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大学各专业普遍认可科学学科具有相对重要性
信息来源:《知识窗》杂志社官网 发表时间: 2018-6-20 阅读数:92

 大学各专业普遍认可科学学科具有相对重要性

一些人认为,每个学生选择3门等级考科目,物理等科学学科选考人数少了,就意味着其他学科选考人数多了,这并不是一件什么大不了的事情。这背后有一个假设就是,物理也并不就比其他学科更重要,不能说选考物理的人少了就是问题,选考地理的人少了就不是问题。

这确实是一个很有力的质疑。因为从“政治正确”的角度上来说,纳入学业水平考试的物理、化学、生物、政治、历史、地理以及技术等各学科都很重要,确实很难证明物理就一定比其他学科更重要。但如果我们暂时抛开抽象的理论思辨,回归现实问题,我们就可以发现,这个问题也没有想象的这么复杂。

对特定专业所需学生的背景来说,具备哪一门或几门学科知识是最理想的,或者说,对某一个专业来说,哪些学科对未来发展是相对更为重要的,最有发言权的其实是大学。这次高考改革试点,要求大学各专业在6-7门学业水平考试科目中指定0-3门必考科目,这一方面是对大学的专业判断权的尊重,另外一方面也是要求大学对哪些科目相对更有价值做出判断。所以,各大学各专业最终对选考学科提出的要求,事实上就可以看做是他们对什么样的科目更有价值这一问题的一种真实回答。

从结果看,绝大部分大学尤其是高水平大学,几乎都一致认为科学学科特别是物理学科最重要。如上海37所本科高校2017年共设置专业(类)1096个,提出1门选考科目要求的有75个专业,100%要求物理,提出2门科目要求的有85个专业,全部都是要求物理、化学。所有专业(类)中,提出最多的选考科目是物理,有415个,占专业(类)总数的37.9%;其次是化学,有337个,占30.7%;再次是生物,有222个,占20.3%(董少校,2015)。这种情况在高水平大学中更是如此,如复旦大学的法学、哲学专业也要求学生选考物理科。科学学科的相对重要性一目了然。

(三) 有意压低科学学习的强度和范围是一种严重的人力资源浪费

可能有读者会说:我承认物理等科学学科非常重要,但这并不意味着所有人都一定要去学物理,做科学家吧?的确如此!在笔者看来,允许学生有更大的选择空间去选择自己喜欢的考试科目,是这次新高考改革最大的亮点和进步。允许有些人不学习科学学科,这不是问题,甚至应该是鼓励的。这次高考改革在这方面最大的问题是把科学学科的广度、深度进行了大幅度压缩,致使学生在高中阶段的科学学习机会和空间大幅缩窄。这让那些喜欢科学学习或者在科学学习上有能力的学生,在现有的高考体系中无从发挥优势,进而丧失科学学习的兴趣和动力。这是一种严重的人力资源浪费。

首先是对科学学科的总分值进行限制。以上海方案为例,每科的总分其实只有30分。一个学生哪怕把物理学习得再好(进入了前1%的名次),他最多也只比一个中等水平的学生(第50个百分位)多15分!比一个刚上一本线的学生多3-6分!再通俗地说,一个考上了北京大学的学生,跟一个考上了上海大学的学生,三门科学学科加起来的差距可能也不会超过10分。

其次是对难度进行限制。明确规定学业水平考试等级考的难度系数是0.75,明显低于语数外等高考科目的0.65。难度系数一旦降下来,就意味着标准差和区分度也跟着降下来。这一方面直接导致该科目变得不再那么重要,另外一方面,也使考生的成绩越来越多地取决于他是否足够细心,而不是他的学术水平有多高,能解决多高智力难度的题目。

最后,因为多种原因大幅减少各种竞赛加分,科学学习拔尖学生通过各种竞赛获得加分、面试的机会也大幅减少,甚至接近于零。

无论这些制度出发点如何,但至少在客观后果上,它们明确地向学生传递出了这样的信号,即在物理、化学等科学科目上花很多精力去学习是不合算的,甚至是没有必要的。而一流大学的入学机会竞争却不会因为科学学科学习难度的降低而下降。这样一来,学生之间的竞争就必然转移到语数外三科上来。而由于这三科总分也只有450分,且难度也相对固定,“一分之差差千名”的现象就会增多,这就必然导致学生把大量的时间精力用于重复操练,以最大限度地减少“意外失分”。

