新高考背景下物理試卷與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性研究

陳延林 寇虹

摘 要：新高考背景下物理學(xué)科采用選考模式，物理試卷和課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性成為物理教育領(lǐng)域的重要研究問題.課題研究采用SEC一致性分析模式，構(gòu)建“內(nèi)容主題×認(rèn)知水平”一致性分析矩陣方法，分析了浙江省2020年7月的物理選考試卷和課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性.研究結(jié)果表明：該份試題與課程標(biāo)準(zhǔn)不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的顯著一致性，在內(nèi)容主題和認(rèn)知水平維度均有進(jìn)一步的提升空間.為此要開展有效教學(xué)，落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，推進(jìn)高考改革，提升試卷質(zhì)量.

關(guān)鍵詞：新高考;物理試卷;一致性分析

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-4134（2021）09-0010-04

作者簡(jiǎn)介：陳延林（1996-），男，四川樂至人，碩士研究生，研究方向：物理課程與教學(xué);

寇虹（1997-），女，四川渠縣人，碩士研究生，研究方向：物理課程與教學(xué).

1 研究背景

2014年9月4日，國(guó)務(wù)院頒發(fā)的《國(guó)務(wù)院關(guān)于深化考試招生制度改革的實(shí)施意見》，開啟了新一輪的高考改革，新高考采用選考模式，擴(kuò)大了學(xué)生的自主選擇性，不再分文理科，有利于學(xué)生的全面發(fā)展.2017年底，為了全面落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，教育部組織發(fā)布了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，標(biāo)準(zhǔn)中指出：“物理學(xué)業(yè)水平考試的內(nèi)容應(yīng)根據(jù)普通高中課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定及要求確定[1].”REF_Ref57880415＼r＼h＼*MERGEFORMAT高考是一種全國(guó)性選拔人才的機(jī)制，其自身必須具有科學(xué)性與合理性，高考試卷作為重要的檢測(cè)手段，試題命制也應(yīng)當(dāng)參考課程標(biāo)準(zhǔn).課程標(biāo)準(zhǔn)是教材編寫、教學(xué)、命題的重要依據(jù)，相關(guān)研究表明，若想教學(xué)和課程標(biāo)準(zhǔn)保持一致，首先需要滿足考試和課程標(biāo)準(zhǔn)的要求一致，之后教育系統(tǒng)的其他因素如職業(yè)發(fā)展才可能和課程標(biāo)準(zhǔn)一致[2].REF_Ref57881794＼r＼h＼*MERGEFORMAT因此，研究新高考改革地區(qū)的試題與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性對(duì)促進(jìn)教師教學(xué)，幫助學(xué)生獲得全面發(fā)展具有重要意義;同時(shí)，研究高考試題和課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性能夠促進(jìn)高考與課程改革平行推進(jìn)，促進(jìn)高考改革和課程改革向著積極方向發(fā)展[3].

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 研究對(duì)象

本文的研究對(duì)象為《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》和“2020年7月浙江省普通高校招生選考科目考試（物理）”.浙江省是新高考改革的第一批試點(diǎn)省份，從2014年開始就已經(jīng)命制新高考物理試題，研究該省物理高考最新試題和課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性具有一定的代表性.

2.2 研究工具

本文采用SEC一致性分析模式分析試題和課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性，SEC一致性分析模式是安德魯·帕特和約翰·密森在韋伯模式基礎(chǔ)上研制得出的，該模式從內(nèi)容主題和認(rèn)知水平兩個(gè)維度建立同一語(yǔ)言“描述符”，能在同一語(yǔ)境中分析課程標(biāo)準(zhǔn)和試卷的一致性.波特的一致性系數(shù)計(jì)算公式為

公式中的n代表矩陣中的單元格總數(shù)，Xi為課程標(biāo)準(zhǔn)矩陣中第i個(gè)單元格的值，Yi為試卷矩陣的第i個(gè)單元格的值.一致性系數(shù)P的取值范圍是0到1，P值越大，說明試卷和課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性越好[4].

2.3 研究過程

2.3.1 確定一致性分析矩陣

確定一致性分析矩陣需從內(nèi)容主題和認(rèn)知水平兩個(gè)維度著手，內(nèi)容主題依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中必修和選擇性必修的20個(gè)二級(jí)主題：機(jī)械運(yùn)動(dòng)與物理模型、相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律、機(jī)械能及其守恒定律、曲線運(yùn)動(dòng)與萬有引力定律、牛頓力學(xué)的局限性與相對(duì)論初步、靜電場(chǎng)、電路及其應(yīng)用、電磁場(chǎng)與電磁波初步、能源與可持續(xù)發(fā)展、動(dòng)量與動(dòng)量守恒定律、機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波、光及其應(yīng)用、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)及其應(yīng)用、電磁振蕩與電磁波、傳感器、固體液體和氣體、熱力學(xué)定律、原子與原子核、波粒二象性.

