高中學業水平合格性考試學生地理學科核心素養測評研究

陳錦琪 廖樹山 喬柳婷

摘 要：運用多維項目反應理論對高中地理學業水平合格性考試進行分析，可以有效測評學生的地理學科核心素養水平。教師可通過多維項目反應模型選擇、建立地理學科核心素養Q矩陣表、將學生地理學科核心素養參數轉換為地理學科核心素養水平，得出學生群體地理學科核心素養掌握情況、學生個體地理學科核心素養掌握情況，從而確定試題與地理學科核心素養屬性考查之間的關系，進一步診斷學生的知識、能力、素養等水平。

關鍵詞：多維項目反應理論；地理學科；核心素養；學業水平；地理合格性考試

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）02-0052-03

地理學科核心素養包括人地協調觀、綜合思維、區域認知、地理實踐力四個維度。一次地理考試需要考查學生多維度的素養水平，一道試題常常涉及多維度素養的考查。因此，如何通過試題測評判斷不同維度中的學生地理學科核心素養水平成為亟待探討的問題。多維項目反應理論（Multidimensional IRT，MIRT）為解決這一問題提供了新的途徑。多維項目反應理論是基于單維項目反應理論（Unidimensional IRT，UIRT）和因子分析發展起來的新型測量理論，主要研究考生多種潛在特質和測驗項目反應概率之間的關系，通過賦予試題考查的核心素養類型與考生群體作答情況，評估考生掌握不同維度核心素養的水平與概率，進而實現素養測評功能［1］。

核心素養是具有高度抽象、復雜結構的高階能力，是隱含在學生品格與關鍵能力之中，超越以往知識和技能的范疇，這給地理教育測評帶來了挑戰。多維項目反應理論在學科素養測評的應用已經有一定的研究成果。林子植等學者運用PISA數學素養結構模型與多維項目反應理論模型對某地區八年級部分學生進行數學素養測評，結果表明，多維項目反應理論能夠準確有效評估學生素養水平［2］。孟琪采用多維項目反應理論對某地區高一學生進行數學素養測評，能夠深入分析學生在每個素養維度上的表現［3］。許志勇等學者采用多維項目反應理論對某省高考數學試卷進行分析，為提升命題質量和改進教學提供了依據［4］。由此可知，多維項目反應理論能夠有效測評學生的地理學科核心素養。

基于此，本研究運用多維項目反應理論對某省高中地理合格性考試（以下簡稱地理合格考）數據進行處理，從而檢測某省高中生地理學科核心素養表現水平是否達到國家學業質量標準水平2的合格要求。

一、數據來源與處理

本研究以2022年某省地理合格考無偏抽樣10 000份考生作答數據為例，全體考生平均分為88.3分，標準差為12.0；抽樣考生平均分為82.4分，標準差為11.8。可見，抽樣數據質量良好。地理合格考試卷共有25道選擇題，3道非選擇題。其中，每道選擇題為3分，非選擇題以填空題為主，每空1分。由此，可將考生每道選擇題分數整理成“0-1”計分形式。

二、研究方法與過程

根據多維項目反應理論的測評步驟與該省地理合格考模式，本研究主要過程包括以下步驟：選擇合適的多維項目反應模型→確定試題的Q矩陣→導入數據進行模型擬合→估計考生的地理學科核心素養能力參數→將考生地理學科核心素養能力參數轉換為地理合格考模式下的地理學科核心素養水平。

（一）多維項目反應模型選擇

當前，地理合格考試題題型以“0-1”分值較多，但也有若干題為非“0-1”分值，為了用適合的數據模型進行計算，筆者采用多維等級項目反應模型（MGRM）作為多維項目的反應模型［2］。等級反應模型的數學表達式如下：

P（[xij]≥k｜[θi]，[aj]）=[11+exp[-D（aTjθt+bj，k）]]

式中，k代表第k級水平，[θi]代表第i名考生的能力參數，[aj]為第j道試題的區分度參數，D為模型調整常數，[bj，k]為第j道試題上的第k級水平的難度參數。

（二）建立地理學科核心素養Q矩陣表

地理學科核心素養中的Q矩陣可以用來確定試卷每道試題所考查的核心素養類型，即描述試題與屬性間的關系。筆者邀請學科專家與一線教師對每道試題所屬的核心素養類型反復論證，確定試題考查的核心素養Q矩陣，通過矩陣方式將核心素養轉化為可觀測的反應模式。在試題Q矩陣中，“1”表示考查了該素養，“0”表示沒有考查該素養（如表1所示）。

（三）學生地理學科核心素養參數轉換為地理學科核心素養水平

多維等級項目反應模型（MGRM）計算的核心素養參數結果大致以（-3，3）范圍的正態分布，相對于百分制的呈現方式來說，教師和學生較難理解。同時，該省高中合格性考試的考試成績以“合格”“不合格”呈現，“不合格”比例不超過當次當科考生總數的2.00%［5］。由于沒有建立標準參照型考試的試題庫，導致不同批次考試因實際難度差異而使合格分數發生變化，從而影響不同年份分數之間的比較。基于以上考慮，將MGRM模型計算的核心素養參數采取賦分的辦法加以修正，轉化為［100，0］數值范圍。其中，對于成績合格的考生，將其核心素養參數賦值為［100，60］之間，具體賦值公式如下：

[xmax-xx-xmin0.02]=[100-yy-60]

式中，x為某考生的地理學科核心素養參數，[xmax]為該考生群體中最大的地理學科核心素養參數，[xmin0.02]為該考生群體中2%分位的地理學科核心素養參數，y為轉換后的學生地理學科核心素養水平。同樣，對成績不合格的學生，將其地理學科核心素養參數賦值為（60，0］之間。