这对我国这样一个家长重视教育、学生学习刻苦的国家来说,是一种严重的资源浪费。本来,学生可以投入更多的时间精力去学习更深、更广的科学知识,这是我们的一大优势,也是在我们的科学教育资源和方法有相对劣势的情况下,能够保证我国高中生具有相当科学素养的一个重要原因。事实上,一直以来,我们也就是这么做的。但现在,我们把这条机制基本截断了。人为降低科学学科的学习难度和要求,并不会明显降低学生的课业负担,但它确确实实减少了学生大量的科学知识学习机会,致使我们的高中学生体量大、学习刻苦的优势完全无法发挥。试想,如果我们给那些热爱科学学习的学生足够的学习机会和激励空间,那么,哪怕每届只有20%的学生喜欢钻研物理等科学课程,其所发挥出来的人力资源会有多大!而现在这些资源基本上就被浪费了。

(四) 我们不具备通过科技人才引进来弥补科技人才储备不足的条件

纵观世界各国,大致存在着这样一条规律,那就是无论是个体层面还是国家层面,随着生活条件的改善,人们学习物理、化学等“硬科学”的动力会逐渐降低,学习人文艺术学科的兴趣则会增高。但从某种意义上说,这条规律与日益激烈的科技竞争是相矛盾的。美国等强国也遇到这样的矛盾。但他们有一个得天独厚的资源可以利用,而且事实上这些年也不断在利用这个资源来弥补这方面的不足,那就是源源不断地从第三世界国家(比如,中国和印度)引入科技人才。在总统竞选中,候选人希拉里·克林顿提出一项重磅参选政纲就是,直接给理工科专业的博士毕业生绿卡。虽然由于竞选失利,这条政策未能出台,但美国决策层对本土理工科人才缺乏的担心以及对国际理工科人才的渴望由此可见一斑。

美国可以容忍本土学生不学科学学科,然后吸引全世界的科技人才为它服务,那我国呢?人力资源是我国最大的优势。一直以来,每年能够培养出大批具有相当科学素养的高中毕业生,都是我们的一大优势。未来我们可以在高端科技人才的培养与回引上做更多的工作,我们也可以进一步完善科学教育课程与方法,以减少死记硬背,但保证科学学科在高中阶段的地位,保障高中生的科学素养,依然是一项基础性工作。北欧一些国家就是没有正确地处理这个问题,一味鼓励学生自主选择科目,且没有做适当的引导,才导致它们的高中生普遍不愿意去修习难度高的学术性课程,甚至“美发美容”反倒成为了高中生最爱的专业或科目。其教训不可不察。

随着社会的进步,个人的选择开始多样化,不要强迫谁一定要学习什么样的科目或专业,这是对的。事实上,从前面所描述的这条规律来看,社会也已经自动在调整了。我们需要注意的是,在这个过程中,作为国家基础性的制度设计,高考改革就不应该再推波助澜以加速学生避考避学物理了。比如,压低科学学科的分值空间,让选考科学学科的考生在计分上吃亏。不看到这点,“跟着富人后面吃稀饭”,肯定会吃苦头。

四、学生避考科学学科主要不是怕难,而是担心不公平

很多人都在直觉上认为,物理、化学等科目学习难度相对文科来说要高,所以一旦允许学生选考,大家都会逃避科学学科,而会选择更容易的地理等科目。也就是说,选考制度是造成当前物理等科学科目选考人数大幅下降的主要因素。但我们认为,事实并非如此。选考制度毫无疑问为部分学生避考避学物理等科学科目提供了通道和机会,但它本身并不是主要原因。新高考之后出现学生纷纷避考物理等科目的现象,主要不是学生怕难,而是他们怕不公平。

(一) 选考制度不是科学学科报考人数大幅减少的主要原因

我们可以从江苏的正反两方面历史证据中得出这一结论。江苏在1999年采取的是3+2模式,当时理科生的比例是79.3%。2000-2001年实施的是小综合模式,理科生的比例分别是80.1%和80.2%。2003年实行3+1+1,即允许学生从理化生政史地6科中选择其中2科。几年下来,常见的几种组合(物理化学组合,物理生物组合,历史政治组合,历史地理组合;这几种占比超过9成)的比例数据见表 1