認(rèn)知水平劃分為了解、認(rèn)識(shí)、理解、應(yīng)用4級(jí)水平，每個(gè)水平行為動(dòng)詞界定[5]見表1.

2.3.2 課程標(biāo)準(zhǔn)編碼

課程標(biāo)準(zhǔn)的編碼要點(diǎn)如下：首先確定每條三級(jí)條目的知識(shí)點(diǎn)，接著根據(jù)行為動(dòng)詞確定知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知水平，在一致性分析矩陣中記錄知識(shí)點(diǎn)的數(shù)量，最后將其轉(zhuǎn)化為比率為1的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣.如“相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律”下三級(jí)條目：“1.2.2通過實(shí)驗(yàn)，了解力的合成與分解，知道矢量和標(biāo)量.能用共點(diǎn)力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問題[1]”.該條目的知識(shí)點(diǎn)共3個(gè)，分別是“力的合成與分解”“矢量和標(biāo)量”“共點(diǎn)力平衡條件”，認(rèn)知水平對(duì)應(yīng)為“了解”“了解”“應(yīng)用”.在一致性矩陣的（2，1）單元格賦值3，在（2，4）單元格賦值1.將課程標(biāo)準(zhǔn)的87條三級(jí)條目按照同樣的方式處理，得到169個(gè)知識(shí)點(diǎn)，課程標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化后的矩陣見表2.

2.3.3 試卷編碼

試卷的編碼要點(diǎn)如下：首先確定試卷題目所考查的知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)確定考查的內(nèi)容主題，確定內(nèi)容主題考查的認(rèn)知水平;其次結(jié)合試題評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)在一致性分析矩陣對(duì)應(yīng)單元格中填入分值;最后將得到的分值矩陣轉(zhuǎn)化為比率為1的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣.接下來通過案例說明，如該份試卷第5題.

5.下列說法正確的是

A.質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)與其動(dòng)能成正比

B.天然放射的三種射線，穿透能力最強(qiáng)的是α射線

C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)

D.電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動(dòng)性

該題目考查的知識(shí)點(diǎn)為物質(zhì)波、射線的放射性、光電效應(yīng)、粒子的波動(dòng)性，對(duì)應(yīng)的知識(shí)主題為波粒二象性、原子與原子核、波粒二象性，認(rèn)知水平劃分為理解、了解、了解、了解，該題目共計(jì)3分，在矩陣（19，1）中賦值0.75，在矩陣（20，1）中賦值1.5，在矩陣（20，3）中賦值0.75.將該份試卷所有題目按照同樣的方式編碼賦值，試卷分值統(tǒng)計(jì)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化后的矩陣見表3.

3 研究結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

3.1 整體一致性分析

將表2和表3 中數(shù)據(jù)帶入一致性計(jì)算公式中得到試題和課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性系數(shù)為0.4220.本文一致性系數(shù)參考臨界值的確定借鑒美國(guó)Gavin學(xué)者的方法，利用MATLAB軟件中的unidrnd函數(shù)，將169個(gè)知識(shí)點(diǎn)和100分隨機(jī)填入“20×4”矩陣中，標(biāo)準(zhǔn)化后計(jì)算得到一致性系數(shù)P值，此過程重復(fù)運(yùn)算20000次后得到P的正態(tài)分布.對(duì)于“20×4”的矩陣，169個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，100分，二者在0.05水平具有顯著一致性的參考值為0.6167，研究結(jié)果的一致性系數(shù)低于參考值，說明試卷和課程標(biāo)準(zhǔn)不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的顯著一致性.

3.2 內(nèi)容主題一致性

柱形圖1表示比較課程標(biāo)準(zhǔn)和試卷在內(nèi)容主題層面的分布及考查力度差異.圖1表示，在內(nèi)容主題維度，該套物理試題與課程標(biāo)準(zhǔn)存在差異.試卷未考查的內(nèi)容包括牛頓力學(xué)的局限性與相對(duì)論初步、能源與可持續(xù)發(fā)展、傳感器、固體液體和氣體、熱力學(xué)定律5個(gè)主題;試卷考查力度明顯低于課程標(biāo)準(zhǔn)要求的內(nèi)容主題共2個(gè)，即靜電場(chǎng)、原子與原子核;試卷與課程標(biāo)準(zhǔn)考查的力度基本一致的內(nèi)容主題共8個(gè)，即機(jī)械運(yùn)動(dòng)與物理模型、曲線運(yùn)動(dòng)與萬有引力定律、電路及其應(yīng)用、電磁場(chǎng)與電磁波初步、電磁感應(yīng)及其應(yīng)用、電磁振蕩與電磁波、光及其應(yīng)用、波粒二象性;試卷考查力度明顯高于課程標(biāo)準(zhǔn)要求的內(nèi)容主題共計(jì)5個(gè)，即相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律、機(jī)械能及其守恒定律、電路及其應(yīng)用、動(dòng)量與動(dòng)量守恒定律、磁場(chǎng).

