科学教育质量测评与试题研制——浙教版科学培训（PDF版）

科学教育质量测评与试题研制
曾平飞
浙江师范大学教师教育学院
一、科学教育质量及测评

科学教育质量

测评框架和指标

测评工具
二、试题命制方法与技术

命题原则

基本方法

相关建议
2
科学教育质量
我国基础教育中的科学课程

科学课程，泛指中小学开设的理科课程：
–小学：科学
–初中：

分科：物理、化学、生物、地理（自然地理）

综合：科学
–高中：物理、化学、生物、地理（自然地理）
科学课程的性质

课程性质
–自然科学领域的学科课程
–以培养学生的科学素养为宗旨
全国公民科学素养调查的结果
全国公民科学素养调查的结果
我国中小学科
学教育的质量
究竟如何？
具备基本科学素养的公民比例
中国（2010年）
美国（2006年）
3.27%
26%
本科及以上----13.17%
高中毕业--------3.88%
初中毕业--------1.64%
小学及以下-----
<1%
学生的科学素养

《科学（7～9年级）课程标准》：
科学课程以提高每个学生的科学素养为总目标。通过本课程的学
习，学生将保持对自然现象较强的好奇心和求知欲，养成与自然
界和谐相处的生活态度；了解或理解基本的科学知识，学会或掌
握一定的基本技能，并能用它们解释常见的自然现象，解决一些
实际问题；初步形成对自然界的整体认识和科学的世界观；增进
对科学探究的理解，初步养成科学探究的习惯，培养创新意识和
实践能力；形成崇尚科学、反对迷信、以科学的知识和态度解决
个人问题的意识；了解科学技术是第一生产力，初步形成可持续
发展的观念，并能关注科学、技术与社会的相互影响。
科学课程的目标
科学
探究
科学
素养
科学
科学
知识
态度
科学教育的质量

科学教育的质量：学生的科学素养水平
–科学知识
–科学探究
–科学态度……
测评框架和指标
框架和指标制定的几个关键问题

测评的目的：目的在标准制定中有方向性的作用
12
PISA：从系统外部看教育的测评
PISA：未来公民需具备什么
PISA：评价教育系统的产出情况
Are
students
well
prepared
for
future
challenges
我们的学生是否为迎接未来的挑战作好了准备？
Can
they
analyse,
reason
and
communicate
effectively
他们能不能进行分析、推理和有效地交流？

Do
they
have
the
capacity
to
continue
learning
throughout
life
他们是否具备了终身学习的能力？
PISA：科学素养的测评框架
科学知识
内容知识
程序性知识
认识论的知识
情
境
能
力
科学地解释现象
与科学及技术有关
评价和设计科学探究
的生活情景
科学地解释数据和证据
态
度

对科学的兴趣

对研究方法的重视

环境意识
PISA：科学情境评价框架
个体
当地/全国
全球
疾病的控制、社会传
健康与疾
维护身体健康、意
传染病、流行病的
递、食物选择、团体健
病
外事故、营养
蔓延
康
人口数量的保持、生
再生能源与非再生
自然资源与能源的
自然资源
活质量、安全、食物的
能源、人口增长、
消耗
生产、能源供给
物种可持续利用
生物多样性、生态
环境友好型的活动、
人口分布、垃圾处理、
环境质量
的可持续性、人口
材料与设备的使用
环境影响
控制、水土流失
快速的改变（比如，
地震、恶劣的气候）、
气候变化、现代沟
障碍
对生活选择的评价
缓慢的改变（比如，海
通交流的影响
岸侵蚀、土壤的沉积）、
风险评估
科学方面的兴趣爱
物种灭绝、太空开
科学技术
新材料、遗传的改变、
好，个体的技术，音
发、宇宙起源与结
的前沿
传输、生命健康技术
乐与体育活动
构
TIMSS：从系统内部看教育的测评
TIMSS：从系统内部看教育的测评
改进数学和
科学教育
TIMSS：如何解释学生学习的结果
期望的课程：
课程方案，
课程标准--教科书
实施的课程：
教学计划—课堂教学
习得的课程：
合格—良好—优秀
TIMSS
：国际数学和科学趋势研究
测量框架：四、八年级科学内容领域
四年级内容领域
百分比
生命科学
45%
物质科学
35%
地球科学
20%
八年级内容领域
百分比
生物
35%
化学
20%
物理
25%
地球科学
20%
TIMSS
：国际数学和科学趋势研究
测量框架：四年级和八年级科学认知领域
认知领域
百分比
四年级
八年级
了解
40%
30%
应用
35%
35%
推理
25%
35%
PISA
Vs
TIMSS

能力中心

知识中心

超越课程

基于课程

前瞻性的评价

回顾性的评价

从整体上引导教育系

从具体环节上改进教
统改进
育系统

问责的意味更浓

协助的取向明显
NAEP
：美国国家教育进步评价
测评的目的，是为了了解，美国学生通过课程学习后，
知道什么，能够做什么。
NAEP
：美国国家教育进步评价
NAEP
：美国国家教育进步评价
科学内容
物质科学
生命科学
地球和空间科学
内容界定
内容界定
内容界定
识别科学原理
预期的表现
预期的表现
预期的表现
科
运用科学原理
预期的表现
预期的表现
预期的表现
学
实
运用科学探究
预期的表现
预期的表现
预期的表现
践
进行技术设计
预期的表现
预期的表现
预期的表现
NAEP
：美国国家教育进步评价
科学内容
物质科学
生命科学
地球和空间科学
内容界定
内容界定
内容界定
识别科学原理
预期的表现
预期的表现
预期的表现
科
运用科学原理
预期的表现
预期的表现
预期的表现
学
实
运用科学探究
预期的表现
预期的表现
预期的表现
践
进行技术设计
预期的表现
预期的表现
预期的表现
标准制定的几个关键问题

测评的目的：目的在标准制定中有方向性的作用

学习质量的界定：知识与能力仍然是其中的核心问题
28
（力学）
（科学推理）
（电磁学）
（力学）
（电磁学）
（科学推理）
框架制定的几个核心问题
国际学生科学学习质量测量框架的维度
内容
能力
态度
情境
NAEP
√
√
TIMSS
√
√
PISA
√
√
√
√