表 1 江苏省2003-2007年主要选考科目组合的人数比例

表 1中我们可以看到,实施选考后选考理科的人数比例直接从80%降到了60%左右,甚至在2006、2007年降到了50%左右。这很容易给人一种印象,那就是实施选考制度之后科学学科报考人数大幅下降。但事实上,江苏当时的理科人数下降,更多地应该是客观趋势使然,即前面说的,随着人们生活水平提高,学习物理、化学等“硬科学”学科的人数会降低。之所以得出这个结论,是因为2008年江苏开始有限度地恢复文理分科制度之后,理科报考人数也并没有显著提升。采取了这个制度之后的文理科报考人数的数据见表 2

表 2 2008-2016年主要选考科目组合的人数比例

表 2中我们看到,恢复了文理分科之后,选择理科的人数比例依然停留在53%-63%之间,个别年份如2010年,只有不到一半的人选考了物理,比原来还低。如果计算平均分的话,2003-2007年选考理科的年均比例是58.8%,而2008年之后选考理科的年均比例是57.6%。这个比例事实上跟浙江、上海等社会经济发展水平类似的地区是差不多的。如2013年上海学生报考理科的比例是53.40%,2014年理科是57.7%,2015年是62.7%。而浙江2016年理科报名人数是62.9%,2015年是63.3%。

由此可知,虽然这次高考改革同样出现了实施选考制度之后科学学科报考人数下降的现象,但从江苏的历史数据来看,选考制度并不是科学学科报考人数下降的最主要原因。

(二) 计分制度的不公平才是主要原因

这次高考改革除了实施选考之外,还有一项重大改革就是实施等级分。这不仅仅是细微的技术性调整,而是整套游戏规则的改变。原始分计分从某种意义上说也是一种标准参照的计分方式,即学生的成绩是取决于他与题目难度的匹配水平的。如果他答对了所有题目,则满分,一道都没有答对,则是零分。在这种情况下,如果能保证某科(如物理)每年度的题目难度是一样的,那么考生的成绩基本上是可比的,也就不会让人觉得今年考物理或者明年考物理不合算。而如果几科之间的难度大体相当,也就是说考取90分的难度大体是相当的,那么考生基本上也会觉得公平。

虽然事实上,要让某一科或几科的难度都稳定在某一个水平是有些难度的,但原始分计分的好处就是,在拿到考题之前,大家其实是不知道选考这次是“亏”了还是“赚”了的。也就是说,从某种意义上说,命题者还是具有某种操控空间的,比如为了吸引更多的学生选考物理,那么就适当降低一下物理考卷的题目难度,或者提升一下其他科目考卷的难度。

即使有部分学生认为物理、化学的试题难度总是比其他学科高,觉得报考这些科目不容易得高分,从而转考其他科目,但在原始分的计分制度下,这不会造成后续的连锁反应。只要大学招生的导向性在那里,总还是有一批水平非常高的学生不会在意这点难度差异,即便有一些学生的理科成绩不是最顶尖,只要他们的理科成绩明显好于文科成绩,他们也依然会选考物理等科目。这也是标准参照计分带来的好处,即他的考试成绩不会受到其他学生选择的影响,而只取决于他自身的水平与标准(题目)两者。

但这次高考改革采用等级分计分却直接凸显了这方面的风险。以上海市方案为例,只要原始分数达到本次参考人数的前5%,都计A+等级,无论参考人数是5000人还是20000人。而且由于最终要把等级考成绩与高考成绩进行直接相加,又对各等级分进行了赋值:把每科的总分设为70分(即A+等级的为70分),然后每个等级相差3分,即A等级67分,B+等级64分,B等级61分,以此类推。这里同样不考虑学科区别,一视同仁,即无论哪个科目,只要等级分一致(如B),都折算成同一个分数。

这样一来,就给考生传递了一个清晰的信号,那就是他的最终成绩除了取决于他自身的能力,还取决于跟他同时报考这门科目的学生的能力。这就在事实上激励了学生去琢磨其他学生都报考了哪些科目,从而去选择同科“考伴”相对较弱的科目。大家所讨论的“田忌赛马”、趋利避害就是这么来的。

