基于學科核心素養的高中地理教材與課程標準的一致性研究

摘 要：地理教材與課程標準的一致性，對落實立德樹人根本任務、發揮教材育人功能、培育學科核心素養具有重要意義。本文采用SEC一致性分析模式和SOLO分類法，建立了素養主題與水平的二維矩陣，并利用Porter公式計算一致性系數。結果表明：人教版、湘教版、魯教版高中地理2教材與課程標準在核心素養培養方面具有顯著一致性，但在單個維度上不同教材與課標間的差異有所不同，這些差異可為地理教師進行核心素養培育提供參考。

關鍵詞：核心素養；高中地理教材；課程標準；SEC一致性分析；Porter公式

中圖分類號：G633.55 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5207（2024）09-0012-05

《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》充分考慮學科育人價值，凝練出高中地理學科四大核心素養，即人地協調觀、區域認知、綜合思維、地理實踐力［1］。地理核心素養的達成是地理學科育人價值得以實現的關鍵路徑［2］。作為最重要的課程資源之一，教材對于學生核心素養的培育至關重要。課程標準與學業評價的一致性研究模型有Webb模式、Achieve模式和SEC模式［3］。目前，SEC模式適用于課標和教科書、教學、評價等要素之間的一致性分析，在化學、數學、物理等學科中得到了廣泛應用，但在地理學科中基于核心素養的應用相對較少。因此，本文基于SEC一致性分析模式，利用SOLO分類法構建“素養主題×素養水平”二維矩陣模型，進行一致性指數及素養主題與素養水平分析。高中地理教材必修模塊作為全體學生必須學習的課程內容，蘊含著豐富的地理核心素養素材，是培養學生地理核心素養的重要基石?，F行高中地理教材版本包括人教版、湘教版、魯教版、中圖版、滬教版5個版本，鑒于中圖版和滬教版教材數據的收集存在局限性，最終選擇人教版、湘教版和魯教版的高中地理2教材進行比較研究。

一、研究方法與過程

1.研究方法

美國學者安德魯·波特（Andrew Porter）等人開發了SEC模式，從知識廣度和深度展開構建“內容主題×認知水平”一致性分析矩陣模型，并進行編碼與統計，最后利用Porter公式定量計算評價標準和評價對象間的一致性數值［4］。Porter一致性指數的計算公式如下。

[P=1?i=1nXi?Yi2]

式中，n指的是二維矩陣的總單元格數；i代表某一特定的單元格；Xi和Yi分別對應于評價標準二維矩陣中第i個單元格的比率值，以及評價對象二維矩陣中第i個單元格的比率值。而P則是用來表示Porter一致性指數的變量，其取值范圍在0到1之間。P值的大小直接反映了評價對象與評價標準之間的一致性程度：P值越大，說明兩者之間的一致性越高。

2.研究過程

（1） 二維矩陣建模

鑒于本文關注對象是地理教材在核心素養培養上與課標的一致性，因此，參照SEC模式矩陣構成的兩個維度，用“素養主題”反映知識廣度維度，用“素養水平”反映知識深度維度，并通過三個步驟構建二維評價矩陣：①基于地理核心素養確定素養主題。根據課標對地理核心素養內涵和表現的說明，拆解出11個素養主題：人地協調觀包括認識地理環境、尊重自然規律、協調人地關系3個主題；綜合思維包括要素綜合、時空綜合、地方綜合3個主題；區域認知包括區域意識、認識區域、區域評價3個主題；地理實踐力包括意志品質、實踐能力2個主題。②基于課標要求劃分素養水平。課標及《普通高中地理課程標準解讀》中并未明確提供行為動詞的層次劃分說明，直接依據行為動詞來劃分素養水平存在困難。因此，本文參考SOLO理論層次分類，構建了一個將行為動詞與思維層次相對應的表格（表1），以此為基礎，對素養水平進行編碼，從而確保素養水平的劃分科學、合理性。③基于SOLO分類理論確定二維矩陣框架。鑒于課標與教材中不存在SOLO分類法中的前結構水平（P），因此，只劃分4個維度的素養水平，由此構建“11×4”的“素養主題×素養水平”矩陣模型。