内容（知识）与能力是所有框架共有的核心维度

态度只在PISA的框架中出现，NAEP和TIMSS把态度放在影响
因素中进行调查

情境在PISA
不是一个测量的维度－－它不是测量目标，而
是试题素材的来源和分析成绩的视角
30
框架制定的几个核心问题
能力维度如何界定
课程标准和科学测试框架中的能力维度
能力维度的界定
PISA
识别科学问题；科学地解释现象；使用科学证据
了解；应用；推理
TIMSS
科学探究（隐藏）
NAEP
识别科学原理；应用科学原理；进行科学探究；进行技术设计
我国科
了解；理解；应用
学课标
科学探究
31
标准制定的几个关键问题

测评的目的：目的在标准制定中有方向性的作用

学习质量的界定：知识与能力仍然是其中的核心问题

测量方法与技术：影响着标准的形式和结构
32
测验的形式

纸笔测验
–
适合大规模实施
–
信度、效度较高
–
部分能力的测量受限

操作测验
–
适用于专门技能的测量
–
组织成本高
–
信度、效度难以保证

计算机化测验
–
可以实现个性化测试
–
高效、精确
–
条件受限
基于课程标准的科学测评框架和指标
课程目标
测量目标

对课程标准中的过程目标进行剥离

对内容目标进行分类和选择：
–
知识与技能
测试
–
过程与方法
–
情感态度与价值观
问卷调查

对内容标准中的行为动词进行规范和统一
–
可借助布卢姆教育目标分类法
34
01版教育目标分类表及应用方式
认知过程维度
知识维度
1．记忆
2．理解
3．应用
4．分析
5．评价
6．创造
A.事实性知识
B.概念性知识
C.程序性知识
D.元认知知识
2001年版认知领域教育目标分类——
认知过程维度
类别
相关词
定义与示例
1．回忆——从长时记忆中提取相关的知识
1.1再认
Identifying（识别）
在长时记忆中定位与当前材料相一致的知识
从长时记忆中回忆相关的知识
1.2
回忆
Retrieving
（追忆）
2．理解—从教学信息包括口头、书面和图形等形式中建构意义
Clarifying
（澄清）
从一种表征方式（如数字的）变成另外的
Paraphrasing（释义）
2.1
解读
一种（如文字的）（如解释重要的演讲和
Representing（陈述）
文档）
Translating（转述）
Illustrating（举例）
找到具体的例子或者解释概念或原理的说
2.2
举例
Instantiating（例示）
明
Categorizing（分类）
判定属于一类的事情（如对精神错乱观察
2.3
分类
Subsuming（归类）
或者描述的案例进行归类）
Abstracting（概括）
概括一般的主题或者要点（如对于录像带
2.4
总结
Generalizing（归纳）
中描述中的事件写一篇简短的总结）
Concluding（推断）
Extrapolating（外推）
从呈现的信息中进行逻辑的推断（在学习
2.5
推断
Interpolating（内推）
外语的时候，从例子中推断语法规则）
Predicting（归纳）
Contrasting（对比）
发现两种观点、对象或其它类似物之间的
2.6
比较
Mapping（对应）
一致性（比较同时期历史性事件）
Matching（匹配）
Constructing
Models
建构一个系统的因果模型（如解释法国18
2.7
说明
（建模）
世纪重要事件的原因）
科学测评框架的维度结构
能力
科学内容维度
认知维度
科学探究维度
了解
理解
应用
问题
证据
解释
生命科学
物质科学
地球、宇宙
和空间科学
38
题目与指标的对应
39
样题
例：当太阳直射北回归线时，我国所处的节气是
（
）
A．春分
B．夏至
C．秋分
D．冬至
地球、宇宙与空间科学
内容维度
人类生存的地球
知道一年中当地正午太阳高度角和昼夜长短变化的关系
认知维度
了解
说出：能够对科学事实、过程、概念给出正确的陈述。
40
科学探究维度
样题

例：从研究资料得知，正常人的心脏推动血液
流动的功率为1.5瓦，这意味着1秒内心脏做的
功，可将一瓶500克的矿泉水提升大约（
）

A．0.15米
B．0.3米

C．1.5米
D．3米
物质科学
内容维度
能与能源
能量守恒与转化
认知维度
理解
运算：能够直接运用公式或执行一个程序来求得问题的答案
41
科学探究维度
样题

例：为了研究如何更好地
种子的发芽率
保存种子，实验人员利用
时间
（%）
低温仓库（7.5℃）贮藏玉
入仓时
92.0
米种子，并连续三年从仓
入仓1年后
92.0
库中取出生部命科分学玉米种子进
内容维度

入仓2年后
91.0行发芽试验，生命结的延果续和如进化右表
所示：
植物的生殖与发育
入仓3年后
90.0
应用

认从知上维度表中你可以得出什么
归纳：能够找出不同领域的概念之间的联系，从个别的、特殊的
结论？请对你的结论作出
事例提取出一般的原理或结论
解释。
解释
科学探究维度
将探究获得的数据（包括观察到的现象）与既有的知识和经验建
42
立联系，从而对数据进行解释，对探究的问题进行解决。
测评工具
监测工具设计面临的问题与解决办法

测量的广度：
–大覆盖面，包括整个指标体系，所以，需要有大的题量

测量的精度：
–在每一个观测点上，要达到一定的测量精度，才能对测
量目标做出可靠的推断，因而在一个点上，也要有足够
的题量
44
工具设计面临的问题与解决办法

矛盾：
–大题量
–题目之间的独立性
–有限的测试时间
–被试的应试动机

在团体测验情形下的解决的思路：
–无需对个体成绩全面测量----每人只答一部分
–无需每个被试作答所有的试题----把“相互暗示”的题目
分给不同的被试
45
解决的方案：矩阵取样设计
第一，根据需要开发一套大题量的完整试卷。
第二，把这套完整的试卷划分成若干分题册，题册间具有
一定的内在规律。
第三，对每份题册，把试题先按题目的形式与内容分类，
再根据试题难度，按从易到难总体原则编排。
（或用题目组成题组，将题组循环编排，即BIB设计）
命题原则
指导思想
科学学习质量监测的意义
不强调
更强调
评价容易考核的内容
评价重要的内容
评价分立的知识
评价具有良好结构的丰富的知识
评价科学知识
评价科学理解力和探究能力
具体知识的记忆
知识的含义及其在实际情境中的应用
技巧及其熟练程度
分析、论证与解释
目的是检测学生有哪些知不知道
目的是检测学生知道什么、能做什么
48
基本原则
科学学习质量监测的意义

