从实验操作考试谈初中生物理实验能力评价

笔者以高校调研员的身份观摩了广州市某中学2013届物理实验操作毕业考试的全过程，通过实地观察、随机访问和抽检答卷对该次考试做相应的调研总结.结合本次调研结果探讨在实验操作考试中利用评价单方式评价初中生实验能力问题.

1考试的基本信息

本次调研的学校是根据校情从广州市备选的六个物理实验中挑选其中四个作为本次考查实验项目，基本信息见表1.

表1考试的基本信息表实验

类型 实验项目 实验仪器 填写单 考试形式 考试时间原理

验证实验

测量 研究杠杆的平衡条件 支架、杠杆、一盒勾码、固定在杠杆的挂物环、弹簧测力计用弹簧测力计验证阿基米德原理 烧杯、弹簧测力计、用绳子栓接的小物块、垫板、接水桶、水槽用天平和量筒测定盐水的密度 托盘天平、砝码、量筒、烧杯用电压表、电流表测定小灯泡的电功率 电池组、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表、电压表、导线若干 考生实验报告单、教师评价双向细目单 单人单桌，只做一个实验（抽签的形式） 20分钟

（满分：

20）2考试中考生的表现情况

总体来看，考生的实验操作水平和笔试成绩表现良好，二者在成绩评价上匹配性较好，在一定的水平上可以真实检测考生的实验能力.

在实验操作表现上，该校考生的表现以班级为单位呈现梯度变化，平时物理测验成绩好的班级操作能力明显高于成绩一般的班级；在整体表现上性别差异不是很明显，男生完成实验操作的用时普遍比女生少，女生的操作规范意识比男生强；从实验项目上来看，考生在盐水密度测量上表现最好，用弹簧测力计验证阿基米德原理次之，测量小灯泡的功率表现最弱；从操作顺序上来看，考生每个操作步骤指向性明确，大部分考生能够按照实验报告单上的计划完成实验；从实验数据的记录上来看，考生的误差意识不强，当测量的数据如果与实验原理不符时，部分考生会出现杜撰数据的现象；从故障排除上来看，考生的实地实验故障排除能力较弱，排除实验故障的自信心不强.

在实验报告单的填写上，从参加244名考生中随机抽取120名作为研究对象.统计结果如下：实验原理和实验步骤正确率分别是94%和81%；实验器材填写完整的占45%，漏填现象比较突出，例如验证杠杆平衡条件，考生明明用了刻度尺却没有填写；表格的设计方面，物理量的选择和符号正确率是91%，但因为单位出错的考生占18%，例如在验证杠杆平衡条件的实验中，有个别考生测量重物重500 N！

3考试中存在的问题分析

本次实验测试的内容涵盖了初中的力、电和物质的主要知识点.实验项目既有验证性实验，也有测定性实验.考查了考生的实验原理、操作步骤、表格设计、仪器选择、测量工具的使用、实验的组装和简单的实验数据处理能力.四个实验项目在以上方面的比重分布差异性很大，故出现的问题形形.本文以实验项目为序分析每个实验存在的问题.

3.1研究杠杆的平衡条件

（1）考生的实验操作规范意识还有待提高.真正去调节杠杆平衡螺母的考生很少，检查弹簧测力计的步骤往往被忽略，超过一半的考生出现手握弹簧测力计读数的不规范现象.

（2）考生观察能力和类比意识不强.对于杠杆上给定的刻度不能把格数类比长度，考生往往过分依赖测量工具，出现考生自备刻度尺测量对应的臂长的情况.

（3）考生的误差意识不强.例如抽检中发现一位考生根据测量的三组数据，得出了三个结论：F1×L1=F2×L2，F1×L1>F2×L2，F1×L1

3.2用弹簧测力计验证阿基米德原理

（1）实验准备不够.由于接水桶的栓绳过长，个子较矮的考生很难顺利完成实验，测量出来的数据误差往往很大.本实验采用倾斜的烧杯垫板方法代替溢水杯，对考生的操作能力要求偏高，水流到烧杯外壁的现象普遍存在，势必将导致实验测量误差较大.

