基于波特和韋伯分析方法的中考物理試卷一致性分析

孔鵬珂 黃致新 王樹(shù)紅 田雪晴

（華中師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430079）

學(xué)業(yè)水平考試（中考）的結(jié)果是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)業(yè)水平的重要依據(jù)，也是高中進(jìn)行招生的重要參考，其參照標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)應(yīng)學(xué)科的新課程標(biāo)準(zhǔn)［1］，因此研究學(xué)業(yè)水平考試與物理課程標(biāo)準(zhǔn)之間的一致性在調(diào)適物理課程運(yùn)行等方面具有十分重要的意義［2］.目前對(duì)課標(biāo)與中考試卷一致性的研究大多分別采用波特一致性模式或韋伯一致性模式，本文研究的特色在于將兩種方法中的“目標(biāo)水平”和“內(nèi)容主題”這兩個(gè)研究維度結(jié)合起來(lái)，從宏觀和微觀兩個(gè)角度對(duì)W市2013年中考物理試卷（以下簡(jiǎn)稱試卷）與義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)［3］（以下簡(jiǎn)稱課標(biāo)）之間的一致性進(jìn)行分析，其結(jié)論相互補(bǔ)充，使研究結(jié)果更加完善，從而為命題者提供科學(xué)的借鑒和參考.

1 兩種分析方法簡(jiǎn)介

1.1 波特一致性分析模式

波特一致性分析過(guò)程：首先把課標(biāo)中“科學(xué)內(nèi)容”部分及物理試卷均按“目標(biāo)水平”和“內(nèi)容主題”兩個(gè)維度將其轉(zhuǎn)化為兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的表格，然后比較兩個(gè)表格分別對(duì)應(yīng)的單元格值的符合程度即一致性.為了便于兩個(gè)表格的比較，所有單元格值都轉(zhuǎn)化為總和是1的比率，形成兩個(gè)比率表［4］.

一致性指標(biāo)P被定義為：

式中n代表表格中單元格的總數(shù)，i的范圍從1到n.Xi和Yi分別代表兩個(gè)歸一化表格中對(duì)應(yīng)的比率值.不難發(fā)現(xiàn)，一致性指標(biāo)P的取值范圍從0到1，其中0表示課標(biāo)和試卷之間的差異最大，1則代表兩者完全一致.將計(jì)算所得的P值與臨界值進(jìn)行比較，則可以從宏觀上大致了解課標(biāo)和試卷之間一致性程度的高低.

課標(biāo)將學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)劃分為認(rèn)知性目標(biāo)、技能性目標(biāo)和體驗(yàn)性目標(biāo)，其中每一類型目標(biāo)又包含不同層次水平.本文中所研究的目標(biāo)水平包括：認(rèn)知性目標(biāo)和部分技能性目標(biāo)（因?yàn)閯?dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰茈y由試卷考查到），另外體驗(yàn)性目標(biāo)當(dāng)前暫時(shí)不能直接進(jìn)行測(cè)量，只能在試題的背景材料中進(jìn)行滲透，故本文不將其納入量化的范圍.在內(nèi)容主題方面，筆者根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中的14個(gè)內(nèi)容主題之間的內(nèi)容關(guān)聯(lián)性，將其整合成7個(gè)2級(jí)主題：物質(zhì)的形態(tài)和變化，物質(zhì)的屬性，機(jī)械運(yùn)動(dòng)，力，聲和光，電和磁，功和能.課標(biāo)“科學(xué)內(nèi)容”部分的編碼工作，首先由物理課程與教學(xué)論專業(yè)3位研究生獨(dú)立劃分，然后對(duì)其中存在分歧的地方進(jìn)行了討論、協(xié)商，最終確定為表1.

表1

1.2 韋伯一致性分析模式

韋伯一致性分析模式［5］的各指標(biāo)含義及其可接受水平總結(jié)為表2.在試卷統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于1個(gè)選擇題的4個(gè)選項(xiàng)，共考查了幾個(gè)不同知識(shí)點(diǎn)就記為幾個(gè)項(xiàng)目；填空題的每一空記為1個(gè)項(xiàng)目.

1.3 兩種一致性分析模式之間的關(guān)系

如圖1所示，韋伯一致性分析模式中的“深度一致性”分析可與波特一致性中的“目標(biāo)水平”維度統(tǒng)一起來(lái)，從而可以具體判斷試卷所涉及的每一內(nèi)容主題在“深度”這一維度上與課標(biāo)的一致性程度.同樣韋伯一致性的知識(shí)“種類”、“廣度”和“平衡度”3個(gè)維度可以與波特一致性中的“內(nèi)容主題”維度統(tǒng)一起來(lái)，這3個(gè)維度的分析層層深入，可以明確擊中每一內(nèi)容主題的評(píng)價(jià)項(xiàng)目的數(shù)量、每一內(nèi)容主題下的具體知識(shí)點(diǎn)被擊中的數(shù)量以及其分布情況.利用這3個(gè)維度可以深入、全面地判斷每個(gè)內(nèi)容主題的一致性可接受水平.波特一致性和韋伯一致性分析模式的綜合運(yùn)用，可以為命題者從一致性視角提供有價(jià)值的參考和借鑒.

