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摘要：通過介紹NAEP科學(xué)框架試題編制的一般流程，結(jié)合POE策略的特點(diǎn)，探討初中物理實(shí)驗(yàn)試題命制的一般流程，以期為初中物理實(shí)驗(yàn)試題編制提供新的思路和方法。

關(guān)鍵詞：POE；NAEP；初中物理；實(shí)驗(yàn)命題

POE(Predict-Observe-Explain)策略自提出以來，一直作為教學(xué)策略應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐的模式探討過程中。美國“國家教育進(jìn)步評價”(NAEP)在2009年首次將POE項(xiàng)目集作為科學(xué)框架新增的試題類型，同時各種試題類型也可運(yùn)用POE策略進(jìn)行設(shè)置[1]。實(shí)驗(yàn)試題是初中物理考試的重要部分，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)試題的題型包括選擇題、填空題、作圖連線、簡答題等，以填空題和簡答題為主。本文借鑒NAEP中的POE試題的特點(diǎn)，探究將POE策略應(yīng)用于初中物理實(shí)驗(yàn)試題的編制。

一、POE策略發(fā)展概述

1980年，為揭示學(xué)生前概念，Champagne，Klopfer，Anderson提出用演示、觀察、解釋(Demonstrate-Observe-Explain，縮寫為DOE)來探查學(xué)生對運(yùn)動學(xué)的理解。1981年，Cunstone和White把DOE改為預(yù)測、觀察、解釋(Predict-Observe-Explain，縮寫為POE)。1985年，Champagne等把POE作為教學(xué)策略應(yīng)用于自由落體的教學(xué)中。1992年，Gunstone和White正式提出了POE教學(xué)策略，并把這一策略分為預(yù)測、觀察和解釋三個階段，作為一種用于探查學(xué)生對科學(xué)理解程度的研究方法。在教學(xué)實(shí)踐中，人們不斷對這一策略進(jìn)行嘗試和改進(jìn)。例如，Ranne和Kolari把POE策略擴(kuò)展為PDEODE[2]，即預(yù)測、討論、解釋、觀察、討論、解釋六個階段。在國內(nèi)，POE策略在物理、化學(xué)、生物等學(xué)科上也有較多應(yīng)用研究。而POE策略不僅可作為一種教學(xué)策略應(yīng)用在教學(xué)設(shè)計和教學(xué)過程中，NAEP還將這一策略應(yīng)用于科學(xué)試題的設(shè)計，NAEP2009年科學(xué)框架新增加的試題類型POE項(xiàng)目集正是這一策略在命題設(shè)計上應(yīng)用的典型案例，各種試題類型也可運(yùn)用POE策略進(jìn)行設(shè)置[1]。表1是NAEP科學(xué)框架[3]對POE的說明，以運(yùn)用POE項(xiàng)目集來體現(xiàn)科學(xué)探究的過程。

二、基于POE策略的初中物理實(shí)驗(yàn)試題編制流程

在NAEP試題編制的過程中，主要通過科學(xué)內(nèi)容和科學(xué)實(shí)踐從不同維度來確定課時的表現(xiàn)期望，進(jìn)而以表現(xiàn)期望為中心，引出學(xué)生反應(yīng)，再根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)判斷學(xué)生“知道什么和能做什么”，即判斷學(xué)生在科學(xué)領(lǐng)域具體掌握了哪些方面的內(nèi)容，以此作為科學(xué)素養(yǎng)評判的依據(jù)[4]。本文結(jié)合雷新勇的著作中命題與評價的要求[5]，參考NAEP試題編制的流程，總結(jié)出基于POE策略的初中物理實(shí)驗(yàn)命題流程，以此為初中物理實(shí)驗(yàn)命題提供可操作性指引，如圖1所示。POE命題策略表示學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中對某一現(xiàn)象做出預(yù)測(判斷)、觀察、解釋(論證)的一種命題模式，預(yù)測、觀察、解釋三個環(huán)節(jié)可以單獨(dú)使用也可以組合使用，題型可以是選擇題、建構(gòu)反應(yīng)題或者是組合題。內(nèi)容領(lǐng)域即考查的內(nèi)容范圍，能力水平則是考查的不同能力維度，參考NAEP科學(xué)實(shí)踐的四個能力維度，可將我國初中物理實(shí)驗(yàn)試題的能力水平要求劃分為“識別實(shí)驗(yàn)原理”“運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理”“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究”三個維度。因紙筆測試和操作考試的側(cè)重點(diǎn)不同，因此考查的能力水平也不同。“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究”的能力在筆試中較難全面考查，而POE的特點(diǎn)是對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測或判斷，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)果，分析解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)論等，因此嘗試采用預(yù)測、觀察、解釋來概括POE試題的考試行為目標(biāo)，表2為POE策略應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)筆試的具體表現(xiàn)要求。在操作考試方面，考查目標(biāo)應(yīng)該側(cè)重在“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究”方面。NAEP科學(xué)框架指明可以運(yùn)用預(yù)測、觀察、解釋項(xiàng)目集來體現(xiàn)科學(xué)探究過程。因此，為體現(xiàn)POE的特色，有必要將“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究”這一過程再細(xì)分。結(jié)合新課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)探究的七個要素及POE各環(huán)節(jié)在科學(xué)探究方面的說明，嘗試將實(shí)驗(yàn)考查的要素分為預(yù)測與設(shè)計、觀察與實(shí)驗(yàn)、解釋與評估三個方面，顯然這里將POE的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行拓展，表3為其對應(yīng)的表現(xiàn)要求。實(shí)際操作任務(wù)的編制在觀察環(huán)節(jié)也不僅僅是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)果的觀察，還涉及實(shí)驗(yàn)過程的具體操作、數(shù)據(jù)收集和處理，因此對POE策略應(yīng)靈活運(yùn)用，不能模式化。

