[精品]科学探究型实验试题研究

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1、高考物理探究型实验试题的特点与能力层次研究朱行建安徽师范大学物电学院安徽芜湖242000摘要：科学探究题型实验试题是未来高考物理命题改革的重要方向。科学探究题型实验试题与传统的实验试题有着不同。科学探究题型实验试题可以划分为五个不同水平的能力层次。关键词：科学探究型实验试题高中物理课程标准将科学探究作为内容标准的重要组成部分Z—，并提出了科学探究的七个要素，分别为：提出问题，猎想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集数据,分析与论证，评估，交流与合作⑴。在教育部考试屮心颁布的2007年四个高屮课程改革实验省份的考试大纲中，也将科学探究与实验能

2、力作为物理学科考试的能力要求之一⑵。因此我们不难预测科学探究能力的考查已作为高考命题改革的一个重要方向。可见，加强对科学探究能力考查的研究无疑对沟通科学探究的教学为考试有重要的指导意义。一.科学探究题型实验试题的特点：如何设计通过纸笔测验来考查学牛的科学探究与实验能力的试题？它与传统的实验题型有什么不同？这是我们广大中学物理教师所关心的问题。在教育测量学中，考试是一种测虽工具，能力测虽主要是通过对学生解决问题的心理外显的行为反映来鉴别能力水平⑶。因此科学探究能力的高低就是要通过对一个科学探究性实验问题在解决时所发生的探究行为水平的高低來衡量，这就

3、是说科学探究型实验试题的设计必须让学生在解决这一问题时经历一定的探究过程，这样才能使学生的探究行为发生变化，从而鉴别其能力水平。这里所说的探究过程，也正是课程标准屮所提出的探究过程的七个要素，当然实验试题的设计不一定是完整的全过程，可以设计一个或若干个要索作为考杳的要点。也就是说科学探究型实验试题不能脱离探究过程来直接对实验知识的考查。这正是科学探究型实验试题少传统实验试题的不同所在。卜•面我们结合2006年高考试题作一分析与研究例1：（2006年重庆，第22题）某同学用题22图2所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50Hzo在所选纸带上取

4、某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所以测量数据及其标记符号如题22图3所示。该同学用两种方法处理数据（T为和邻两计数点的时间间隔）：V—VV-VV-V方法A：由g］二2严I,g2二3严2,……,g5二6严5,取平均值沪&667m/s2;方法B：由=S；J,g2=K?,恥=S；t，取'卜均值沪&673m/s2o作者简介：朱行建（1964——）,安徽宣城人，安徽宣城小学特级教师，安徽师范人学物电学院教育硕士。主耍研究教育测量与评价。从数据处理方法看，在S

5、、S2、S3、S4、S5、S6中，对实验结果起作用的，方法4屮有；方法B中有o因此，

6、选择方法（A或B）更合理，这样可以减少实验的（系统或偶然）误差。本实验误差的主要来源冇（试举出两条）。例2：（2006年天津，第22题）菜研究性学习小组利用图1所示电路测最电池组的电动势E和内阻厂。根据实验数据绘出如图2所示的R-y图线，其屮R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E二V。r=cE"—IN图1上述两道题目，都是考查数据处理与分析。例1表面上看考查的是科学探究能力，因为题冃提出了猜想与假说，即两种解决方案，也有实验和收集数据，只是让学生通过分析与论证來得出正确的结论。但是由于逐差法是老师在上课时反复强调的方法，学生在解决这一问题

7、时仅靠回忆就能作出正确答案，也就是说在解决这一问题时不具有探究的行为，因此本题不是一个科学探究性问题。而例2尽管只考查了学牛分析与数据处理，而且题目也设计了现成的方案，表面上考查的要索比较少。但是要得出正确的结论，学生必须要分析电路设计的意义及图彖的含义，换句话说，经过这一分析M论证的过程，学生的探究行为发生了变化。因此本题实质上是一个科学探究型实验试题。二.科学探究型实验试题的能力层次。课程标准中给出了科学探究过程的七个要素，但是这七个要素比较多，在设计试题吋不易操作。且冇些要素Z间存在重叠。女口，分析与论证，评佔、交流与合作三个要索Z间的界限

8、不是太明了。因为在对一个问题进行分析与论证得出结论，就存在着评估，尝试分析假说与实验结果间的差片以及应该吸収的经验教训，改进探究方案等环节，即分析与论证中就可能包括评估和交流与合作。因而在试题设计时，可将这三个要素并列列为一个要素，即得出结论这一要素。这样我们从试题设计的角度就把科学探究的基木要素简化为提出问题，形成假说，制订方案，收集证据和得出结论五个部分。再根据这五个部分在试题设计时对学生而言是已知和未知的情况。将科学探究型实验试题分为五种能力水平层次。如表所示科学探究型实验试题的水平层次提出问题形成假说制定方案收集证据得出结论水平1已知C知

9、C知已知未知水平2己知已知已知未知未知水平3已知已知未知未知未知水平4已知未知未知未知未知水平5未知未知未知未知未知山上述可知，水平1能