新高考背景下物理試卷與課程標準的一致性研究

陳延林 寇虹

摘 要：新高考背景下物理學(xué)科采用選考模式，物理試卷和課程標準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準的一致性.研究結(jié)果表明：該份試題與課程標準不具有統(tǒng)計學(xué)意義的顯著一致性，在內(nèi)容主題和認知水平維度均有進一步的提升空間.為此要開展有效教學(xué)，落實課程標準要求，推進高考改革，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：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1008-4134（2021）09-0010-04

作者簡介：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，國務(wù)院頒發(fā)的《國務(wù)院關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》，開啟了新一輪的高考改革，新高考采用選考模式，擴大了學(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準（2017年版）》，標準中指出：“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準的規(guī)定及要求確定[1].”REF_Ref57880415＼r＼h＼*MERGEFORMAT高考是一種全國性選拔人才的機制，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手段，試題命制也應(yīng)當參考課程標準.課程標準是教材編寫、教學(xué)、命題的重要依據(jù)，相關(guān)研究表明，若想教學(xué)和課程標準保持一致，首先需要滿足考試和課程標準的要求一致，之后教育系統(tǒng)的其他因素如職業(yè)發(fā)展才可能和課程標準一致[2].REF_Ref57881794＼r＼h＼*MERGEFORMAT因此，研究新高考改革地區(qū)的試題與課程標準的一致性對促進教師教學(xué)，幫助學(xué)生獲得全面發(fā)展具有重要意義;同時，研究高考試題和課程標準的一致性能夠促進高考與課程改革平行推進，促進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

2.1 研究對象

本文的研究對象為《普通高中物理課程標準（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準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準的一致性，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)容主題和認知水平兩個維度建立同一語言“描述符”，能在同一語境中分析課程標準和試卷的一致性.波特的一致性系數(shù)計算公式為

公式中的n代表矩陣中的單元格總數(shù)，Xi為課程標準矩陣中第i個單元格的值，Yi為試卷矩陣的第i個單元格的值.一致性系數(shù)P的取值范圍是0到1，P值越大，說明試卷和課程標準的一致性越好[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)容主題和認知水平兩個維度著手，內(nèi)容主題依據(jù)課程標準中必修和選擇性必修的20個二級主題：機械運動與物理模型、相互作用與運動規(guī)律、機械能及其守恒定律、曲線運動與萬有引力定律、牛頓力學(xué)的局限性與相對論初步、靜電場、電路及其應(yīng)用、電磁場與電磁波初步、能源與可持續(xù)發(fā)展、動量與動量守恒定律、機械振動與機械波、光及其應(yīng)用、磁場、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.

認知水平劃分為了解、認識、理解、應(yīng)用4級水平，每個水平行為動詞界定[5]見表1.

2.3.2 課程標準編碼

課程標準的編碼要點如下：首先確定每條三級條目的知識點，接著根據(jù)行為動詞確定知識點的認知水平，在一致性分析矩陣中記錄知識點的數(shù)量，最后將其轉(zhuǎn)化為比率為1的標準化矩陣.如“相互作用與運動規(guī)律”下三級條目：“1.2.2通過實驗，了解力的合成與分解，知道矢量和標量.能用共點力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問題[1]”.該條目的知識點共3個，分別是“力的合成與分解”“矢量和標量”“共點力平衡條件”，認知水平對應(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.將課程標準的87條三級條目按照同樣的方式處理，得到169個知識點，課程標準知識點統(tǒng)計結(jié)果標準化后的矩陣見表2.

2.3.3 試卷編碼

試卷的編碼要點如下：首先確定試卷題目所考查的知識點，根據(jù)知識點確定考查的內(nèi)容主題，確定內(nèi)容主題考查的認知水平;其次結(jié)合試題評分標準在一致性分析矩陣對應(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的標準化矩陣.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)子的德布羅意波長與其動能成正比

B.天然放射的三種射線，穿透能力最強的是α射線

C.光電效應(yīng)實驗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性

該題目考查的知識點為物質(zhì)波、射線的放射性、光電效應(yīng)、粒子的波動性，對應(yīng)的知識主題為波粒二象性、原子與原子核、波粒二象性，認知水平劃分為理解、了解、了解、了解，該題目共計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)計結(jié)果標準化后的矩陣見表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)帶入一致性計算公式中得到試題和課程標準的一致性系數(shù)為0.4220.本文一致性系數(shù)參考臨界值的確定借鑒美國Gavin學(xué)者的方法，利用MATLAB軟件中的unidrnd函數(shù)，將169個知識點和100分隨機填入“20×4”矩陣中，標準化后計算得到一致性系數(shù)P值，此過程重復(fù)運算20000次后得到P的正態(tài)分布.對于“20×4”的矩陣，169個標準點，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，說明試卷和課程標準不具有統(tǒng)計學(xué)意義的顯著一致性.

