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以信息化推进和深化高考改革

时间:2022-03-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:第二个成果是上海做成了一个能与高考改革逐步配合的招生录取系统,主要包括招生计划分配、考生报考志愿信息统计、网上录取、综合素质信息多元评价以及平行志愿、一档多投录取规则等。OMR的研制成功不仅解决了能够读取标准化考试选择题部分的答题卡,而且也解决了读取考生填报的报名信息和志愿卡的问题,以及考生考试成绩的输入难题。

杨明福[1]

纵观恢复高考40年,高考改革的推进和深化都离不开信息化,信息技术对考试的革命性影响日趋明显。放眼全球,我国的高考和招生也可称得上是最大规模的教育考试和录取体系,相应的信息化以及手段现代化,建设成果丰硕、水平领先。多年来,信息技术的高速发展及其在我国高考高招领域中的应用,明显降低了高校招生考试和录取管理的难度和工作量,提高了工作效率。回顾高考改革历程,上海高考改革制度大政方针,由上级领导总体构思部署,我们信息技术团队主要是根据政策和部署实施具体方案。工作中,有两方面非常深刻的体会,第一是高考改革的推进和深化离不开信息化,第二是信息技术对高考改革的革命性影响日益明显。

一、回顾高考信息化建设的成果

回顾过去上海走过的40年,在高考高招领域中信息化技术的应用取得了丰硕的成果,推动了命题、制卷、考场管理、评卷,分数发布及录取制度日益规范且高效便捷。归纳起来主要有三方面的成果:第一个成果是我们上海做了一个比较成熟的考务管理系统,主要包括报名、命题、考场分配、网上评卷及在全国范围内建立起多级联合、统一的即时考试指挥系统与实时监控系统。第二个成果是上海做成了一个能与高考改革逐步配合的招生录取系统,主要包括招生计划分配、考生报考志愿信息统计、网上录取、综合素质信息多元评价以及平行志愿、一档多投录取规则等。第三个成果是我们同时开展了科学研究,不断研究和探索教育测量与评价技术,主要涉及基于教育心理测量的命题理论体系、数学模型以及建设题库的技术方法研究。

(一)标准化考试与OMR研制

我国的标准化考试是从20世纪80年代中期开始的,为此,杨学为同志组织召开了很多次调研会议,最后教育部决定以标准化考试为突破口,拉开高考改革的序幕。1989年,国家教委发布了《普通高等学校招生全国统一考试标准化实施规划》(教试字[1989]1号文),指出标准化考试就是在现代教育测量理论和统计理论的指导下,运用计算机技术,最大限度控制考试的误差,达到考试公正的目的。与传统考试相比,标准化考试的科学性和先进性是无可争议的。事实也证明标准化考试的优越性是不可估量的,标准化考试首先在试卷的组成方面加大了客观题(例如选择题)的比例,大部分科目50%左右的分数使用了选择题,但随之而来遇到了标准化考试评卷工作量骤增的瓶颈。我们上海在实施标准化考试中遇到的第一个拦路虎就是巨大的人工阅卷工作量的问题。当时试卷所有选择题都是人工批阅,暂且不说需要花费大量的人力物力,更不利的是后续的数据统计也非常繁琐。所有试题的备选项A、B、C、D评分后,最后统计数字怎么出来?我们认识到要推进标准化考试的顺利施行,必须参照当时国际上已经采用的光学符号阅读机(OMR)的成功经验,组织国内高校科研机构投入人力物力开展OMR设备的研制。

有句话叫做逢山开路、逢水搭桥,当时国内进行设备研制的机构像雨后春笋一般不断涌现,上海有复旦大学、华东理工大学、邮电三所,北京也有好几家研究机构。考试中心科研管理的老师建议,能不能组织一个专家队伍测试鉴定一下机器,进行好中选优? 很荣幸,当时我参加了这一团队的测试工作,在清华大学我们召开了一个测试会。令我印象最深刻的是,工作紧张的时候,我们需要进行连续测试,58个小时没有睡觉,实测的素材选用广西当年高考的答题卡。当时到了北京以后,大约有7个单位十余台机器摆在那里,经不间断的测试机器的性能,发现国产的机器阅卷准确率和速度也很高。当时还用同样的测试素材对进口的OMR进行了对比测试,比较的结果是国产机器在准确率和速度方面稍低于进口机器,但国产机器能自如地胜任多选题答题卡的读取,而当时的进口机器却无法读取多选题的答题结果。这是因为教育部考试中心在开始研发试制OMR之前,成立专门的技术小组负责起草了国产OMR技术标准(试行),其中有一条要求就考虑到我国标准化考试有多选题。就这样全国用OMR开启了标准化考试的序幕,回忆当时经历的困难,至今难以忘怀。