3.3 認(rèn)知水平一致性

柱形圖1表示比較課程標(biāo)準(zhǔn)和試卷在認(rèn)知水平層面的考查力度差異.統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，課程標(biāo)準(zhǔn)在認(rèn)知水平層面“了解”水平比例最高（0.556），“認(rèn)識(shí)”水平比例最低（0.089），“理解”和“應(yīng)用”水平比例相差不大;試卷在認(rèn)知水平層面“理解”水平比例較高（0.410），“認(rèn)識(shí)”水平比例最低（0.095）.可以看出，試卷在“理解”和“應(yīng)用”水平的考查力度更大，關(guān)于“了解”水平的考查力度低于課程標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于“認(rèn)識(shí)”水平的考查力度與課程標(biāo)準(zhǔn)基本一致（如圖2），說明試題更加注重對(duì)學(xué)生高認(rèn)知水平層次的考查，在一定程度上體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高考的考試內(nèi)容要求：“高考要注重考查學(xué)生對(duì)課程中重要的物理概念與規(guī)律的理解與運(yùn)用情況 [1]”.

4 研究結(jié)論與討論

4.1 研究結(jié)論

綜上所述，本次研究得出以下結(jié)論：2020年7月浙江省選考物理試卷與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性系數(shù)為0.422，二者不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著一致性.一致性程度不高的原因包括兩個(gè)方面，在內(nèi)容主題層面，試卷并未完全考查所有課程標(biāo)準(zhǔn)要求的內(nèi)容主題，同時(shí)在已經(jīng)考查的內(nèi)容主題中也出現(xiàn)了明顯與課程標(biāo)準(zhǔn)要求力度不同的情況，如“相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律”和“原子與原子核”主題;在認(rèn)知水平層面，試卷更加重視認(rèn)知水平的考查，而課程標(biāo)準(zhǔn)更加重視基礎(chǔ)性，這也體現(xiàn)了高考的選拔性要求.

4.2 討論

4.2.1 開展有效教學(xué)，落實(shí)課標(biāo)要求

高中物理課程的課程目標(biāo)是“通過學(xué)習(xí)物理課程，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展[1]”.高考是重要的終結(jié)性考試，除了發(fā)揮選拔甄別功能之外，在育人和導(dǎo)向?qū)用嬉矐?yīng)當(dāng)發(fā)揮積極作用.而本文研究結(jié)果表明，試題的內(nèi)容主題與課程標(biāo)準(zhǔn)要求不一致，這種情況將會(huì)在一定程度上導(dǎo)致教師在教學(xué)時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容做出選擇，將教學(xué)重點(diǎn)置于考試部分，從而影響學(xué)生物理學(xué)科體系的完整和系統(tǒng)性;試題的認(rèn)知要求高于課標(biāo)，這同樣會(huì)影響教師在教學(xué)時(shí)增加知識(shí)內(nèi)容深度，可能增加學(xué)生的學(xué)習(xí)難度.因此，教師開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要把握好教學(xué)和高考評(píng)價(jià)的關(guān)系，以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以培養(yǎng)學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任為目標(biāo)，兼顧升學(xué)考試要求，開展有效教學(xué).

4.2.2 推進(jìn)高考改革，提升試卷質(zhì)量

新一輪高考改革的目標(biāo)是形成分類考試、綜合評(píng)價(jià)、多元錄取的考試招生模式[6]，出發(fā)點(diǎn)是為了擴(kuò)大學(xué)生的選擇權(quán)，導(dǎo)引是課程結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、實(shí)施、評(píng)價(jià)、管理等方面的改革[7]，需要結(jié)合高考改革和課程改革，強(qiáng)化高考內(nèi)容與課程的關(guān)聯(lián)，保證教學(xué)、考試、評(píng)價(jià)的一致性.浙江省是國(guó)家第一批高考改革的試點(diǎn)省份，在命制高考題方面有充足的經(jīng)驗(yàn)，然而通過研究發(fā)現(xiàn)，該份試題在內(nèi)容主題和認(rèn)知水平方面均有進(jìn)一步提升的空間.試卷的內(nèi)容主題決定了考查的范圍，認(rèn)知水平?jīng)Q定了考查的深度，在新高考背景下，為了使試卷的檢測(cè)功能得到全面發(fā)揮，可以從范圍和深度兩個(gè)層面協(xié)同推進(jìn)改革.在命制試題時(shí)，試題所考查的內(nèi)容主題要能夠體現(xiàn)出差異性，同時(shí)也需要兼顧考查更多的主題;已經(jīng)考查的內(nèi)容主題，所涉及的知識(shí)點(diǎn)也要盡可能豐富，而不僅僅是針對(duì)某部分知識(shí)點(diǎn)，考查某些知識(shí)點(diǎn)時(shí)，也要合理地設(shè)置不同認(rèn)知水平的試題.

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（收稿日期：2020-12-27）