问题。
基于上述的科学探究要素和探究水平，逐题、逐个问题进行了界定统计，详见下表：
要素
水平A
水平B
水平C
水平D
1.提出问题
0
0
0
0
2.猜想与假设
0
0
0
0
3.制定计划与设计实验
0
2个
4个
0
4.进行实验与收集证据
0
0
30个
0
5.分析与论证
2
4个
28个
0
6.评估
0
4个
9个
0
7.交流与合作
0
0
0
0
三、2012年高考探究性实验试题的考查特点
1、从探究要素看
对各个要素进行Excel计算、分析得到图1。
由图可见：
考查比例最大的是“分析与论证”，占总数的41.0%。
第二是“进行实验与收集证据（包括仪器读数）”，占总数的36.1%。
第三是“评估”，占总数的15.7%。
第四是“制定计划与设计实验”，占总数的7.2%。
而“提出问题、猜想与假设、交流与合作”这三项没考，占总数的0%。
原因可能是这三项太具有开放性，不好量化评价。
但这三项也是十分重要的，提出问题有时比解决问题更重要。
因此，建议适量设计一些现针对这些要素的试题。
2、从探究程度看
对探究水平进行Excel计算、分析得到图2。
由图可见：
考查比例最大的是“水平C”，占总数的85.6%。
第二是“水平B”，占总数的12.1%。
第三是“水平A”，占总数的2.4%。
第四是“水平D”，占总数的0%，即没有考查。
这与目前实际教学中的探究水平是一致的，即大部分探究是在教师参与下进行的。
也与考试的难度控制有关，因为一般情况下探究水平越高，试题难度也会相应增加。
3、综合来看
对各个要素以及不同探究水平进行编码（如探究要素“2猜想与假设”“B级水平”编为“2B”，依次类推），并进行Excel计算、分析得到图3。
由图可见：
考查最多的是“4C”，即进行实验与收集证据水平C，占总数的36.2%。
第二是“5C”，即分析与论证水平C，占总数的33.7%。
值得注意的是这两项占总数的70.1%，建议老师们在高三复习时要注重对“实验操作及收集、处理数据”的复习。
第三是“6C”，即评估水平C，占总数的10.9%。
有三项并列第四，分别是“3C”、“5B”、“6B”，即制定计划与设计实验水平C、分析与论证水平B、评估水平B，各占总数的4.8%。
有两项并第五，分别是“3B”、“5A”，即制定计划与设计实验水平B、分析与论证水平A，各占总数的2.4%。
其它的则没有考查。
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