OMR的研制成功不仅解决了能够读取标准化考试选择题部分的答题卡,而且也解决了读取考生填报的报名信息和志愿卡的问题,以及考生考试成绩的输入难题。随着OMR的性能不断完善,它在海量数据输入方面的便利性更加突出,也促成了各省市自治区招生考试机构不仅在高考高招中,而且在中考和其他各类考试中普及了这一项技术的应用,这可谓是高考改革进程中的第一个里程碑式的成就。

(二)计算机录取系统与网上录取

众所周知,招生录取环节是人才选拔的关键所在,然而人工投档过程中难以保证公平公正的原则,有时候还会出现不可挽回的差错。人工录取的弊病显而易见,改革传统的人工招生录取流程势在必行。因此改革的首要任务就是最大限度地借助计算机实施科学准确的录取管理。投档名单必须是计算机按事先制订的录取规定打印。我们的改革在对外宣传上采取了非常审慎的态度,对外说明是计算机辅助录取,这样稳妥的定位获得了社会和领导的认可。上海市计算机录取系统是从1982年开始试验的,至1985年正式投入运行。经不断完善,1987年教育部学生司领导来上海在集中录取现场进行调研,听取汇报,其后将上海改革成果作为典型,在教育部学生司和考试中心联合召开的全国会议上向各省(市、区)招办推广。这是改革进程中的又一里程碑。

尽管有了计算机录取系统,但我们深知其弊端,那就是考生档案在集中录取现场全方位流转,取档、退档,手续繁琐且费时,院校派出的人员“全国漫游”,赶往各省(市、区)招生集中录取现场,非常辛苦。随着互联网技术的发展,彻底克服旧的集中录取现场模式的弊端,有了新的技术手段,通过互联网实现远程异地录取,用崭新的录取模式取代旧的录取模式,大家简称为“网上录取”。通过互联网向院校提供入围考生的相关信息,院校向省(区市)招生主管机构反馈确认信息和退档信息,本地或异地院校招生人员也不必再赶往集中录取地。

近几年,上海又推出了平行志愿,一档多投等多项改革措施,为保护考生利益起到了积极作用。

(三)网上评卷

评卷改革是我们在改革当中自然而然产生的,在解决了招生录取等诸多问题以后,当时我们心里有个想法,就是主观题的评卷多少会有误差,这样的话在社会上是不好交代的。

随着高考改革的深化,世纪之交出现了无纸化评卷取代传统的有纸化评卷的新生事物,后简称为“网上评卷”。我国各类考试中,阅卷方式大致可分为三类:第一类是教师用笔在考生纸质答卷上阅卷评分,可称为有笔有纸阅卷,这是传统的阅卷方式;第二类是对客观题使用OMR光学符号阅读机阅卷,属机器阅卷,可称为无笔有纸阅卷;第三类是教师在计算机上对答卷图像阅卷评分,属无笔无纸化评卷。无纸化评卷为控制主观题评卷误差独辟蹊径,是目前控制主观题评卷误差的一种最有效的办法。经验告诉我们,主观题特别是文科试题的论述题(例如作文题),评卷误差是客观存在的。而高考内容改革又要求加强对考生创新意识和创新能力进行考查,加强对考生综合素质和综合能力的考查,这就决定了主观题在整张试卷中也必须占有重要的地位。要达到高考、招生录取的公正、公平,还需不断努力控制和缩小主观题评卷误差。无纸化阅卷是在不影响命题质量、不打乱人工阅卷规程、不干扰教师正常阅卷、也不影响考生答题的情况下创造的一种全新的阅卷模式。1999年,广西自治区高考英语科和2000年高考语文作文题的“网上评卷”取得了成功。教育部考试中心推广“网上评卷”成功经验,为我国教育考试开创了一种崭新的评卷方式。实践证明,无纸化阅卷是缩小主观题评卷误差、维护考试公平性原则的一大创举。“网上评卷”的核心技术就是基于网络环境将试卷历经扫描、图像自动切割、随机分发评阅、“多评”以及一系列的监督制约机制等诸多严密环节,以切实保证缩小每一个主观题的评阅误差。无纸化阅卷首次有效地在阅卷环节引入监督制约机制,对阅卷评分具有至高无上执行权的教师在不影响其评卷效果的前提下,实施有效的监督和制约。传统的阅卷方式把教师个人的阅卷评分结果视为“金科玉律”,评卷教师一旦判分,再宽或再严都不能更改,不能复查。在无纸化阅卷系统中,这种格局被彻底打破,没有一个教师的评分是不受计算机监控的,这种监控和制约由三个方面组成。第一,每份试卷必须经两位随机抽取的教师评阅,两位教师给分之差的绝对值不超出规定误差值,取两者的平均分作为最终得分。当这一绝对值超出允许值范围时,由随机抽取的第三位甚至第四位教师再评,直至误差控制在允许值范围内。第二,每位教师不定期地将有少量比例的原先自己已经评过的试卷进行复评,并由计算机监控该评卷教师的初评与复评的一致性。如发现偏差,随时警示。第三,计算机具有对每位阅卷教师与群体评卷一致性的监控和警示功能。所有这些监控制约措施在传统的阅卷模式下都是无法实现的。

