实验在物理学中有着极其重要的作用，如何通过中考或者高考等大规模的校外考试来正向引导实验教学，这个问题一直困扰着教育界。新加坡物理科目的普通水准教育证书考试（GCE O level，以下简称物理O水准考试，相当于我国的中考）专门进行实验操作评价考核，较好地解决了这个问题，促使新加坡物理教育一直保持着很高的质量，为世界各国所瞩目。
1 物理O水准考试实验考试概况
物理O水准考试是专门针对物理科目的，分理论试卷和实验试卷两类，理论试卷包括试卷1和试卷2，试卷3是实验试卷，在有限时间内正式测试情景下，通过检测考生的某些操作技能来评价考生实验方面的能力。
1.1 评价目标
根据物理科目课程标准（5052），实验考试的评价目标是要求学习者能够遵从一系列的指导；使用技术手段、仪器设备和材料进行观察、测量和估计，并记录；解释、评估观察和实验结果；计划探究、选择技术手段、仪器设备和材料；评估方法，并提出可能的改进。［1］
1.2 典型试题
物理实验试卷包括2个结构性较强的实验问题，每个15分，占总分的20.0%。考试具有很强的连续性，每年试题的题型、难度、区分度基本相同。2005年实验试卷包括下面两道题：［2］
问题1．在这个实验中，你将对一个钢制弹簧进行测量，然后设计一个实验探究浸入水中物体的向上的作用力。
给你提供钢制弹簧、米尺、装有水的烧杯各一，两个固定的直角尺，一个铁架台和两个夹钳，五个100g的物体。你还可以使用天平。
（a）把弹簧的每匝都挤压在一起。测量弹簧绕成匝部分的长度l，见下图。在答卷纸上记录下长度l。（1分）
（b）数出弹簧匝数。阐述所使用的尽可能精确地确定N值的方法。（2分）
（c）确定弹簧直径D。借助示意图来解释如何尽可能精确地确定D。（2分）
（d）使用天平来测量弹簧质量M，并用给定公式来确定密度的近似值，已知近似的密度值等于(4MN)/(π2l2D) 。（2分）
（e）把弹簧悬挂在铁架台的一夹钳上，另一夹钳夹住靠近弹簧的竖直米尺，见右图。弹簧下悬挂一S形钩，S形钩下悬挂5个100g的物体。确定弹簧伸长量e，并记录下来。用一示意图说明如何确定e。（2分）
（f）缓慢地把物体下面的烧杯提起，直到5个物体完全浸没在水中。物体不能触到烧杯各边或者底部。确定弹簧新的伸长量。（1分）
（g）确定构成物体的材料的密度，给出公式ρ=[e/(e-w)]×1.00g/cm3。（1分）
（h）上面的公式可以改写成e=[ρ/(ρ-1)]w，ρ是材料的密度。
设计一个使用根据已给出的仪器设备来更精确地确定ρ值的实验。设计应该包括：对实验如何进行描述，如何绘制一个曲线图的草图以及如何从曲线图确定ρ值。（4分）
问题2．提供一个250cm3的烧杯，一个用夹钳夹在铁架台上的温度计，一些热水，塑料搅拌器、量筒和秒表各一个。
（a）给你一张用于记录温度θ和时间t的表格，请给表格起个合适的标题，并标出物理量的单位。（1分）
（b）把足够的热水倒入烧杯，使温度计下面的圆腔正好被浸没。观察温度计，你会看到开始时温度是上升的。一旦温度开始下降，记录下温度值，并开始用秒表计时。在5分钟内，选取适当的时间间隔连续记录温度值，并把所有的结果记录在表格中。（3分）
（c）使用坐标纸画出一条y轴是温度，x轴是时间的曲线。（4分）
（d）在图上画出最贴近的光滑曲线，画出曲线的一条切线，找出150s时曲线梯度G。（4分）
（e）把温度计从烧杯中取出。用量筒测量实验中使用的热水的体积V，并记录下来。（1分）
（f）提出2个防范措施，使实验中你获得的结果尽可能地精确。（2分）
1.3 考试安排
物理O水准考试一般在每年的10、11月份进行，实验考试与理论考试不在同一天进行，一般间隔2－3周。比如，2006年的理论考试时间为11月15日上午，实验考试时间为10月26日全天，分4轮进行，分别为8：00－9：30，10：00－11：30，12：00－13：30，14：00－15：30。［3］每场实验考试时间以1小时30分钟为限，考生对于每个试题的仪器操作时间不得超过45分钟。
2 物理O水准考试实验考试特点分析
2.1 非常重视物理实验基本操作技能的评价
实验考试非常重视物理实验基本操作技能的评价，利用两个现场操作实验考核考生是否具备一些基本的操作技能。主要评价：观察技能；安全地、规范地实验操作的技能；利用简单的测量工具准确地测量一些基本物理量的技能等；读取数据的相关技能，包括准确地读数、估读、有效数字、正确的单位等；安装、操作基本的物理仪器和器材的技能。从2005年的考题可以看出，考试涉及到了上述的所有技能。
2.2 尽可能使用常见的、低廉的实验仪器和材料