三、基于POE策略的初中物理實(shí)驗(yàn)試題編制

以紙筆測試為例，選擇探究動能大小與哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)為考查內(nèi)容，具體試題編制需制訂該實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)水平(見表4)、實(shí)驗(yàn)試題(見表5)、制訂評分細(xì)則。試題源于2013年廣東中考試卷第22題，該題采用控制變量法和轉(zhuǎn)化法對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行定性探究。原題總體上較注重實(shí)驗(yàn)結(jié)論的考查而忽視實(shí)驗(yàn)過程的考查，因此將其改編為兩道建構(gòu)反應(yīng)題，通過E2的考查，側(cè)重于考查學(xué)生根據(jù)觀察的結(jié)果分析推導(dǎo)出結(jié)論，屬于POE的解釋環(huán)節(jié)。回答解釋這兩道題目，學(xué)生需要明確實(shí)驗(yàn)的目的，知道實(shí)驗(yàn)的方法，會比較觀察實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，從而分析得出結(jié)論，由此能考查到實(shí)驗(yàn)的過程而不僅僅是實(shí)驗(yàn)結(jié)論。表6為第1問的評分細(xì)則，采用SOLO(StructureoftheObservedLearningOutcome)分類評價法，使用評分量規(guī)[6](ScoringRubric)制訂詳細(xì)的評分細(xì)則。第2問的評分細(xì)則與第1問類似，限于篇幅，不再贅述。在C市某中學(xué)兩個平行班進(jìn)行測試，共發(fā)放105份試卷，有效回收試卷103份(包括其他4道試題)，測試后對各題目測試結(jié)果進(jìn)行克隆巴赫系數(shù)分析，SPSS軟件分析顯示克隆巴赫系數(shù)為0.856，測試結(jié)果可信。再通過測試成績與學(xué)生的物理成績的相關(guān)性來分析測試的效度。由SPSS軟件的斯皮爾曼(Spearman)等級相關(guān)系數(shù)分析，二者的相關(guān)系數(shù)為0.921，相關(guān)性較強(qiáng)，說明測試結(jié)果是比較有效的。該試題兩小問滿分各為2分，總計4分。測試結(jié)果表明，61%的學(xué)生只能獲得1分及以下，從學(xué)生的答題內(nèi)容來看，學(xué)生不知道實(shí)驗(yàn)中的對比實(shí)驗(yàn)，不會分辨控制哪個變量變化，往往停留在實(shí)驗(yàn)的表面，只能從勢能、擺球角度、高度、滑動距離等內(nèi)容答題，無法意會轉(zhuǎn)化法在該實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。有29%的學(xué)生獲得2分，這部分學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)要探究的內(nèi)容，知道動能大小的影響因素有物體質(zhì)量和速度，能直接給出結(jié)論，但無法根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察給出合理的解釋。此外，僅有9%的學(xué)生獲得3分，4%的學(xué)生獲得滿分。此題設(shè)計意圖在于通過學(xué)生的推導(dǎo)過程和表述考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)過程的掌握情況，由此判斷學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α４祟}也反映出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰€較弱，特別是對實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)過程的理解方法有明顯的不足，因此在教學(xué)過程中應(yīng)加強(qiáng)這方面的引導(dǎo)。本試題是以考查POE策略中的解釋環(huán)節(jié)的要求進(jìn)行編制，若選擇表4的不同表現(xiàn)水平進(jìn)行組合，則可以編制更加靈活多樣的試題及試題類型。

四、結(jié)語

借鑒NAEP科學(xué)框架的命題流程，基于POE策略的初中物理實(shí)驗(yàn)考試命題具有可操作性，本文給出一般的命題流程和試題編制過程，以期為初中物理實(shí)驗(yàn)試題編制提供新的思路和方法。從POE策略的特點(diǎn)可知POE策略下的試題編制側(cè)重于對學(xué)生的預(yù)測和解釋能力，尤其是解釋能力的考查。但是，POE策略并非可以應(yīng)用于所有的實(shí)驗(yàn)試題編制，POE試題比較適用于探究性實(shí)驗(yàn)的考查，筆試試題側(cè)重于“運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理”的考查。POE策略應(yīng)用于初中物理實(shí)驗(yàn)試題編制是一種新的嘗試，其適用性和更為深刻的內(nèi)涵仍需進(jìn)一步挖掘。物理教師在一線教學(xué)過程中，既可以將POE策略作為教學(xué)策略應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，還可以將其作為命題策略應(yīng)用于試題編制的過程。教師在教學(xué)過程中的各種教學(xué)策略能否與試題編制相聯(lián)系，如何將教學(xué)策略與命題策略結(jié)合來提高課堂的教學(xué)效率、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)等問題，仍需進(jìn)一步探討與研究。

作者:丁格曼 張軍朋 單位:華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院