经过逐步推广和不断完善,“网上评卷”的优势逐渐被人们广泛认识和高度肯定。经历了十多年,全国31个省(市、区)高考全部实现了“网上评卷”。它的诞生是考试领域中又一具有里程碑意义的大事。

二、展望高考信息化建设的未来

刚恢复高考,市招办组建高招录取团队,我是其中的成员。当时大家想做好四件事情,第一要帮助命好题,第二是帮助考好试,第三就是阅好卷,最后当然是招好生。要做到所有的好事都要预先运筹规划。回首这些年高考信息技术的发展,这些目标虽然都逐步得到实现,改革有起点,但没有终点。按照高考改革的目标任务和发展远景,高考信息化建设还任重道远,展望未来的规划应抓住几个重点。

(一)研制和推出基于人工智能技术人机结合的智能化评卷系统

目前“网上评卷”系统已经将阅卷方式从有纸化转变成了无纸化,而要缩小主观题评分误差主要依赖于所谓“二评”、“三评”,甚至学科组长“终评”等“多评”机制。换而言之,越是“多评”越能使主观题的评分误差进一步缩小。正如体育比赛中要依靠裁判主观打分的项目(例如:体操、跳水等)就要多个裁判打分。但是需要投入更多的人力、财力才能使主观题评分结果更加准确。由此可见,研制并推出基于人工智能技术人机结合的智能化评卷系统很有必要。人工智能是指使用机器代替人类实现认知、识别、分析、决策等功能,其本质是对人的意识和思维的信息过程的模拟。其中语义识别是人工智能的重要分支之一,是自然语言处理(NLP)技术的重要组成部分。NLP较为成熟的基本方法有规则方法和统计与机器学习方法。NLP在实际应用中最大的困难还是语义的复杂性,但随着整个人工智能行业发展进程加速,将为NLP带来长足的进步。所谓开发人机结合的评卷系统其基本思路是把“多评”机制逐步改革和过渡成“1+N”的人机结合机制,其中“1”就是仍然保留原来的一支高素质的阅卷队伍,这是保证阅卷改革立于不败之地的根基。其中“N”就是研制基于人工智能技术的多种(N个)评卷模式的智能化评卷系统。建议采用招投标的形式,吸纳多方有志者参与研发,成熟一个吸纳一个,逐步丰富补充入评卷模式中,循序渐进推动目前的评卷模式向人工与多个智能化评卷软件相结合的评卷模式发展,以确保转型改革稳妥可行和低风险地推进。

(二)推进命题与评价系统的科学化和信息化

命题是门科学,要重视有关高考命题方面的科学研究,尤其要加快在理论研究指导下的题库建设。在教育测量与评价领域,学者们总体认为真分数理论比较适合于常模参照考试,例如高考、公务员招考等考试项目,而项目反应理论更适合于那些目标参照考试,例如学业水平考试、计算机等级考试等考试项目。联系目前新一轮高考改革,学业水平考试可能需要考虑“一考两用”,既作为高中毕业的依据,又可以作为高校招生的依据。从学术角度而言,既是目标参照,又是常模参照。目前高考改革措施已经在推行中,既需要理论研究的跟进和突破,也需要实践探索来检验。这些理论研究和实践探索都离不开互联网、大数据和人工智能等信息技术的支持。

(三)加强考试信息安全防控体系建设,全面提升信息安全防护能力

在信息技术高度发达的今天,考试安全受到前所未有的挑战,而高考安全又是考试乃至招生公正、公平的重要保证,是考试的生命线。不法分子利用现代信息技术手段实施考试作弊已成为考试安全受到侵害的重灾区,考试作弊已经形成了一条庞大的产业链,作弊手段也越来越隐蔽,各种新的作弊方式层出不穷,防不胜防,具有隐蔽化、微型化、多样化等特征。而考试管理部门的信息系统存在“弱口令漏洞”、“安全域划分不严密”、“入侵检测发现能力不足”、“关键、敏感信息保护不到位”等漏洞,重要关键的信息被篡改、被泄露等安全事件时有发生。