圖1

2 具體分析過(guò)程

2.1 一致性P值的計(jì)算過(guò)程

2013年W市物理試卷的總分為76分.每一道試題的編碼方法是：先確定該試題考查了哪些知識(shí)點(diǎn)，再對(duì)照每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)看考查的水平，具體知識(shí)點(diǎn)的水平按照課標(biāo)中行為動(dòng)詞界定表進(jìn)行劃分，本文中劃分為：了解、認(rèn)識(shí)、理解、操作4個(gè)水平.

表3

最后將表1和表3的數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算得出的波特一致性系數(shù)P值為0.45.根據(jù)目前的研究結(jié)果［6］，對(duì)于7×4的矩陣，與76個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)”（即試卷總分76分）對(duì)應(yīng)的一致性系數(shù)的臨界值為0.861，顯然2013年W市中考物理試卷與課程標(biāo)準(zhǔn)之間的一致性程度較低，其原因?qū)⒃谙挛倪M(jìn)行分析.

2.2 課程標(biāo)準(zhǔn)與物理試卷在“目標(biāo)水平”維度上的比較

2.2.1 波特一致性分析模式對(duì)“目標(biāo)水平”的分析

為了能方便將表1和表3的結(jié)果進(jìn)行比較，將課標(biāo)和試卷在“目標(biāo)水平”上的分布情況用條形圖展現(xiàn)出來(lái)，如圖2所示.

從圖2可以看出，課標(biāo)中的較大部分（75.6%）知識(shí)點(diǎn)處于“了解”水平，這體現(xiàn)了課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性.但試卷在這“了解”和“理解”兩水平上與課標(biāo)的要求有顯著的差異，這說(shuō)明試卷相比課標(biāo)而言，無(wú)疑在總體上提高了對(duì)學(xué)生的要求，在一定程度上增大了試卷的深度，不利于教師在教學(xué)實(shí)踐中更好地依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求展開(kāi)教學(xué)，也增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān).

圖2

2.2.2 韋伯一致性分析模式對(duì)“知識(shí)深度”的分析

上面的分析宏觀上指出了試卷整體的“深度”高于課標(biāo)要求，但不能得知7個(gè)內(nèi)容主題下的具體知識(shí)點(diǎn)在試卷中被考查的“深度”是否符合課標(biāo)的要求，所以要利用韋伯分析模式中的“知識(shí)深度一致性”從微觀上作進(jìn)一步詳細(xì)探討，得到結(jié)果如表4所示.

表4

由表4可以看出試卷共有“物質(zhì)的形態(tài)與變化”、“物質(zhì)的屬性”、“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”、和“電和磁”這4個(gè)內(nèi)容主題的知識(shí)深度一致性是可以接受的，試卷在“力”，“聲和光”和“功和能”這2個(gè)內(nèi)容主題上的要求要高于課標(biāo)對(duì)學(xué)生的要求，與課標(biāo)在知識(shí)深度上一致性程度較低.

2.3 課程標(biāo)準(zhǔn)與物理試卷在“內(nèi)容主題”上的比較

2.3.1 波特一致性分析模式對(duì)“內(nèi)容主題”的分析

由圖3可以看出，課標(biāo)在“力”、“電和磁”和“功和能”3個(gè)主題上分布的最多，同時(shí)也可以看出試卷同樣也是關(guān)于這3個(gè)主題考查的分?jǐn)?shù)最多，這表明課標(biāo)制定者和命題者均重視這部分內(nèi)容.

同時(shí)2013年試卷對(duì)“聲和光”主題考查的比例也超出了課程標(biāo)準(zhǔn)中所要求的比例，“聲和光”這部分雖不是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)卻是初中生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，同時(shí)這部分知識(shí)與學(xué)生的生活聯(lián)系比較緊密，加大這部分考查能夠喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.

另外從圖3還可以看出，命題者對(duì)“物質(zhì)的形態(tài)和變化”，“物質(zhì)的屬性”和“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”這3個(gè)主題的考查力度要遠(yuǎn)低于課程標(biāo)準(zhǔn)的要求.

圖3

2.3.2 韋伯一致性分析模式對(duì)“內(nèi)容主題”的分析

韋伯一致性分析模式對(duì)“內(nèi)容主題”的分析是從知識(shí)的種類，知識(shí)的廣度和知識(shí)的平衡度這3個(gè)維度進(jìn)行分析的，運(yùn)用韋伯分析模式對(duì)試卷分析得到結(jié)果統(tǒng)計(jì)為表5.