三、研究結果及討論

（一）學生群體地理學科核心素養掌握情況分析

省級地理合格考主要測評學生國家地理學業質量水平2級的達成情況。因此，當學生的某項核心素養水平達60分以上，即可認為達到國家地理學業質量水平2級的要求。基于此，筆者統計了學生各項地理學科核心素養的掌握情況（如表2所示）。

由表2可知，首先，學生地理學科核心素養掌握模式中“1111模式”的人數占比為94.79%，說明絕大多數學生在完成國家地理必修一、必修二課程之后，形成了“人地協調觀”“綜合思維”“區域認知”“地理實踐力”素養，達到地理學科核心素養2級水平，滿足了高中畢業學業水平質量2級的合格要求。其次，學生地理學科核心素養掌握模式中“1110模式”的人數占比為0.93%，說明這些考生掌握了人地協調觀、綜合思維、區域認知素養，但沒有掌握地理實踐力素養。這需要教師在日常教學中多開展地理實踐活動，培養學生的地理實踐力素養。另外，有2.40%的學生只掌握其中三種不同的素養，說明這些學生在學習過程中某些素養發展受到限制，教師需要對其進行針對性培養。從表2中我們還可以發現，隨著學生對素養種類掌握的減少，人數占比也在減少。掌握其中三種素養的學生比例約為0.80%，掌握其中兩種素養的學生比例約為0.20%，僅掌握一種素養的學生比例約為0.10%，而有大約0.30%的學生沒有形成任何一種素養。

（二）學生個體地理學科核心素養掌握情況分析

與傳統考試結果僅有一個總分相比，多維項目反應理論能夠提供考生多維度的核心素養表現信息，為深入分析學生核心素養掌握情況提供重要參考。筆者按照滿分組、高分組、中分組、低分組隨機抽取2022年某省地理合格考試題中各分段的三名考生，分別對其地理學科核心素養掌握情況進行分析，結果如表3所示。由表3可知，考生原始總分越低，其地理學科核心素養水平越低，說明學生的地理學科核心素養水平大致圍繞著總分高低波動。另外，即使是原始總分相同的考生在各維度地理學科核心素養掌握水平也有差異。其中，總分為100分的考生，其四項地理學科核心素養均為滿分的水平，但在高分組中，不同考生的地理學科核心素養水平存在差異。如ID8817考生，其綜合思維水平最高，為96.5分；其次是地理實踐力水平，88.4分；最低為人地協調觀水平，82.9分，說明該考生的綜合思維水平較高，但人地協調觀素養是短板，因此，教師在今后的教學中需要側重對其進行人地協調觀素養培養。同樣，總分是90分的ID236考生，其區域認知素養達到滿分水平，但是人地協調觀素養表現欠佳，得分不到70分。在低分組中，考生的地理核心素養均低于60分合格水平；ID8970考生的綜合思維水平為24.2分；ID9570考生的地理實踐力水平為34.8分。可見，考生學科核心素養的缺失，導致其地理學業水平欠佳。

四、結論及展望

筆者根據多維項目反應理論對2022年某省高中地理合格考抽樣數據進行分析，結果顯示，接近95.0%的學生掌握了地理學科核心素養，達到地理學科核心素養2級水平，符合高中畢業生地理學科的合格要求，學生對地理學科核心素養掌握情況良好。多維項目反應理論能夠提供更豐富的學生核心素養測評信息。高中地理學業水平合格性考試是普通高中教學質量監測的參考依據，是衡量學生是否達到國家規定學業質量水平的測評方式。因此，通過多維項目反應理論中的Q矩陣，確定高中地理合格考試題與地理學科核心素養屬性考查之間的關系，根據學生對試題的應答模式推斷學生掌握某項核心素養的程度與概率，深入了解學生的核心素養水平和結構存在的優勢與不足，可以進行針對性教學，達到提升學校或地區教學質量的目的。

值得注意的是，本研究僅運用多維項目反應理論對學生地理核心素養水平進行分析，而學生的課標要求達成度、知識結構、思維模式、技能水平等其他信息尚未發掘。作為國家大規模考試，高中地理合格考是權威的教育測評方式之一，教師能夠從中搜集大量的學生學習信息數據，通過運用現代教育測量理論建立學生學習信息追蹤測評系統，深入診斷學生的知識、能力、素養等水平信息，為指導學生明確學習方向提供翔實的信息，避免題海戰術，有效落實學生地理學科核心素養的培養。

參考文獻

［1］康春花，辛濤.測驗理論的新發展：多維項目反應理論［J］.心理科學進展，2010（3）：530-536.

［2］林子植，胡典順.多維項目反應理論在數學素養測驗中的應用［J］.中國考試，2021（5）：72-80.

［3］孟琪.基于多維項目反應理論在考試中的分析和應用［D］.南京：東南大學，2015.

［4］許志勇，丁樹良，鐘君.高考數學試卷多維項目反應理論的分析及應用［J］.心理學探新，2013（5）：438-443.

［5］廣西壯族自治區教育廳.廣西普通高中學業水平考試實施辦法［EB/OL］.http：//jyt.gxzf.gov.cn/ztzl/lsgd/gkzhgg/zcwj/t11015296.shtml，2021-12-23.

注：本文系廣西教育科學“十四五”規劃2022年度考試招生研究專項課題“省級普通高中學業水平考試合格性考試學生核心素養水平測評的研究”（2022ZJY2329）的研究成果。

（責編 楊 春）