面对日益严峻的考试安全形势,考试管理部门有必要构建确保考试信息安全的、严密的、完整的安全防护体系,要从技术、管理和运维等多个层面完善考试信息安全防护体系。当前可以先考虑建设以考点保密室为重点的智能化网上巡查、互联网涉考信息监控、考生身份认证以及无线信号屏蔽等系统为主体的考试信息安全防控体系。

近几年,国内已有不少单位采用新技术开发出相关的考试信息安全防控系统。例如采用射频识别RFID电子标签器件来实现网上全程跟踪和巡查,覆盖了试卷印刷、试卷运送和保管、考后封袋、答卷运送等各个环节,确保了试卷的安全和保密。又如,为防止“替考”枪手的舞弊行为,可以应用指纹识别、人脸识别等生物特征认证技术来实现考生的身份认证。人脸识别、指纹识别等生物特征识别技术相对来说技术成熟度、工程化程度较高,可以在考场设置刷脸门禁系统或者“人脸+语音”双重识别门禁系统。

随着云计算、大数据、人工智能等新技术在教育教学和考试评价中的日益广泛应用,作为从事教育考试的工作者,必须从战略高度,充分认识信息化建设的重要意义,把握机遇,积极布局,抢占战略制高点,使教育考试的发展与信息技术的发展相适应,积极推进和深化高考改革,满足人才选拔的需要。

课程改革中高考物理命题的变化与发展——以上海为例[2]

喻红婕

[内容摘要] 恢复高考40年来,上海一直积极参与高考改革。从1985年上海取得高考命题权开始,随着高中课程改革的逐步推进,高考内容与形式的逐步改革,物理学科作为一门高考科目,在不同时期也积极探索,不断革新。本文选取四个典型年份上海高考物理试卷做比较,分析上海高考物理试卷在题型结构和试卷内容上的改革与发展。

[关 键 词] 恢复高考;高考物理;上海;物理试卷

高考作为一项选拔性考试,对基础教育有着举足轻重的影响,课程改革又是教育改革的核心部分,因此高考制度的演变影响着基础教育的课程改革,特别是高中课程的改革。自1977年恢复高考制度以来,高考一直秉承“科研先行”“试验到逐步推广”[3]的理念不断改革,内容与形式随着教育的发展而不断演变,引导着课程改革的深入,促进了课程改革的实施[4]。作为一门高考科目,物理学科的命题在探索中不断改革和发展,在不同时期积极配合并推进课程教材改革。

一、沿 革

从1985年上海市取得高考的命题权[5]至今,高考物理命题已经跨越了30多个年头,随着高中课程改革的逐步推进,高考内容与形式的改革,物理高考命题也在探索中不断改革与发展,从参考教学大纲,使用课程标准,课改过渡期“一卷二分叉”,到全部使用“二期课改”教材,上海物理科高考命题可以分为四个阶段。

(一)第一阶段:“一期课改”之前(1985—1994年)

1985年,《中共中央关于教育体制改革的决定》发布,为新时期课程教材改革拉开了序幕。为改革中小学教材的编审制度,1986年,原国家教委成立了全国中小学教材审定委员会,1988年颁布了《义务教育全日制小学、初级中学教学计划(试行草案)》。1992年原国家教委正式颁布了《九年义务教育全日制小学、初级中学课程方案》,加强了课程的灵活性和多样性。1993年,国务院颁布《中国教育改革和发展纲要》,这一指导文件对推动课改步入深化发展阶段起了重要作用。

这一时期,1988年上海市启动了第一期中小学课程改革,1991年从各学段起始年级进行试验,1992年始从小学一年级推广,并基本完成了大规模调查研究,培养目标、课程计划、课程标准制定和部分教材的编写等工作。

这个阶段,上海高考物理试题的题型逐步稳定,虽没有明确的题型名称,但基本按照填空、选择、实验和计算的顺序排列,考查的内容覆盖面也比较大,对能力的要求深入、全面,注重实验能力的考查,也有理论联系实际的情景试题。

(二)第二阶段:教学大纲向课程标准过渡(1995—2004年)

1997年教育部提出建立和完善以全面提高学生素质为目标的课程体系,组织专家开展课改前期研究工作,正式启动全国课程改革。1999年1月组建基础教育课程改革专家工作组。2000年教育部组织编制了部分学科的课程标准,2001年召开了全国基础教育课程改革实验工作会议,先后颁发了《基础教育课程改革纲要》、《义务教育课程设置实验方案》及各学科课程标准等重要文件。接着又开发了上百种新课程实验教材,并先后确定了38个国家级实验区和500多个省级实验区开展课改实验。国家课改计划到2004年进入全面推广阶段。