3.2 內(nèi)容主題一致性

柱形圖1表示比較課程標準和試卷在內(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準存在差異.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個主題;試卷考查力度明顯低于課程標準要求的內(nèi)容主題共2個，即靜電場、原子與原子核;試卷與課程標準考查的力度基本一致的內(nèi)容主題共8個，即機械運動與物理模型、曲線運動與萬有引力定律、電路及其應(yīng)用、電磁場與電磁波初步、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準要求的內(nèi)容主題共計5個，即相互作用與運動規(guī)律、機械能及其守恒定律、電路及其應(yīng)用、動量與動量守恒定律、磁場.

3.3 認知水平一致性

柱形圖1表示比較課程標準和試卷在認知水平層面的考查力度差異.統(tǒng)計結(jié)果表明，課程標準在認知水平層面“了解”水平比例最高（0.556），“認識”水平比例最低（0.089），“理解”和“應(yīng)用”水平比例相差不大;試卷在認知水平層面“理解”水平比例較高（0.410），“認識”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準，關(guān)于“認識”水平的考查力度與課程標準基本一致（如圖2），說明試題更加注重對學(xué)生高認知水平層次的考查，在一定程度上體現(xiàn)了課程標準對高考的考試內(nèi)容要求：“高考要注重考查學(xué)生對課程中重要的物理概念與規(guī)律的理解與運用情況 [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準的一致性系數(shù)為0.422，二者不具有統(tǒng)計學(xué)意義上的顯著一致性.一致性程度不高的原因包括兩個方面，在內(nèi)容主題層面，試卷并未完全考查所有課程標準要求的內(nèi)容主題，同時在已經(jīng)考查的內(nèi)容主題中也出現(xiàn)了明顯與課程標準要求力度不同的情況，如“相互作用與運動規(guī)律”和“原子與原子核”主題;在認知水平層面，試卷更加重視認知水平的考查，而課程標準更加重視基礎(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)，落實課標要求

高中物理課程的課程目標是“通過學(xué)習物理課程，進一步促進學(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)容主題與課程標準要求不一致，這種情況將會在一定程度上導(dǎo)致教師在教學(xué)時對教學(xué)內(nèi)容做出選擇，將教學(xué)重點置于考試部分，從而影響學(xué)生物理學(xué)科體系的完整和系統(tǒng)性;試題的認知要求高于課標，這同樣會影響教師在教學(xué)時增加知識內(nèi)容深度，可能增加學(xué)生的學(xué)習難度.因此，教師開展教學(xué)活動時，要把握好教學(xué)和高考評價的關(guān)系，以課程標準為依據(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)度與責任為目標，兼顧升學(xué)考試要求，開展有效教學(xué).

4.2.2 推進高考改革，提升試卷質(zhì)量

新一輪高考改革的目標是形成分類考試、綜合評價、多元錄取的考試招生模式[6]，出發(fā)點是為了擴大學(xué)生的選擇權(quán)，導(dǎo)引是課程結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、實施、評價、管理等方面的改革[7]，需要結(jié)合高考改革和課程改革，強化高考內(nèi)容與課程的關(guān)聯(lián)，保證教學(xué)、考試、評價的一致性.浙江省是國家第一批高考改革的試點省份，在命制高考題方面有充足的經(jīng)驗，然而通過研究發(fā)現(xiàn)，該份試題在內(nèi)容主題和認知水平方面均有進一步提升的空間.試卷的內(nèi)容主題決定了考查的范圍，認知水平?jīng)Q定了考查的深度，在新高考背景下，為了使試卷的檢測功能得到全面發(fā)揮，可以從范圍和深度兩個層面協(xié)同推進改革.在命制試題時，試題所考查的內(nèi)容主題要能夠體現(xiàn)出差異性，同時也需要兼顧考查更多的主題;已經(jīng)考查的內(nèi)容主題，所涉及的知識點也要盡可能豐富，而不僅僅是針對某部分知識點，考查某些知識點時，也要合理地設(shè)置不同認知水平的試題.

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[6]袁振國.在改革中探索和完善具有中國特色的高考制度[J].華東師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2018，36（03）：1-12+166.

[7]張定強，裴陽.新高考改革背景下數(shù)學(xué)試卷與課標一致性研究——以2017—2018年全國Ⅱ卷與浙江卷為例[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報，2019，28（04）：55-60.

（收稿日期：2020-12-27）