更麻烦的是,当相对较弱的大批考生因为不愿意去做分母而避考物理之后,留下来的尖子生,同样面临要分出ABCD等级的问题,仍然会有一大批尖子生只能拿C等级甚至更低的分数。于是,尖子生中相对较弱的又会离开,最终形成雪崩式效应。也就是说,这个制度的设计从一开始就让考生们知道,除非你是最优秀的前5%考生,否则选考物理就是不合算的。

另外一个不公平就是计分制度大幅压缩了学科冒尖的机会和空间,让学科特长生的优势无从发挥。根据现有计分规则,哪怕是物理学得再好,他也最多只有70分(上海方案),最多领先别人30分。如果以大家关注度最多的“一本线”以上的竞争来说的话,这个优势最多就是6分。因为计分规则明确规定,最好的5%是70分,而进入前15%(大部分省市的一本线)是67分,进入前25%是64分。

所以说,学生避考避学物理等科学科目,主要不是因为这些科目难,而是他们认为选择这些科目会给自己造成不公平,即同样的水平,我选择了物理等科目,总分就很低,而如果我选择了其他科目,我就会有一个很好的成绩。同样的时间精力,我投入物理等科目学习不给我总分增加多少,而我去学习语数外则可能大幅增加我的总分。这才是问题的关键。

五、对几种常见解决思路的利弊分析

实际上,科学学科地位下降,特别是新高考之后物理科选考人数下降的问题,一直是大家对新高考方案关注和评论比较集中的地方之一。浙江于2017年年末出台了修正版的高考方案,其直接动因或压力就是物理科问题。上海市也在做类似的方案完善,物理科问题依然是最主要的原因。也因此,大家基于不同的知识基础和角度立场,就如何解决这个问题提出了不少方案。这里笔者就其中几种影响相对较大的备择方案的利弊做一简单的分析。

(一) 把物理、历史纳入限选科目的备择方案

具体做法就是要求考生在物理、历史中必须选择一门报考,另外2门可以在其他的5门科目中选择(也就是说物理、历史这两门科目也不是互相排斥的,可以两门同时入选)。这种改革方案的呼声很高。如北京大学的浙江招生组组长李祎在2016年的一个会议上就明确说:“有可能北大最后确定下来,物理和历史是必选。”(搜狐教育,2016)在同一个会议上,时任复旦大学招生办主任丁光宏也说:“理科的根源在物理,文科的根源在历史,这个是规律。”(搜狐教育,2016)

这个方案的优势非常明显。首先,它确实能迅速解决目前大家非常关心的物理科报考人数下降的问题。其次,这套方案有一个重大的政策优势就是,它不需要大幅度调整现有政策架构,具有很高的可行性。最后,这种做法已有现成的江苏改革经验可以参照。江苏省直到今天依然是把物理、历史列为“选测科目”,要求学生二选一,然后再在另外的化学、生物、政治、地理4门科目中选择1门。但它的缺点也很明显。

首先,它容易给人恢复到文理分科状态的印象。虽然它事实上也不是之前严格的文理分科,因为它可以允许文科专业要求物理必考。前面说到有江苏经验可以参照,而江苏的做法就是有限度地恢复了文理分科,比如选文科的学生必选历史。

其次,它缩小了学生的选择范围。这在舆论上也很容易遭受质疑,毕竟从以前的两种选择(文理科)扩大到20种甚至35种选择是这次高考改革的一个亮点,要求学生限选物理、历史就等于直接削减了学生的选择空间。虽然事实上削减的也非常有限。以6选3为例,现在是有20种组合可选,如果要求学生在物理、历史中限选一门,学生总的选项就变成了16种。

最后,它可以解决物理科的问题,却很可能造成化学等学科报考人数的下滑。从江苏的历史经验来看,如果将物理、化学、生物三科作为整体来看的话,限选不一定能大幅提高选考科学学科的总人数。