这一时期,上海市1995年开始从高中一年级推广一期课程改革,1998年第二期课程教材改革工程正式启动。2001年推出了《面向21世纪中小学新课程方案各学科教育改革行动纲领》。2002年11月推出了《上海市普通中小学课程方案(征求意见稿)》和各学科课程标准(征求意见稿)、《拓展型课程指导纲要》和《学前教育课程指南(征求意见稿)》等文件。2002年秋季,上海在179所中小学幼儿园课改基地起始年级开展新教材大规模、全方位试验工作。

1991年,高考各科颁布了《普通高等学校招生全国统一考试说明》(以下简称《考试说明》),规范了考试要求,标志着科学化、标准化高考命题的实施。物理科《考试说明》明确提出了“把对能力的考核放在首要位置。要通过考核知识及其应用来鉴别考生能力的高低”,因为物理学科能力是学生在长时间物理学习的实践过程中培养形成的。《考试说明》的颁布,使考生更加清楚地了解了考试目标、考试要求、考试形式和内容以及试卷结构,同时给出题型示例,在增加考试科学性,保证考试稳定性的同时,使考生复习备考有了依据。

这一阶段,上海高考物理的指导思想是既要有利于高校选拔合格的新生,又要有利于中学物理教学的改革,因此考试目标在考查知识的基础上,把能力要求确定为“理解能力,推理判断能力,分析综合能力,实验能力”从低到高的四个层次。考试要求方面,要求考生对物理知识的认识有一个深化过程,部分内容不仅需要了解、理解,更要熟练灵活的应用。考试试题中基础部分约占70%,有一定深度的部分约占30%。1995—1997年是新、老教材的过渡期,在这一特殊阶段,高考物理科目考试内容分A、B两组,A组参照上海市《高级中学物理学科课程标准》,B组参照《上海市中学物理学科现行教学大纲的调整意见》,考生可根据自己的情况,选用相应的一组进行系统复习备考[6]

(三)第三阶段:“一期课改”向“二期课改”过渡(2005—2008年)

随着2001年开始的“3+X”高考改革的推广和基础教育课程改革试验,上海进入了高考改革和课程改革的并行期。在课程结构上,“一期课改”已经有了非常重要的突破,形成了必修、选修、活动课三者结合的课程结构,打破了必修课和学科课程一统天下的局面,这在当时是相当重要的贡献。“二期课改”建立以基础型课程、拓展型课程和研究(探究)型课程为主干的课程结构,这在中国基础教育的课程结构上是重大的改革,特别是研究型课程由上海率先提出,起到了“先行一步”的效果。

2005年开始,国家的课程改革试点逐步推进,关于评价和考试的改革,也有课题组(例如对于高中学生发展性评价的研究)进行实践和探索。同年,上海二期课程改革的试点学校有了第一届高中毕业生,需要参加当年的秋季高考。于是,2005—2008年对于二期课程改革的考生,试卷采用“一卷二分叉”的形式,在填空题和计算题两个部分分别命制了适合一期课程改革和二期课程改革的试题,同时,增加了二期课程改革试点的内容和认知要求。

这个过渡期,上海高考物理科目不仅要有助于高校选拔新生,更要有助于中学实施素质教育对学生创新精神与实践能力的培养。在此指导思想下,考试目标在考查知识的基础上,确定了“获取、处理信息的能力,观察、实验能力,理解、判断能力,分析综合能力,科学探究能力”这5个能力方面的要求。相较前一阶段的考试目标,提出了科学探究能力的考查:发现问题、提出问题的能力;根据已有事实和条件对相关问题的可能结果做出猜想与假设的能力;初步评估、分析与论证探究过程以及结论的能力。对“一期课改”的考生,认知方面的要求分“知道”“理解”“掌握”三个层次。对于“二期课改”的考生,认知要求分为“知道”A、“理解”B、“掌握”C和“应用”D四个层次,实验要求分为“初步学会”A、“学会”B和“设计”C三个层次。适合一期、二期课程标准的考试内容和要求是分别设立的,知识点的分解并不完全相同[7]

(四)第四阶段:二期课改全面推行(2009— )

2009年开始,全体考生都使用了上海二期课程改革的教材。高考各个学科研究确立了课程标准后高考的能力目标、考查要求、原则和方法,建构了新的能力常模和试卷结构。物理科整合了学科知识内容,建立科学、合理的学科知识体系,进一步细化知识内容的要求,制定科学、合理、操作性强的内容标准,使考查的知识内容更加明确,从而有利于知识内容和能力目标的对应和统一。上海高考物理科目的指导思想是有利于高等学校选拔合格的新生,有利于中学实施素质教育,有利于培养学生的创新精神和实践能力,促进中学的物理教学改革。