基于标准：
1.
题目检测的知识和能力，需符合监测框
架和指标体系；
2.
题目规范，难度适当，杜绝偏题、怪题。
49
测评目标的指向：是人还是点

测量中不是要把每个学生都测准，而是要
把每个指标（知识点或能力点）测准：
–测人：

为把人的知识和能力准确描述，需对其投放大量的
不同层次和类别的题目
–测点：

围绕每一指标，开发多个题目，从多处侧面和层次
对其进行测量。
以“细胞”概概念为例：

可以用多道题考：
–细胞是构成生物体的基本单位
–细胞的基本结构
–细胞在何种条件下看到
–可以用细胞概念分析和解决什么问题
基本原则

基于标准：
1.
使用成熟可靠的题型，题型不宜过于复
杂，以免造成学生理解困难；

题型合理：
2.
题型应与检测的目标相适宜，高层次能
力的检测应以主观题为主；
3.
题型不宜过多，结构清晰。
52
建议的题型
选择题：
开放性问答题：
以检测知识目标为主：
主要检测科学探究目标；
亦可检测科学探究目标。
采用编码方式评分。
传统的计算题以检测计算技能为主，难以真正检测学生对科学知识
的理解和应用，与监测的目的不符，在科学监测中不予采用，必要的计
算及作图等技能可以融入上述两种题型中检测。
基本要求

基于标准：

题型合理：

情境恰当：
1.
凡联系实际的试题，命题采用的素材，
应真实可信，不能人为编造。
2.
情境应与设问自然融合，不可人为添加
情境。
54
基本原则

基于标准：

题型合理：

情境恰当：
1.
每道题的检测目标应清晰、明确，从学
生的作答反应中能推知所测查的知识与

目标明确：
能力状况；
2.
在知识目标的检测中，不宜把多个知识
点混合在一道题中考查。
55
例
对物理概念的说法中正确的是
A．平衡的杠杆动力臂是阻力臂的几倍，加在杠杆上的动
力就是阻力的几分之一
B．某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值
C．物体内某一分子热运动的动能与分子势能的总和叫做
物体的内能
D．作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相
反，这两个力就被此平衡
答案：A
一个误区：
采用选择题可以扩大考查的覆盖面，如果
四个选项涉及的都是不同的知识点，其覆
盖面岂不是可以成四倍地扩大吗？
殊不知，这样的覆盖是没有价值的。因为
我们无法从学生回答的对错推知其知识掌
握情况。
基本要求

基于标准：

题型合理：

情境恰当：

目标明确：
1.
题目内容无科学性错误；

内容正确：
2.
题目表述清晰明了，无歧义
3.
选择题的选项与题目相匹配，无矛盾；
4.
答案正确。
59
命题原则

基于标准：

题型合理：

情境恰当：

目标明确：

内容正确：
1.
依据检测目标合理设定评分点；
2.
细化评分点，有小题的情况不能只给大

评分可靠：
题总分；
3.
主观题的评分标准需有可操作性，经得
起复评检验（评分者信度高）。
60
命题的基本过程和方法
教育质量测评命题与高、中考命题的区别
高、中考命题
测评命题

依据试卷双向细目表命题

依据指标体系命题

命题直接为组卷服务

命题是为了覆盖指标

题目数量一定

题目数量弹性

题目仅供一次使用

题目需多次使用

封闭命题，周期短，限制多

命题相对开放，周期长，
可利用的资源和手段较多
高、中考命题：基于常模，旨在选拔
测评命题：基于标准，旨在诊断
62
（三）基基于于标标准准的的命命题题
预期的表现
产生
创意
具体指标
题目
素材
引出
题目对学生提出认
知要求。这些要求
学生的作答
既用于设计试题，
反应
又用于解释学生的
作答反应。
作为证据解释
学生知道什么
和能做什么
63
命题的基本策略（1）：使用题目标签

题目标签记载着题目的基本信息，用于对题目进行标
识、描述：

编号、知识、能力、特征、答案、难度、区分度

题目标签对命题起到引导、规范和澄清的作用，是提
高命题科学化水平和保障题目质量的有效手段
64
例：地球自转的方向是（
）
A．自东向西
B．自北向南
C．自南向北
D．自西向东
答案：D
区分
编号
题型
内容
认知过程
具体描述
答案
难度
度
S08O
单选
地球宇宙和空间科学/
考查学生对地球
回忆
D
0.50
0.35
E011
题
地球在宇宙中的位置
自转方向的认识
100
90
80
70
60
50.0
50
39.5
40
30
20
10
5.7
4.7
0.1
0
A
B
C
D
X
选项
所占人数百分比(%)
命题的基本策略（2）：积累题目样例

题目样例的作用：
-
检测要求具体化
-
命题设计实践化
-
命题规范示范化

题目样例的选择原则：
-
正面示范
-
结构复制
-
说明技术
-
提醒注意
66
例
把白糖和味精分别放在铁片上高温加热，结果都出现碳
黑。仅根据此实验，可以得出的结论是（
）
A．两者尽管味道不同，实际上是相同的物质
B．两者都含碳元素
C．两者都含碳、氧元素
D．两者都含碳、氢、氧元素
试题类
内容领域
认知领域
科学探究领域
答案
型
了解
理解
应用
问题
证据
解释
选择题
物质科学
B
√
√

例.
有两颗花生，其中一颗已长芽，如图所示。两颗花生各取一半，
分别滴入一滴碘酒，一会儿，未长芽的花生变蓝，已长芽的没有变
化。根据这个实验，对已长芽的花生，能得出的结论是（
）