（2）考生的不经意操作带来较大的偶然误差.例如，实验中发现一位考生为了节省时间迅速将重物投入水中，测量重物重力时水一直在晃动导致溢出的水偏多.本想节省时间但由于水的晃动反而浪费了时间，更糟糕的是快速投入重物增加了偶然误差.

（3）爱护仪器意识不强.考生做完实验整理仪器时，很少去用毛巾擦干水槽，甚至部分考生在水槽里面还留有相当部分的水，弹簧测力计就这样被放在水中.

3.3用天平和量筒测定盐水的密度

该实验考生处理得较好，操作也相当规范.只有个别考生单位换算出了问题，或者没有采用国际单位.

3.4用电压表、电流表测定小灯泡的电功率

（1）排除故障的能力和自信心需要进一步提高.考生连接好电路后发现电流表无示数，就手忙脚乱漫无目的地检查电路，不敢质疑老师提供的灯泡是坏的.还有的考生在测量大于额定功率的电压这组数据时，发现无论怎么移动滑动变阻器电压都不能大于额定电压，质疑电池电压不够，当问他怎么知道电池组电压不够时，考生知道应该用电压表测量，但就是不去动手测量.最后考生又质疑电压表损坏，当问他有什么方法可以判断时，考生就不知道了，坐在那里等着老师来解决.当老师提醒换个量程试试，考生才豁然开朗.

（2）电压表的量程选择不当.实验提供的电池组是4.5 V，部分考生选择电压表是0～15 V的量程，后续实验发现指针偏转范围较小很难读准电压表的示数.其实用0～5 V档就可以了，出现这样的问题主要是由于考生只知道实验开始时滑动变阻器应该移到阻值最大保护电路这个表象，而没意识到这样做的实质是利用滑动变阻器的分压作用.

4实验评价展望

总体来看，初中实验操作考试在考查上采取统一命题，灵活组织考试的模式保证了测试的可靠性、有效性和机动性.在

评价上采取操作和笔试相结合，初步实现了评价的多样化.然而也存在新的问题.例如实验测试的预设情景最好是一个老师同时评价4～6个考生的实验成绩，而不应该由一位老师同时评判12名考生的成绩.这样虽然需要大量的人力投入，但对考生的评价会相对公平一些.再者，在评价上如果一味重视操作和笔试考核，会助长考生死记一些实验现象和步骤，进而加剧“高分低能”现象的发生.

如何既能有效地测试考生的物理实验能力，又能不占用有限的人力？笔者建议可以改用工作单评价方式和附加口试的模式来考查考生的实验能力.

用于评价的工作单根据提示程度由大到小分为引导性工作单、结构性工作单和开放性工作单，这三种类型的工作单难度上依次递增.现行的初中实验操作考查包括测定性实验和验证性实验两种，难度处于中等.笔者建议对于测定性实验可以采用结构性工作单，结构性工作单一方面给予考生完整的实验框架，另一方面又能发挥考生的主观能动性.广州市的实验操作命题比较趋向结构性工作单，笔者建议再做如下补充：考试前对每台实验仪器编号，不同的编号对应待测物理量的大小不同，老师事先测量各组待测物理量的大小，再与考生测量的结果对比.这样，老师可以依据考生的实验报告单测得的量的大小与实际待测量的差距就能间接评判考生的实验操作成绩.而对于验证性实验，考生在知道结论的前提下去做实验，往往存在所测数据偏向支持原理的现象，即使有误差也会出现修改数据的现象.那么我们的实验考试就不能单单依据结构性工作单做评判，而应该重视考生的实验操作规范，这样客观上就需要老师投入更多的精力来监视整个考试过程.然而如果我们把现成的结构性工作单再扩充一部分内容就可以缓解这种矛盾，笔者设想可以新增一个注意事项题，采用引导性的工作单评价方式.例如你在使用弹簧测力计时，需要.如果杠杆向左倾斜，你需要等等.

设置口试的环节，一方面是预防考生死记硬背的应试，另一方面为了加深考生对实验的理解.本文探讨的口试是验证性口试，即监考老师随机对考生操作实验环节的某一部分提出质疑，要求考生解释原因.例如考生将电路中滑动变阻器首先移到最大阻值，教师可以问其原因.但是口试应有配套的评分细则，内容也不宜多只做辅助作用，以免过分干预考生的考试.