在能力考查方面,上海物理科考试旨在考查考生对高中物理基础知识和基本技能的掌握程度。在此基础上,着重对考生进行能力考查。具体的考试能力目标有五方面:基础知识与基本技能,物理思维能力,物理实验能力,综合应用能力,科学探究能力。知识点的学习水平分为(A)“知道”、(B)“理解”、(C)“掌握”和(D)“应用”四个层次,实验的要求分为(A)“初步学会”、(B)“学会”、(C)“设计”三个层次[8]

在高考试卷结构方面,物理学科进行了调整,上海高考物理试卷取消了分叉试题,且将选择题排到了试卷中的第一大题。试卷内容以二期课程标准(试行稿)为准,考虑到选修主题不同,由于课程标准中拓展Ⅱ部分存在选修专题,若试题内容涉及选修专题,则在填空题部分提供选做题,供选修不同专题的考生选做。2010年开始,上海物理试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷,其中第Ⅰ卷主要包括单项选择题和多项选择题;第Ⅱ卷主要包括填空题、实验题和计算题。

二、四个典型年份上海高考物理试卷的比较分析

1985年上海市取得高考命题权,1995年上海市试点高中使用按课程标准(草案)要求编写的新教材,2005年一、二期课程过渡期试卷采用“一卷二分叉”,2009年开始上海考生都使用二期课程改革的教材。鉴于这4个特殊的历史阶段,选取1985年、1995年、2005年、2015年四个典型年份的上海高考物理试卷进行比较,分析高考物理科目命题在不同时期如何引导了课程改革的深入,促进了课程改革的实施。

(一)试卷题型结构变化

这四个年份,上海高考物理试卷的题型没有太大的变化,主要包括四个题型:选择题、填空题、实验题和计算题。但是在试卷结构方面,包括题型的前后顺序、所占比例和题量,有所调整。1985年和2005年填空题放在了选择题的前面,而1995年和2015年选择题作为第一大题出现。试卷中各种题型所占的比例和题量见表1。表中的[单]代表单项选择题,表中的[多]代表多项选择题,表中的[不]代表不定项选择题。

表1 四个典型年份上海高考物理试题中各种题型所占的比例和题量

从选择题来说,表1反映出,2005年由于试卷为150分,选择题题量相对其他年份少,分值相当,所以所占比例也比较小。1985年、1995年、2015年单选题和多选题分别考查,这样可以降低试卷的难度;2005年,试卷中选择题采用不定项选择题,将单选和多选题型混合编制,相对而言,难度增加、得分率低,但同时又使选择题猜测的机率大大下降。选择题的题量相对其他题型比较大,因其有独特的优势:首先,选择题作答比较方便,考查或涉及到的知识点主要是对基本概念或规律的理解程度;其次,选择题覆盖面广,题量较多,能较全面考察学生对知识的掌握情况[9];再次,选择题评分客观、准确、省时。

从填空题来说,表1题型所占比例反映出,除了2015年,其余年份填空题的比例都在20%以上。从表1题量可以看出,填空题题量相对比较稳定,除1995年为8题,其余年份都为5题。在上海高考物理试卷中,填空题考查的不仅仅是一些简单的记忆性知识,还包括需要运算的计算题,只是解题过程隐形,学生将计算结果写出即可,填空题的优点在于适合检测学生对某些基础知识及重要概念的记忆能力,取材广泛,容易编制。

从实验题来说,实验题是上海高考物理试卷中必不可少的一部分,从表1题量中看出,这四个年份实验题的题量为3~5个,平均为4个。实验题的考查方式比较灵活,常常要求画出原理图或连线等;考查的范围比较广泛,涉及到课本中大多数的实验;既考查了学生基本的实验理论能力和实验操作能力,又考查了学生的实验分析能力和创新能力。

从计算题来说,表1反映出,计算题题量不多,但是比例却比较大。计算题相对其他题型而言,综合性强,可全面检测学生阅读、运用数学、联系实践解决问题的能力,难度和复杂度可以根据需要确定,解题过程能较好地反映学生的思路和水平,可以逐步给分或按错误的性质扣分。比较这四个年份的物理计算题,虽然都是常规题,但是注重理论联系实际,联系生活,联系科技,很好地考查了学生运用物理知识解决实际问题的能力。

(二)试卷内容分析

上海高考物理试卷内容主要包括:力学、热学、电磁学、光学和原子物理这五部分。四年中,这五部分内容都有考察,但是每份试卷中各部分内容所占的比例以及对应的题数有所差异。