A．里面的淀粉被分解、消耗

B．里面的淀粉、蛋白质被分解、消耗

C．里面的淀粉、脂肪被分解、消耗

D．里面的淀粉、蛋白质和脂肪都被分解、消耗
试题类型
内容领域
认知领域
科学探究领域
答案
了解
理解
应用
问题
证据
解释
选择题
生命科学
A
√
√
基于标准命题的主要步骤

明确检测目标（知识、能力）

收集命题素材（搜索、加工）

编写题目（确定题型，选择样例，加工素材，创建图文）

小规模预试（30人），访谈（5~6人）

审核题目（采纳/修改/放弃）

题目定稿，完成相关文本（答案、评分标准，题目标签等）
69
改进命题的建议
知识的检测
测量目标是什么？
知识检测的要点：

面上注重基础知识；

点上侧重核心概念；

度上注意概念辨析和转变；

少考机械记忆

多考能否在情境中激活、检索和提取知识

不一味强调知识量的多少，更重视评价知识在头脑中的状
态
71
知识的检测
测量目标是什么？
什么是基础知识？

不能定义为最简单的知识。

而是最重要的知识，没有它，后续的学习无法进行，个人
发展深受影响。
72
例
图中所描绘的情景中，利用到浮力的是
（
）
答案：C
例：开发新能源是本世纪人类关注的热点之一，
除了开发新能源，我们还应该从节约身边的能
源做起，图中符合节约能源且安全的做法是
（
）
答案：B
例
在图中给出的城市道路交通标志中，表
示“禁止鸣笛”的是(
)
答案：B
是基础知识还是生活常识？
上面这些例子都选自各地的中考物理试
题，在小学3、4年级测试，有90%左右的小
学生能答对。
没有上过初中的人也知道的生活常识，
没有必要纳入初中阶段学业质量的检验范围。
例
以下是溶液的一些说法：①无色
②混合物
③化
合物
④均一
⑤稳定
⑥各部分性质相同，其中正确
的是(
)
A、①③④⑤
B、②④⑤⑥
C、①②④⑤
D、①③⑤⑥
答案：B
例
白醋、食用油、食盐、酒精分别放入水中，不
能形成溶液的是(
)
A、白醋
B、食用油
C、食盐
D、酒精
答案：B
例
以下是溶液的一些说法：①无色
②混合物
③化合物
④均一
⑤稳定
⑥各部分性质相同，
其中正确的是(
)
A、①③④⑤
B、②④⑤⑥
C、①②④⑤
D、①③⑤⑥
答案：B
例
白醋、食用油、食盐、酒精分别放入水中，不
能形成溶液的是(
)
A、白醋
B、食用油
C、食盐
D、酒精
答案：B
我有一位朋友参观一所小学，应邀检查一下年
轻学子们的地理知识。她看了看课本，问道：
“假设你们在地上挖了一个数百英尺的洞，你们
说这个洞底比上面热还是凉？”
全班鸦雀无声，一片寂静。
这时，教师说道：“我敢肯定他们知道，我觉
得你的问题不合适，我来问问。”
于是，他拿起课本，问道：“地球的深层处于
什么状态？”
全班一半的同学都马上异口同声地答道：
“地
球的深层都是熔岩。”
----《给教师的心理讲话》，威廉·詹姆斯（1912）著
例
生活中，铁器在
环境中易生锈，铁锈的主要成分
是
（填化学式），可用
除锈，写出除锈反应的化学
方程式：
。
答案：潮湿，Fe2O3
,
盐酸或稀硫酸(填HCl或H2SO4或酸均
给分)
Fe2O3
+
6HCl
=
2
FeCl3
+
3H2O
或
Fe2O3
+
3
H2SO4
=
Fe2
(SO4
)
3+
3H2O
例
在下列情况下，埋在地下的铸铁输气管道被腐蚀速度
最慢的是（
）
A
在潮湿、疏松、透气的土壤中
B
在呈酸性的潮湿土壤中
C
在干燥、致密、不透气的土壤中
D
在含沙粒较多、潮湿的土壤中
答案：C
例
如图电路中，电源电压不变。电阻R＝6Ω，开关S闭合后，电流表示数
为2A。求：
（1）电源电压；（2）
电阻R消耗的功率；（3）在原电路中电阻R两端并联
一个电阻R1，为使电阻R1消耗的功率为6W，电阻R1的值；（4）在原电路中
串联一个电阻R2，为使电阻R2消耗的功率也为6W，电阻R2的值。
答案：
电源电压U=IR=2A×6Ω=12V………………………①
电阻R消耗的功率P=IU=2A×12V=24W……………………②
电阻R1与R并联，电阻R
消耗的功率P
=U
2
1
1
/R1
6=12
2/R1
………③
解得：R1=24Ω……………………………………………………………④
电阻R2与R串联，电路中的电流I2=U/(R+R2)=12/(6+
R2)………………⑤
电阻R2消耗的功率P2=
I
2
2
2
R2,
6=
I2
R2……………………………………⑥
解⑤、⑥式得：
R2=6Ω………………………………………………………………⑦
评分标准：①②式各2分，③④⑤⑥⑦式各1分，共9分。
例
(江西物理，2004年)
学校学生宿舍走廊的路灯，灯泡容易损坏，经常需
要更换。电工小段在原来电灯的位置，接入了两盏与原来一样的白炽灯。
同学们注意到灯很长一段时间没有坏，而且这两盏灯的亮度比原来用一
盏灯时要暗，由此：
(1)同学们猜想这两盏灯的连接方式是如图所
示甲、乙两图中的一种，你认为正确的是___图，
你判断的依据是__________________________________。
(2)现有电池组、小灯泡、开关、导线等器材(器材数量不限)，请你利用这
些器材来模拟检验你的判断。
在实验中，你主要观察_____________。
画出模拟的电路图：
(3)电工小段这样做________省电(填“能”或“不能”)。
理由：___________________________________
答案：（1）甲
灯变暗（或灯很长时间没有坏）
（2）灯的亮度
（3）能
两灯串联总电阻变大，电源电压一定时，根据P=U2/R，实际功
率变小，相同时间内消耗的电能减少，所以能省电