表5

韋伯分析模式對(duì)“內(nèi)容主題”的分析是從“微觀”角度去深入、全面研究的，通過(guò)對(duì)表5所示結(jié)果的分析可以得出以下3點(diǎn)：

（1）試卷在 “力”、“電和磁”以及“功和能”這3個(gè)內(nèi)容主題上考查的項(xiàng)目較多，這進(jìn)一步說(shuō)明無(wú)論是在分值還是評(píng)價(jià)項(xiàng)目上，試卷均重視對(duì)上述3個(gè)內(nèi)容主題的考查，這一情況是與中學(xué)物理教學(xué)實(shí)際相一致的.“力”、“電和磁”和“功和能”3個(gè)內(nèi)容主題是貫穿整個(gè)初、高中階段物理的主干內(nèi)容，不僅是初中物理教師教、學(xué)生學(xué)的重難點(diǎn)，同時(shí)也是高中物理教學(xué)以及高考考查的重點(diǎn).這與波特一致性分析模式得到的結(jié)果一致.

（2）試卷僅僅只有“力”這一個(gè)主題的知識(shí)廣度一致性水平是可以接受的，而其他6個(gè)主題中只有少部分知識(shí)點(diǎn)在試卷中有所涉及.以“電和磁”為例，試卷主要集中考查學(xué)生對(duì)歐姆定律、電路圖的連接等知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，而對(duì)磁現(xiàn)象、磁場(chǎng)等方面的內(nèi)容考查涉及較少，這說(shuō)明2013年物理試卷與課標(biāo)之間的知識(shí)廣度一致性不高.

（3）試卷的7個(gè)內(nèi)容主題的平衡指數(shù)均在0.7以上，均達(dá)到了較高的可接受水平.說(shuō)明試卷能較均勻地分布在所考查的知識(shí)點(diǎn)上，沒(méi)有出現(xiàn)較多的評(píng)價(jià)項(xiàng)目重復(fù)考查某一知識(shí)點(diǎn)的情況.

3 結(jié)論與思考

以上的分析過(guò)程就是利用波特分析模式和韋伯分析模式從宏觀和微觀兩個(gè)角度對(duì)試卷和課標(biāo)的一致性進(jìn)行了分析和說(shuō)明，分析結(jié)果表明在“目標(biāo)水平”方面，2013年W市物理試卷的“深度”相對(duì)于課標(biāo)整體偏高，其中“物質(zhì)的形態(tài)與變化”、“物質(zhì)的屬性”、“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”和“電和磁”這4個(gè)主題的“深度”一致性是可接受的.在“內(nèi)容主題”方面，只有“力”這一主題在“種類”、“廣度”和“平衡度”3類一致性上是可接受的，其他6個(gè)主題均在不同的方面存在一致性不高的問(wèn)題.

對(duì)于一致性不高的原因筆者認(rèn)為主要有：初中學(xué)業(yè)水平考試一般是評(píng)價(jià)畢業(yè)生的學(xué)業(yè)水平和高中招生的依據(jù)，從學(xué)業(yè)水平考查的角度來(lái)說(shuō)，中考試卷理應(yīng)與課程標(biāo)準(zhǔn)具有較高的一致性，但由于我國(guó)中考還具有選拔功能，命題者會(huì)根據(jù)初高中物理教育的銜接、招生選拔等實(shí)際情況，在進(jìn)行試卷命制時(shí)對(duì)目標(biāo)水平和內(nèi)容主題的考查重心有所偏移，這是一致性程度不高的原因之一.其次，中考試卷的命制并不完全是熟知課程標(biāo)準(zhǔn)的教研員，同時(shí)也有優(yōu)秀高中物理教師的參與，高中物理教師可能對(duì)義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有深入研究，在命題時(shí)更注重初高中物理學(xué)習(xí)的聯(lián)系性、更貼近高中物理教學(xué)的實(shí)際，這是一致性程度不高的另一個(gè)原因.

1 陳寧.一致性研究：初中物理內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)與中考之間的關(guān)系［D］.南京：南京師范大學(xué)，2011：5.

2 陳嫻，郟璨璨，陳寧.物理內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)與考試之間的一致性研究［J］.課程·教材·教法，2010（7）：67.

3 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）［S］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

4 羅瑩，郭晨躍，李勇.高考物理命題的一致性研究及其對(duì)物理教育的啟示［J］.課程·教材·教法，2012（11）：105－111.

5 牛春虎，李新鄉(xiāng).高中物理教材習(xí)題與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性研究［J］.物理教師，2013（4）：2－4.

6 Gavin W F.Estimating Critical Values for Strength of Alignment Among Curriculum，Assessments，and Institution［J］.Journal of Educational and Behavioral Statistics，2011.