1.试卷内容比例的变化

表2中列出了这四个年份上海高考物理试卷的总分、各部分内容分值、所占的比例以及各部分内容对应的题数。

表2 四个典型年份上海高考物理试卷各部分内容所占比例和题数

从表2中数据统计得出:上海高考物理试卷中,力学的比例在34%~38%之间,平均约为37%;热学的比例在11%~16%之间,平均约为14%;电磁学的比例在35%~45%之间,平均约36%;光学的比例在4%~13%之间,平均约为7%;原子物理学的比例在3%~7%之间,平均约6%。显然,力学与电学的内容比例最大,力学与电磁学是上海高考物理的核心内容,体现出高中阶段物理学习的主要内容,这也是由物理学科体系本身的历史发展和特性所决定的,经典物理在物理学史中占据相当重要的地位,人们对力学和电磁学的认识已经相对完善,加之力学和电磁学与我们日常生活联系紧密,方便取材,所以表现在高考中对它们的考查就比较充分。

表2中,因为2005年有了第一届的二期课程改革试点学校的高中毕业生参加高考,于是对于二期课程改革的考生,试卷采用“一卷二分叉”的形式,在填空题和计算题两个部分分别命制了适合一期课程改革和二期课程改革的试题。所以2005年的试卷内容所占比例分A、B两种类型,A类题(适合使用“一期课改”教材的考生),B类题(适合使用“二期课改”教材的考生),公共题(全体考生必做)。此年份特别标明是因为A类填空题考查了“一电二力”,B类三道填空题都属于电磁学部分,导致A、B两类试卷内容所占比例不同。

2.试卷知识点分析

力学部分:虽然四份试卷中力学部分所占的比例不同,但考查的知识点都是力学中的核心知识,如共点力的平衡问题(力的合成),牛顿第二定律,动量守恒定律,机械能守恒定律,自由落体运动,抛体运动,万有引力,振动和波等。这四年试卷力学考核内容并非都包含以上所有的知识点,命题者根据当年的考试说明有选择的考查学生某个或某几个知识点。而一个知识点作为一道单独的题目来考查的也不多,往往是两个或两个以上知识点结合起来考查,并较多出现在填空或选择题中。

如2015年第31题:

31.(12分)质量为m的小球在竖直向上的恒定拉力作用下,由静止开始从水平地面向上运动,经一段时间,拉力做功为W。此后撤去拉力,球又经相同时间回到地面。以地面为零势能面,不计空气阻力。求:

(1)球回到地面时的动能Ek1

(2)撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F;

(3)球动能的W/5时的重力势能Ep。

这道力学试题既考查了机械能守恒,又考查了牛顿第二定律等内容。

电磁学部分:主要考查电磁学的基本知识和重点知识,如电场力及其做功、电势能、洛伦兹力、电磁感应、稳恒电流及实验、带电粒子在电磁场中的运动等。电场、磁场既是电磁学的基础,又是电磁学的重点内容,是历年高考命题选材的重点,带电粒子在电磁场中的运动涉及到力学的诸多核心知识,高考考查的频率较高。

热学部分:分析四份试卷发现,高考对热学部分的考查集中在分子运动理论、波意耳马略特定律、理想气体状态方程等知识点。这四份试卷实验题都考查了热学部分。

1985年考查气体的压强、温度、体积的关系:

1.如图所示,在球形烧瓶上连一根水平玻璃管,管中装有一小段水银柱,用来把烧瓶中的气体和外界的大气隔开。先把烧瓶放进盛着冰水混合物的容器里,经过一段时间,再把烧瓶放进热水中,可以看到此时水平玻璃管中的水银柱将__________移动。在这个实验中,烧瓶中气体初、末状态参量的变化是:压强__________ ,温度__________ ,体积__________。

1995年考察玻意耳定律:

(2)(多选题)在“验证玻意耳定律”的实验中,对气体的初状态和末状态的测量和计算都正确无误。结果末状态的p V值与初状态的p0V0值明显不等。造成这一结果的可能原因是在实验过程中:

(A)气体温度发生变化。 (B)气体与外界间有热交换。

(C)有气体泄漏。 (D)体积改变得太迅速。

2005年考察一定质量气体的压强与体积的关系:

15.一同学用下图装置研究一定质量气体的压强与体积的关系。实验过程中温度保持不变。最初,U形管两臂中的水银面齐平,烧瓶中无水,当用注射器往烧瓶中注入水时,U形管两臂中的水银面出现高度差,实验的部分数据记录在右表。