根据物理课程标准（5052）的规定，实验考试涉及的主要的仪器设备有：测量长度使用的卷尺、直尺、测微计、测径器、游标卡尺；测量时间使用的时钟、秒表、单摆的周期；测量温度使用的普通温度计、试管、烧杯；测量质量使用的天平；测量重力、拉力等所用的弹簧秤、铁架台、夹钳；测量液体和固体的体积使用的量筒；测量电流、电压使用的普通直流电源、灯泡、电阻器、电键、鳄鱼夹、安培表和电压表等；测量光线角度使用的凸透镜、平面镜、量角器等。主要实验材料有：橡皮泥、卡片、木板、细丝、弹簧、热水、镍铬铁合金金属丝、大头针、插针板。［4］可以看出，这些实验仪器和材料没有什么贵重的，基本上都是常见的和低廉的。
2005年的两道考题分别使用了弹簧、米尺、烧杯、直角尺、铁架台、夹钳、天平和温度计、塑料搅拌器、量筒、秒表等器材，使用了小物体、热水等材料。除了天平稍贵一些外，其它的都是低廉的，在我国这些器材都是物理实验室必备的，更不要说在新加坡了。
2.3 注重实验数据处理工作的评价
实验考试注重考核考生对实验数据的处理工作。从2005年的试卷可以看出，主要考核这样几点：（1）实验数据的记录。使用表格来记录数据，包括写出表格每行的标题，被测或者计算的物理量的名称或者符号，选取合适的单位等。（2）画曲线图。包括在坐标纸上画出坐标系，标出相关的物理量和单位，选取合适的比例，标出各数据点，通过各点画一条直线或者曲线等。（3）通过确定曲线图的梯度来获取测量结果。（4）计算出的物理量的单位、有效数字等。
2.4 强调科学探究相关技能的评价
科学探究是物理课程的一个重点，如何考核学生的科学探究方面的技能是一个难点，新加坡O水准考试既在理论试卷中进行评价，也在实验试卷中评价。2005年实验卷两个问题都涉及到描述实验数据和对实验结果进行解释的探究技能。问题1的（b）和（c）主要评价的是间接测量的探究技能；问题1最后一部分主要评价设计实验的技能和处理信息的技能，隶属于“制定计划与设计实验”和“分析与论证”方面的技能。问题2的（f）主要评价尝试改进探究方案的技能，隶属于“评估”方面的技能。这些都是科学探究中的重要技能。
2.5 实验试卷尽可能不涉及理论知识
虽然理论学习和实验操作是物理科目不可分割的两个组成部分，但是两者对学生的要求毕竟有一定的差异性。另外，根据加德纳的多元智能理论，不同的学生具备不同的智能，可能有些学生更擅长理论学习，另一些学生则更擅长实验操作。那么，考试就应该让学生有更多的机会展示自己掌握了什么。
新加坡的实验考试在这方面就做得很好，在实验卷中尽可能不涉及理论知识方面的掌握情况，仅考核考生实验方面的技能。比如，2005年实验卷问题1中，涉及到确定弹簧的密度和物体的密度时，直接给出了计算公式，避免考生由于理论知识的欠缺而影响到实验考试的成绩。这一点是与现代科学教育所倡导的“评价的目的是了解学生理解了什么”，而不强调“了解学生有哪些还不知道”［5］相一致的。
3 对我国中考物理考试的启发
我国的中考物理考试一直采用书面考试的形式，这固然可以评价学生的某些实验技能，但是难以或者无法评价一些具体的操作技能，给初中物理教学带来了一些负面的影响。另外，一些学校忽视实验室建设和实验教学工作，教师黑板上讲实验、学生在纸上“做实验”的现象较为普遍。为了扭转这一局面，可以考虑在中考物理考试中进行实验操作考核。我们可以借鉴新加坡的做法，选用一些基本的、常见的、低廉的实验器材和材料，设计出1－2个结构性较强的实验题分批对学生进行实验技能方面的考核。而且从我国目前的情况来看，这种考核方式的实施已经具备了一定的可能性。
参考文献：
［1］［4］Ministry of Education, Singapore. 5052 PHYSICS O LEVEL( 2005).4. 19-20. ［Z］.
［2］SEAB & UCLES. GCE"O"Level Physics Paper Nov.2001-2005. Singapore:Dyna Publisher Pte Ltd.2006.182-184.
［3］Ministry of Education, Singapore. GCE O-LEVEL EXAMINATION 2006 EXAMINATION TIMETABLE (TENTATIVELY).［Z］.
［5］［美］国家研究理事会.戢守志等.国家科学教育标准［M］.北京:科学技术文献出版社.1999,121.
(栏目编辑赵保钢)
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