(二) 实施标准参照计分方式的备择方案

实际上,采用等级分本身不是问题,国际上很多知名的考试(如雅思)都是采用等级分。关键是我们依据什么标准去制定等级分。划分学生成绩的等级,简单说有两种方法。一种是我们现在所采取的按人群比例来划分,如前15%就评为A等。这种方法一般称作常模参照。前面说的很多风险就跟这种计分方式直接相关。另外一种方法叫标准参考或者水平参照计分方式,是根据一套外在客观的能力标准,独立地来评判每个考生达到这个标准的程度。因此,每个学生的等级与其他学生无关。这种方法的好处是只要这个能力标准(如我们的课程标准)不变,不同批次考试的成绩都是可比、等值的。如果采用标准参照的等级计分方式,前面所说的风险基本上就可以消除。国际上几个知名考试的等级计分方式,采用的就是这样的方式。

所以,很多人就提出把现有的按比例划等的常模参照计分方法,改为标准参照的计分方式。这个方案的优势很明显。首先,科学性非常强,国际上主要的考试(如雅思)也都是采用这种方法来进行等级划分的。其次,它与学业水平考试的性质非常匹配。标准参照考试考生的成绩只跟他的水平有关,跟其他考生水平无关。从学业水平考试的性质和功能定位上来说,学业水平考试本来就应该是标准参照的。也只有这样,我们才可以真正通过学业水平考试来监测出一个学校或者一个地区的教育发展状况。最后,但也可能更重要的是,这个方法可以从根本上解决不同科目的考分等值问题,不会出现选考物理的学生吃亏的现象,而且也不会造成其他科目的问题。

但它的最大劣势就是,实施难度太高。这不仅仅是考评技术问题,还跟社会诚信制度、公众的科学理解程度和宽容程度等外在环境密切相关。以这个方法所必需的一个环节——建立题库为例,看上去技术问题不难,雅思、托福等考试都在做,但如果放到中国高考的制度背景下,笔者认为,即使是ETS等被认为拥有最高技术水平的考试机构也是完全招架不住的。做题库,需要找学生试测,保密性是否做得到?所有的题目,一次考试之后,培训机构就会来疯狂采集和解密,再多的题目很快都会无济于事。再就是,建基于各种看上去非常科学的统计方法之上的复杂参数估计和分数计算,是否经得起全民猜测与质疑?等等。所以,虽然在很多人看来这是一个非常理想的改革方向,但这个改革思路和方向其实在中国并不可行。

(三) 实施分数校正的备择方案

这次高考改革之所以物理科问题表现得比较突出,除了报考人数下降的问题之外,还在于很多人认为,报考物理科的考生总体水平相对较高,是由于按照固定比例进行划等,导致了物理科考生吃亏。鉴于这种情况,有些人提出要对各学科的等级分进行适当校正。具体的技术方案各不相同,但主要的思路是一样的,那就是根据不同考试科目学生的语数外三科(或者只考虑语数两科)的成绩,对各科的等级分的赋分进行校正(即不是所有科目的B都会被赋予同样的分值),或者对各科等级分的人数比例进行校正(即不是所有科目的B等级都有同样比例的考生),这样就可以把不同科目考生群体的质量也纳入考虑范畴。

我们可以举一个可能的例子来说明问题。假设,某年物理科考生中有8%的考生的语文成绩进入了A+,有12%的人数学进入了A+,那我们取均值,即可以认为物理科10%的考生语文数学成绩是A+。那么,就允许当年物理科有10%的学生记为A+等级,而不是之前的5%。当然,这里可以把物理科成绩与语数总分的相关系数考虑进去(比如0.8),允许专家根据不同情况在8%-10%的A+比例中最终确定一个数值。同理,我们可以计算出各科各等级的考生的比例范围。

在现有的各种制约条件下,这种方法不仅仅考虑群体内的次序,还考虑到了群体之间的水平差异,可以较好地做到科目成绩比较的公平性问题。我国香港地区就是用类似的方法来校正不同选考科目或试题的分值的,各方反响不错,取得了比较好的效果,可借鉴性强。

它的缺点就是:一,技术方案比较复杂,公众解释会遇到一定的困难;二,需要对现有考试架构做一些调整,比如要把语文数学考试时间与等级考的时间尽量接近。但综合起来考虑,笔者依然认为这是一个值得努力的方向(具体技术方案可以再调整讨论)。上海在这方面有一定的基础,我们乐见上海市能够在这方面做出一些示范性探索,为全国高考制度的完善提供独特的经验。