上述两类题目，第一类是直接呈现课本上的
知识与技能，第二类则是知识与技能在实际
情景中的应用。

在日常教学中侧重哪类题目，实际上就是代
表着不同的价值取向。

从学生终生发展来看，要使学生所学的知识
能在其将来的工作和生活中自如运用，平常
教学就应让学生尽可能地经历、体验这样的
过程。
科学探究的检测
测量目标是什么？
科学探究是科学课程中的核心能力，对科学探究的检测应
注意：

科学探究不必作为一个完整的过程来考；

命题时抓住核心要素：

科学问题

科学解释

科学证据
85
例
请以“探究种子的成分”为例，回答探究性实验的一般步
骤为：
(1)
作出假设。你在该实验中作出的假设是____________。
(2)
设计实验，验证______________是否成立。
(3)
完成实验。实验中当取一粒浸软的小麦种子，穿到铁丝上，
放到火上烧时，会看到种子能够燃烧并变成炭，说明种子中
含有______。最后不能燃烧的物质是________。
(4)
根据实验结果得出_________。
答案：
(1)
种子中含有水分、无机盐、淀粉、蛋白质和脂肪
(2)
假设
(3)
有机物
无机盐(无机物)
(4)
科学结论
例
小宇和晓丽周末到崂山的
“九水十八潭”游玩。
该吃午饭了，他俩从背包中取出事先购置的各种小包
装食品准备饱餐一顿。小宇拿了一包塑料包装的牛肉
干，晓丽拿了一包塑料包装的薯片。
晓丽正吃得津津有味，可小宇还在费劲地撕着包装
袋呢！小宇不解地说：“你力气比我还大？！这么容
易就将包装袋撕开了？”晓丽也奇怪地看了看这包牛
肉干，明白了。她对小宇说：“你看，我这包薯片的
包装袋上有一个三角形的缺口，你的没有。”
他俩又检查了其它小食品的包装袋，发现有的是半
圆形的缺口，有的是直线形（裂缝形）的缺口……
物理课堂培养出的探究意识，促使他俩针对这一现象提
出了一个物理探究课题……
请你也像他俩那样针对上述现象提出一个探究课题，
并完成如下的探究报告：
1、探究课题：
2、猜想：
3、设计实验方案：
实验器材：
实验步骤：
实验记录表格：
4、预测实验：
如果猜想正确，将会出现的现象是：
5、饱餐一顿后，小宇又拿出一袋瓜子，尽管包装袋上没有缺
口，但也较容易地将包装袋撕开了。他仔细一看，发现包装袋是
牛皮纸做的。针对这一现象，请你提出一个探究课题：

科学探究总是围绕着一个问题来进行的，
但是如何考“问题”，却是科学探究考
查中的一个难点。

我们既不能以提出问题的多少来给学生
评分，也不容易评判一个问题的好坏，
这就是考查“提出问题”的难点所在。

在PISA中，没有考查“提出问题”，而
是考查
“识别科学问题”-----什么问
题是科学可以回答的。这也是值得我们
借鉴之处。
问题2：下列问题中哪一个无法利用科学证据来回答？
A．受害者死亡的医学或心理方面的原因是什么？
B．受害者在死亡的时候头脑里正在想着什么？
C．刮取口腔内壁物质是否属于一种安全的采集DNA样
本的方法？
D．同卵双胞胎是否拥有相同的DNA图谱？
摘自PISA
2006

证据是解释的基础和依据，在科学探究
中起着关键的作用。

对“证据”的考查，包括证据的获取与
呈现，对证据的评估等。

基本技能是一个常常与知识知识相提并论的
问题。纸笔测验所能检测是的基本技能，实
际上是心智技能，而不是操作技能。

在科学学科，这方面的考查，大多表现为对
科学方法、实验过程等的认识水平。在科学
监测的框架下，这些内容可以归为科学探究
下的“证据”。

实验能力作为进行科学探究所需的重要能力，
在科学监测中应得到足够的重视。实验能力
既包括实验操作能力，也包括实验方案设计、
实验数据分析处理等方面的能力。
例
将人体按功能分解成八个系统来研究，
这种研究方法是
A、分析法
B、综合法
C、归纳法
D、调查法
答案：A
例
某同学在复习自然科学时，对质量、速度、燃烧值、
比热、电流、电阻和电功率等概念按一定特征作了分类
（见下表）
概念
分类理由
电流、速度、电功率
某两个量的比值
质量、电阻
都与物体本身有关
密度、燃烧值、比热
都与物质本身有关
他使用的科学方法是
（A）分析和归纳
（B）调查和假说
（C）实验和演绎
（D）数学方法和实验
答案：（A）
例
为了研究农药对生物生长的影响，某同学设计
了如下实验：先在三个烧杯内倒入池水，放入不同
生物养3日，再向A、B烧杯各滴加3ml
5%的农药，如
图所示。其中鱼藤酮是一类利用植物产生的毒物制
成的天然农药。C烧杯不加农药。隔天观察烧杯里生
物的生活情况，记录其变化。该同学的实验方案有
不对之处，请指出一点，并提出具体修改意见。
答案：向各烧杯内放入的
生物不一样，应该相同。
而且放入的生物至少要有
一种植物和一种动物。
或者答：观察的时间间隔
太长，应该缩短。
（例
9
）