(1)根据表中数据,在右图中画出该实验的h1/V关系图线。

(2)实验时,大气压强p0=__________ cm Hg。

2015年考察压强一定气体的温度与体积的关系:

29.简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接,在管中灌入液体后,将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下,调节右管的高度,使左右两管的液面相平,在左管液面位置标上相应的温度刻度。多次改变温度,重复上述操作。

(1)(单选题)此温度计的特点是

(A)刻度均匀,刻度值上小下大

(B)刻度均匀,刻度值上大下小

(C)刻度不均匀,刻度值上小下大

(D)刻度不均匀,刻度值上大下小

(2)(多选题)影响这个温度计灵敏度的因素有

(A)液体密度 (B)玻璃泡大小

(C)左管内径粗细 (D)右管内径粗细

(3)若管中液体是水银,当大气压变为75cm Hg时,用该温度计测得的温度值__________ (选填“偏大”或“偏小”)。为测得准确的温度,在测量时需__________。

从这四份试卷题型看出,热学实验题题型多样,有填空型、选择型、作图型,有的填空还是一道简单的计算题。从内容看出,热学实验试题没有照搬课本实验,但只要懂得实验原理并能灵活应用这些原理,解答并不困难。分析解答过程发现利用公式法处理实验数据得出结论是一项非常基本而重要的实验能力。

光学部分:高考对光学的考查集中在光电效应、光的干涉和衍射现象、测定玻璃的折射率实验、全反射等基础知识,考查比例相对比较小。

原子物理部分:一般会以填空题或选择题的形式出现,考查的内容多是一些较简单的基本粒子常识问题、核反应方程式和波尔理论等原子物理的基本知识。

三、总 结

从总体上来看,上海高考物理试卷越来越强调试卷命题中学生对社会及文化生活情景的关注,也从更多地关注知识立意逐步过渡到更注重能力立意,更多地考查学生分析解决问题的能力,理论联系实际的能力和解决实际问题的能力。这也是与“一期课改”“三角形”模型中:“社会需要、学生发展、学科体系”,“二期课改”“主轴”模型中:“以学生发展为本”,这个变化相对应的[10]

高中课程改革与高考改革作为教育的两大改革,要发挥高考的正确导向作用,促进高中课程的实施,就必须继续深入进行高考内容改革,总体上要更加注重对考生能力和素质的考查,命题内容进一步加强理论与实际的联系,“使物理贴近学生生活,联系社会实际”,[11]特别是与现代政治、经济、科技、文化发展的联系,完成高考所承载的“坚持立德树人,适应经济社会发展对多样化高素质人才的需要”的育人要求,选拔社会主义事业建设者和接班人。

The Change and Development of the Physics Test of the National College Entrance Examination in the Setting of the Curriculum Reform

—Take the Shanghai as a Case

Hongjie Yu

Abstract:Inthe 40years after the resuming of the National College Entrance Examination(NCEE),Shanghai has been actively involved in the reform of the NCEE. Since1985,Shanghai has been entitled to the right of the item development of the NCEE.With the development of the high school curriculum reform,the contents and forms of the NCEEhas undergone changes gradually.Physics,as one of the NCEE subjects,has also been actively involved in the reform of item development in different periods.The paper selects four typical Shanghai physics test papers in the NCEEto compare and analyze the reform and development of the Shanghai physics test paper in terms of structure and contents.

Keywords:the resumption of the National College Entrance Examination,the National College Entrance Examination in physics,Shanghai,physics test paper

[1]作者简介:杨明福,男,原华东理工大学信息学院计算机系教授,博士生导师,主要从事计算机应用与软件开发以及招生、考试领域的信息化建设。

[2]作者简介:喻红婕,女,上海市教育考试院,研究方向为招生考试研究。

[3] 李勇.高考物理学科能力考查的路径和展望[J].课程教材教法,2011(12).

[4] 李朝仙.高中课程改革与高考关系研究[D].2006:7.

[5] 彭德倩.上海高考前世今生:1985年在全国首次实施自主命题[N].2014:9.

[6] 上海市教育招生考试中心.1995年全国普通高等学校招生统一考试上海卷考试说明[S].

[7] 上海市教育考试院.2005年全国普通高等学校招生统一考试上海卷考试手册[S].上海:复旦大学出版社,2005.

[8] 上海市教育考试院.全国普通高等学校招生统一考试上海卷考试手册(2015)[S].上海:上海古籍出版社,2015.

[9] 李秀美.二十年物理高考试卷的纵向分析[D].2006:10.

[10] 尤炜.上海“二期课改”:一笔宝贵的财富[J].基础教育课程,2009(2).

[11] 中国教育部.普通高中物理课程标准(实验)[M].2003.

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