(四) 调整考生基数的备择方案

这就是浙江省于最近颁发的高考修正方案中所采取的思路。官方的说法叫建立选考科目保障机制,其中的关键就是确定物理学科报考人数。浙江省根据2013-2017年授理学、工学学位专业在浙江省的高考录取考生人数,来确定物理科目保障数量为6.5万。他们认为这是满足省内外高校在全省选拔培养理工科类专业人才最基本的生源保障,并在此基础上提出了实行选考科目保障机制后的赋分办法。具体说就是,如果物理选考科目某次考试赋分人数多于6.5万,将继续以实际人数为基数,按规定比例、规定办法赋分。当物理选考科目某次考试赋分人数少于6.5万,将以6.5万为基数,按规定比例计算各等级人数,从高到低进行等级赋分。

这个方案的优点是非常容易操作,而且也确实能解决一部分问题,特别是能给考生一定的信心,不会出现之前很多人担心的物理科报考人数崩盘的现象。但缺点就是,一,解决问题的思路带有很强的计划经济的味道。力学、工学专业需要物理学考生,难道其他专业就不需要必考物理学了?二,它解决了考生崩盘的风险,但目前所反映出来的科学学科地位下降的问题,如拔尖学生无法脱颖而出(总的来看,浙江的方案在这点上要比上海的方案好)、物理考生在计分上吃亏等问题并没有解决。

六、在新高考架构中增强科学学科地位需要“三板斧”

总结前面几部分的分析,笔者认为,要解决新高考改革之后科学学科地位下降的问题,关键是解决三个问题,也需要相应的“三板斧”。

首先是不要让物理、化学等科学学科报考学生感觉自己吃亏。这方面的问题、原因前面都分析了。最好的解决方案前文也提到了,那就是建立基于语数学科成绩的分数校正方案,把不同科目考生的整体学术水平也考虑进去。这是第一板斧。

其次是要大幅扩大科学学科的分值范围,让对科学学习有兴趣的学生有足够的空间来施展自己的兴趣和才华,让科学学科拔尖学生有脱颖而出的机会。具体的办法有很多,一个重要指标就是这些学科的标准分要高。一个模糊的标准就是,物理、化学等科目的标准差要达到数学的一半左右。关于这个问题的现象、原因及背后的原理,前文也已有较为详细的描述,此处也不再赘述了。这是第二板斧。

最后一板斧是要在高校的招生自主权与招生能力上做足功夫,即在“招”这一端多用力。解决科学学科地位问题,关键还是要抓住高校招生这一环节,在增强高校的招生自主权的同时,引导高校提升招生能力来解决这个问题。这一方面是因为,招生制度本来就是高考改革的有机组成部分,甚至是最重要的部分,而目前这轮高考改革试点工作在这方面做出的突破相对还不足。另外一方面,考生应该考什么学科,考到什么程度,高校最有发言权。换言之,科学学科是否重要,以及重要到什么程度,还是要由各高校来判断,而不应该是由省级考试机构或者行政部门来决定。

具体地说,有两条举措是重要的。首先,取消“学生满足其中任何1门,即符合报考条件”的规定,由大学各专业自主决定必考科目,甚至允许他们规定各科的考试权重。这次高考改革试点,上海和浙江都有一条非常关键的政策规定,那就是在高校所指定的必考科目中“学生满足其中任何1门,即符合报考条件”。这条政策造成的直接后果就是,理论上的高校科目指定权事实上大幅缩水。如果某个高校指定了3门选考科目,那它就基本上等于什么都没有指定,因为在20种任意组合中,有19种可以满足要求。

其次,要支持高校把综合素质评价权用起来。实施“两依据一参考”是本次高考制度改革的“纲”。但试点到现在,“一参考”依然是“羞羞答答”。分数至上的理念还是根深蒂固:即使在总分相同的条件下,还是不允许高校根据学生的综合素质表现来进行自主录取,而是非得根据不同学科的得分一一把学生名次排出来才安心。所以,应该允许高校把科目要求纳入到综合素质评价方案中(比如提出“物理成绩达到X分以上优先录取”),允许高校在总分同分甚至相差3分(一个等级分)之内根据学生的综合素质进行录取。当然,与此同时,要切实加强对高校招生能力和责任心的培养和督查。比如要求高校各专业的招生方案至少提前2年公布,并能够对自己的招生方案进行解释。

参考文献
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高考改革需要更加重视科学学科
柯政     

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