科学方法的考查应该重在运用，而不是对
其的名称的拷问。
例
在做“研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验时，所用的实验
器材有：A、木块
B、长木板
C、砝码Ⅰ
D、砝码Ⅱ
E、砝码Ⅲ
F、棉布
G、砂纸
H、长玻璃板
I、弹簧秤
(1)为了研究摩擦力与压力的关系，列出选用的器材序号
。
(2)为了研究摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，列出选用的器材序
号
。
Ⅰ
例
如图所示，同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个，现想探究木
块和铁块的下表面谁更粗糙，请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧
测力计，设计一个实验来验证你的猜想，写出实验的步骤、现象和结论。
实验步骤：
。
根据现象：
。
得到结论：
。
例
有三个同学在家里用实验探究纸片、塑料薄膜、棉布对电视机遥控信号的
阻挡能力。他们的探究过程分别是：
甲同学在自己家里，将纸片放在遥控器与电视机之间，手指按遥控器控制键，
如果遥控器能对电视机起控制作用，则增加纸片的数量。如此重复实验，逐渐增
加纸片的层数，直到遥控器不能控制电视机为止，记下纸片的层数。
乙同学在自己家中用塑料薄膜按照与甲同学同样的方法进行实验，记下塑料薄
膜的层数。
丙同学在自己家中用棉布按照与甲同学同样的方法进行实验，记下棉布的层数
。
他们的实验结果已经记录在下面的表格中：
学生
使用材料
能完全阻挡遥控信号的最少层数
甲
纸片
14
乙
塑料薄膜
20
丙
棉布
10
他们的结论是：棉布能比纸片和塑料薄膜更有效地阻挡电视机遥控器发出的控制
信号。
（1）三个同学的探究过程存在一些问题，请你指出其中存在哪些问题。
（2）请从指出的问题中选出1个说明如何改进。
探究通常就是想要寻求科学解
释。解释包括原因分析、建立或使
用模型、判断证据是否支持所得出
的结论等多个方面。
例
在煮饺子的过程中，可观察到如下现象：
饺子刚放入时，沉在水底，煮一段时间后，就浮
了起来。饺子为什么会浮起来？请提出你的猜想
并给出说明。
我想原因可能是：
我的根据是：
还可能的原因是：
我的根据是：
……
可能的答案：
（1）沸水上下翻滚带起了饺
子；
（2）水沸腾后饺子表面吸附
了一些气泡，托起了饺子；
（3）煮熟后的饺子密度小，
因此会浮起来；
可能的答案：
（1）沸水上下翻滚带起了饺子；
（2）水沸腾后饺子表面吸附了一些气
泡，托起了饺子；
（3）煮熟后的饺子密度小，因此会浮
起来；
可能的答案：
（4）饺子由于温度升高而体积变大，
所受浮力也增大，且大于重力，因此浮
了起来；
（5）饺子内的空气受热膨胀，使饺子
体积变大，所受浮力也增大，并使浮力
大于重力（尽管煮过的饺子因吸水会变
重，但浮力增加显然更大），因此浮了
起来；
可能的答案：
（6）随着饺子内的温度升高，水蒸
气增加，导致饺子体积变大，所受浮力
增大，并使浮力大于重力（尽管煮过的
饺子因吸水会变重，但浮力增加显然更
大），因此浮了起来。
评分标准：
高水平的回答：
同时考虑饺子中的空气和水蒸气受热膨胀，或综合考虑饺
子本身和饺子内气体受热膨胀并判断气体受热膨胀可能是主
要因素。如答案(4)、(5)和(6)。
中等水平的回答：
能根据相关知识做出合理判断，但无法深入下去，没有解
释。如答案(3)。
低水平的回答：
回答虽然有一定的合理性，但基本只有经验的猜测。如答
案(1)或(2)。
错误的回答：
知识运用错误，自相矛盾等
科学探究的检测
测量目标是什么？

科学探究的考查肯定不是复制课堂已有的问题，也不局限
于照搬现成的解题套路。

从原则上讲，只有在新颖的情景下，才能真正考查到学生
的探究能力，且在对绝大多数学生将来的发展来说，在实
际中运用知识解决问题，远比对解决纯粹的书本问题更重
要，因而在探究能力的考查中，联系实际是一条很重要的
原则。

联系实际常常导致试题的开放性，开放性试题的研制成为
能力考查的一个重要手段。
107
素材及其使用
测量目标是什么？

为了体现新课程的理念，现在很多试题都引入了情境，使
用了素材。

但是，很少有天然就好用的命题素材，素材的选择与加工
往往需要费心、费力。
108
例
2003年上半年，一场来势汹猛的“非典”给
人民的生命财产带来巨大的威胁。面对病魔，全国
人民万众一心，最终战胜了“非典”。在抗击“非
典”的过程中，李晓同学响应学校号召，每天坚持
自己测量体温，下图是李晓某一天测量体温后体温
计的示数，他的体温是
℃，属于
（填“正常”
或“不正常”）。
（例18）
去掉红色文字，对本题的解答并无影响。大段的情
景描写，除了增加阅读负担之外，并无实际意义。
这并非一道真正地联系实际的试题，是命题中联系
实际的一个误区。
例
2003年上半年，一场来势汹猛的“非典”给
人民的生命财产带来巨大的威胁。面对病魔，全国
人民万众一心，最终战胜了“非典”。在抗击“非
典”的过程中，李晓同学响应学校号召，每天坚持
自己测量体温，下图是李晓某一天测量体温后体温
计的示数，他的体温是
℃，属于
（填“正常”
或“不正常”）。
（例18）
素材及其使用
测量目标是什么？

素材的运用首先要有必要性，不能形式化，不能人为添加。
111
日本八户市中学生友好交流团访问我市某中学时，一位日本
同学发现他随身携带的一个旅行电热壶不能在我市使用，这
个电热壶的英文和中文铭牌如下：
RATED
VOLTAGE
110V
额定电压
110V
RATED
POWER
500W
额定功率
500W
VOLUME
1L
容积
1L
（1）请问该电热壶为什么不能在我市使用？
（2）请你设计一种不改造电热壶而又能使用的方法（简要叙述）
（3）请计算该电热壶正常工作5min消耗的电能是多少J？
答案：（1）、（3）略
（2）可将一个24.2Ω的电阻（须允许通过5A电流）与该电热壶
串联后接到220V的电源上使用。
日本八户市中学生友好交流团访问我市某中学时，一位日本
同学发现他随身携带的一个旅行电热壶不能在我市使用，这
个电热壶的英文和中文铭牌如下：
RATED
VOLTAGE
110V
额定电压
110V
RATED
POWER
500W
额定功率
500W
VOLUME
1L
容积
1L
（1）请问该电热壶为什么不能在我市使用？
（2）请你设计一种不改造电热壶而又能使用的方法（简要叙述）
（3）请计算该电热壶正常工作5min消耗的电能是多少J？
答案：（1）、（3）略
（2）可将一个24.2Ω的电阻（须允许通过5A电流）与该电热壶
串联后接到220V的电源上使用。
这是一道连续两年分别在不同省市的中考试卷中出现的试题。
试想，串联的电阻会与电热杯在相同的内产生同样揿的热量，
这种做法可行吗？这也是一道伪装的联系实际的试题。
素材及其使用
测量目标是什么？

素材的运用首先要有必要性，不能形式化，不能人为添加。

素材必须真实，不能人为编造。

平时应敏锐地发现素材，有意识地积累素材。

命题过程中要对素材进行适当加工：切割、提取….
114
如图所示，平静的水面上有一座石桥，桥孔看上去
是圆形的。当水面上升时，看到桥孔的形状是
A
B
C
D
题型
内容维度
认知维度
科学探究维度
答案
了解
理解
应用
问题
证据
解释
物质科学/
选择题
√
B
运动与相互作用
115
如图所示，平静的水面上有一座石桥，桥孔看上去
是圆形的。当水面上升时，看到桥孔的形状是
A
B
C
D
100
90
题型80
内容维度
认知维度
科学探究维度
答案
70
60
50
了42解.3
理解
应用
问题
证据
解释
40
物质科学/
32.3
选择题30
√
B
20
运动与12.相8互作用
12.4
10
0.2
0
A
B
C
D
X
选项
116
所占人数百分比(%)
案例：从素材到试题
到该“生态旅游新村”考察，在村民家中发现一份由某
职业技术学院下乡宣传队编印的“家庭节电小窍门”。
117
案例：从素材到试题
家庭节电小窍门
……
8、家里的饮水机要保持接通电源，任何时候
都不要断电。
P41
P4.1.6
知道用电器消耗的电能可以用电功来量度，
P4
能量的转
会计算用电器消耗的电能。
能
与
能
化与守
源
恒
P4.1.8了解能量转化与守恒定律。
118
案例：从素材到试题
家庭节电小窍门
……
8、家里的饮水机要保持接通电源，任何时候
都不要断电。
题目1：
有人说：“家里的饮水机要保持接通电源，任何时候都
不要断电。”请你判断这种说法是否正确，并说明原因。
可能的回答：
1.正确。断电后不能随时喝到热水。设问不合理，导
致“答非所问”。
2.不正确。喝反复烧开的水不利于健康。
……
119
案例：从素材到试题
家庭节电小窍门
……
8、家里的饮水机要保持接通电源，任何时候
都不要断电。
题目2：
有人说：“办公室夜里没有人，也应该保持饮水机通
电，以免水完全变凉；如果关了电源，第二天要重新通电给
水加热会更费电。”请你判断这种说法是否正确，并说明你
是如何判断的。
明确考查目标，收缩提问范围，
合理转换环境，排除多余因素。
120
案例：从素材到试题
家庭节电小窍门
……
8、家里的饮水机要保持接通电源，任何时候
都不要断用一电段。文字描述情境，确保其
真实、无歧义、并能直接在此
基础上提问。
题目2：
有人说：“办公室夜里没有人，也应该保持饮水机通
电，以免水完全变凉；如果关了电源，第二天要重新通电给
水加热会更费电。”请你判断这种说法是否正确，并说明你
是如何判断的。
设问分为两个层次：作出判断（结论）
及给出理由（原因、依据）。
121
错误的回答（0分）
编码
回答
70
以为保温比把水重新加热到沸点所用的电要少。
（22%）
例1：这种说法正确。因为水保温时，不会用太大电量，而冷水加热时，要使水
沸腾，这样用的电量就大，在重新开电源时，也会用很大电量。
71
从水的比热容大考虑，认为水温降低不多，加热耗电少。
（6%）
例1：不正确。因为水的比热容大，所以第二天还会有余热，会容易加热。
72
认为饮水机反复启动，会更费电。
（3%）
例1：这种说法是对的。因为像手机一样如果你开了又关，关了又开的话，太费
电。
73
仅从安全角度来回答。
（12%）
例1：不正确。如果连续通电保温，会使机器发热，有可能造成电线短路，引起
火灾。
74
只有结论，没有理由。
（8%）
例1：不正确。因为晚上饮水机保温与第二天重新通电用的电是一样的。
79
其他错误回答（不切题、字迹不清等）
（7%）
没有回答（0分）
99
空白
（3%）
122
编码
回答
较高水平的回答（2分）
从能量的角度来考虑，比较两种情况下水的散热及所需补充的能量，
20
从而作出正确的判断。
（7%）例1：不正确。因为如果通电保温，水就会一晚上都在流失热量，从而
需要相应的电力来产生热量维持温度。而如果关了电源，水的热量流
失了一段时间后，当与室内温度相同时，就停止了热量流失。这样因
为热量流失时间少，流失的热量也会比保温时所流失的热量要少了。
从而只用较少的电来补充这较少的热量，于是就更省电。
29
其较高水平的回答
一般水平的回答（1分）
10
用两种情况下饮水机通电时间来比较，通过实验做出判断。
（33%）例1：不正确。如果不关电源，饮水机的水也会变冷，等到水冷了饮水
机又会自动加热，这样反反复复通的电会比早上来再加热用的电多。
通过实验测量两种情况的通电时间可以得出这样的结论。
19
其他一般水平的回答。
123
开放题的命制和评分
测量目标是什么？

开放什么？

如何开放？

如何控制评分误差？
124
例人类传递信息的方法很多，请举出两种：
（1）________（2）_________
以上两种传递信息的方法，比较好的是
第（
）种，原因是：
____________________________
答案：手机、收音机等
例题晓丽收集到了如下的一些金属特性数据：
金
密度
熔点
比热容
导热性
导电性
属
/×103kg/m3
/℃
[J(kg·℃)-1]
能
能
铝
2.7
660
0.88
4
4
铜
8.9
1083
0.39
2
2
金
19.3
1063
0.13
3
3
钢
7.9
1540
0.46
8
7
铁
铅
11.3
327
0.13
9
9
银
10.5
961
0.24
1
1
晓丽买了一件工艺品，但不知究竟是什么金属制成的。于是她用天平和量简
对该工艺品的密度进行了测量，得到以下表格中的一些数据．请结合右图
将表格填完整。
金
属
块
水
的
体
金
属
块
金
属
块
金
属
块
的
质
量
积V1/ml
和
水
的
的
体
积
的
密
度
m/g
体积
V/cm3
ρ/
（kg/m3V1/ml
）
10.8
14
18
4
2.7
2.7
×103
通过测量，发现这件工艺品是用表中＿铝＿金属制成的，这种金属在日常生活
中应用广泛，例如:
＿＿电＿线＿＿＿。
……
铝电线
第1空
第2空
第3空
第4空
第5空
难度P
0.776
0.761
0.424
0.776
0.415
例题晓丽收集到了如下的一些金属特性数据：
金
密度
熔点
比热容
导热性
导电性
属
/×103kg/m3
/℃
[J(kg·℃)-1]
能
能
铝
2.7
660
0.88
4
4
铜
8.9
1083
0.39
2
2
金
19.3
1063
0.13
3
3
钢
7.9
1540
0.46
8
7
铁
铅
11.3
327
0.13
9
9
银
10.5
961
0.24
1
1
晓丽买了一件工艺品，但不知究竟是什么金属制成的。于是她用天平和量简
对该工艺品的密度进行了测量，得到以下表格中的一些数据．请结合右图
将表格填完整。
金
属
块
水
的
体
金
属
块
金
属
块
金
属
块
的
质
量
积V1/ml
和
水
的
的
体
积
的
密
度
m/g
体积
V/cm3
ρ/
（kg/m3V1/ml
）
10.8
14
18
4
2.7
2.7
×103
通过测量，发现这件工艺品是用表中＿铝＿金属制成的，这种金属在日常生活
中应用广泛，例如:
＿＿电＿线＿＿＿。
……
铝电线
第1空
第2空
第3空
第4空
第5空
难度P
0.776
0.761
0.424
0.776
0.415

引入开放性试题，目的是为了“弹性”
地检测学生的知识和能力水平，这类试
题给学生提供了灵活发挥的空间，但这
种空间是有“边界”的，否则也无法对
学生的知识和能力水平作出评判，考查
也是无效的。

每道题的命制，其考查结果都要具有解
释性，即从每一道题目上面，我们可得
出清晰、有效的结论。所以题目要有明
确的检测目标。
例
室内有两块同样的冰，一块用毛巾
包起来，另一块直接暴露在空气中。你
认为哪一块会熔化得更快，还是一样快？
理由是什么？
答案及评分说明
正确的回答(6分）
学生认为，冰熔化要吸热，干毛巾阻碍冰从
外界吸热，所以用毛巾包的冰熔化得慢
例1：暴露在空气中的冰熔化更快。因为用
20
毛巾包起来
时，在外面形成了一个保护
层，使毛巾中的冰块吸热速率变慢，从而熔
化缓慢。
例2：暴露在空气中的冰熔化快。因为毛巾
不易传导热。
正确的回答(6分）
例3：暴露在空气中冰熔化更快。因为毛
巾内的冰，熔化时会吸收毛巾内的热，
使里面的温度降低，熔化慢。而暴露的
20
冰，温度不会有那么大的变化
例4：暴露在空气中的熔化快。用毛巾把
冰块包起来时，隔绝了空气，毛巾里的
温度低于空气的温度，所以熔化慢。
…
…
29
其他正确的回答
部分正确的回答（3分）
学生认为，冰熔化要吸热，并且试图寻找
冰熔化所需要热量的来源，但所找的热源
却不恰当
例1：暴露在空气中的冰熔化更快。因为空
气中含有CO2，而CO2会产生温室效应，从
10
而使空气中的冰加快熔化。而被毛巾包起
的冰接触不到CO2。
例2：暴露在空气中的冰熔化更快。因为毛
巾是干的，里面没有水分，而空气中含有
水蒸气，并且水蒸气的温度比冰的高，所
以冰遇热会加快它的熔化。
…
部分正确的回答（3分）
学生认为，冰熔化要吸热，毛巾防止热量
往外传，所以用毛巾包的冰熔化得快
11
例1：用毛巾包着的冰熔化更快。因为用毛
巾里的热量不易传出来，全部供给冰。
学生认为，冰熔化要吸热，毛巾会产生热
量，所以用毛巾包的冰熔化得快
例1：用毛巾包的冰熔化更快。因为毛巾是
12
有棉物质，有棉的物质会产生温度，这样
冰就熔化更快。
例2：用毛巾包的冰熔化更快。因为毛巾有
热的功效。
…
错误回答（0分）
学生认为，冰熔化就是冰直接蒸发、升华、
挥发；或者学生简单的用水的蒸发来类比
冰的熔化
70
例1：暴露在空气中的冰熔化更快。因为用
毛巾包起来减少了冰与外界的接触，蒸发
变慢。空气的流动加速了冰的蒸发。
……
错误回答
学生认为，冰熔化就是冰直接蒸发、升华、
挥发；或者学生简单的用水的蒸发来类比冰
的熔化
例1：暴露在空气中的冰熔化更快。因为用毛
巾包起来减少了冰与外界的接触，蒸发变慢。
空气的流动加速了冰的蒸发。
70
例2：暴露在空气中的冰熔化更快。因为毛巾
可以减慢冰的升华。
例3：暴露在空气中的冰熔化更快。因为毛巾
可以阻止冰的挥发。
例4：暴露在空气中的冰熔化更快。因为空气
流速大，接触面积大，温度高。

评分的过程实际上是对学生的答案进行分
类和编码，而不是直接给学生一个分数。

两位数的编码，第一位数表示学生答案的
层次，第二位表示同一层次内的类别。同
一层次的答案，在最后会转换成同一个分
数。

使用这套编码系统，在评分过程中，可以
便于操作、修改和纠错，在后续的分析中
可以获得更多的信息。

可以看到，评分标准这在里起到了至关重
要的作用。
谢
谢！