（2）模型數據統計

課程標準的數據編碼。對課標的編碼與統計遵循課程內容要求，具體操作如下：①拆分課標條目，細化每個知識點，并確定其對應的素養主題。②判別素養水平。依據前文基于SOLO理論的行為動詞與思維層次表，對各知識點的素養水平進行準確判別。以課標中某條地理2內容要求為例：“2.1運用資料，描述人口分布、遷移的特點及其影響因素，并結合實例，解釋區域資源環境承載力、人口合理容量”，可將其拆分為3個主要知識點：描述人口分布與遷移的特點、描述人口分布與遷移的影響因素、解釋區域資源環境承載力與人口合理容量。這3個知識點分別對應的素養主題為“要素綜合”“時空綜合”以及“尊重自然規律”。行為動詞“描述”對應多元結構水平（M），“解釋”對應關聯結構水平（R）。這種編碼方式可能會因評價者水平差異而導致素養水平劃分的不一致。為確保評價的準確性和一致性，實際評價過程中應提升評價者的專業素養，增加評價者的數量，從而增強層次劃分的一致性。因此，由兩位地理教育研究生進行獨立編碼，所得數據的肯德爾相關系數（雙尾）為0.862**，表明兩組編碼數據在P=0.01水平上呈現出顯著的相關性，兩位編碼者的編碼結果高度一致，編碼結果有效。隨后，兩位編碼者針對編碼中存在的分歧進行深入討論，最終確定了課標的編碼數據，形成了統一的二維頻數矩陣。經過標準化處理，將每個主題點的數目除以總主題點數（24），計算出相應的比率值，據此制作圖1。

教材的數據編碼。地理教師教學用書詳細解讀了每節的課標、教學目標和教材內容，并提供了課時建議。因此，在編碼與統計教材時，依據教師用書中的教學目標和課時數，對教科書正文采用平均分配原則進行編碼，將課時值賦給相應單元格。以湘教版地理2教材“2.1城鄉空間結構”的內容為例，對課時分配與認知劃分做示例分析，詳細介紹該數據編碼方式。該課教學目標如下：①運用教材提供的“城鄉土地利用示意圖”和“各類用地租金水平隨距離遞減示意圖”，探究分析城鄉功能區的布局特征、相對位置關系及呈現出來的城鄉空間結構特點，提升綜合思維、區域認知能力。②通過課外觀察、讀圖分析，掌握城鄉區位分析的一般方法，提升綜合思維和地理實踐力。③根據所學知識和原理，對照家鄉的城（鄉），為家鄉的發展提出合理化建議，樹立人地協調觀。本課建議規劃3課時，但由于教學目標眾多，采用統一倍數處理，將本節課時賦值為6。在第一點中拆分知識點對應為“城鄉功能區的布局特征、相對位置關系”和“城鄉空間結構特點”，素養主題對應為時空綜合和認識區域，行為動詞“運用”“探究”雖然依照表1對應抽象拓展結構水平（E），但并不符合“學生能夠提出或選擇具有創新性的解決方案，并以獨特的方式有效應對問題”，達到的素養水平僅符合多元結構水平（M）和關聯結構水平（R）。在第二點中涉及知識點為“城鄉區位分析的一般方法”，素養主題涉及地方綜合，行為動詞“掌握”對應素養水平為多元結構水平（M）。依據每節下屬各目標同等重要原則，本目標“素養主題×素養水平”對應賦值2。第三點無具體對應知識點，但可直接確定素養主題對應協調人地關系，“建議”素養水平對應抽象拓展結構水平（E），賦值2。依據上述方法，兩位編碼者獨立編碼人教版、湘教版、魯教版必修2教材，所得數據的肯德爾相關系數（雙尾）分別為0.933**、0.945**、0.922**，編碼有效，針對分歧進行討論，形成統一的二維頻數矩陣，進行標準化處理，得到人教版、湘教版、魯教版教材的比率值分布圖（圖2～圖4）。

二、研究結果及分析

1.Porter一致性指數分析

根據統計得到的高中地理課標在地理2內容水平的“素養主題×素養水平”比率分布表，以及各版本地理2教材的相應比率分布表，利用Porter公式，計算出教材與課程標準之間的一致性系數P。為評估這一系數，還需要設定一個參考值P0，以便將P與之進行對比，從而更準確地評價教材與課標的一致性程度。劉秀峰博士和美國學者Gavin對P0的研究思路被廣泛認可：利用Matlab軟件的unidrnd函數，隨機獲取與目標矩陣大小相同的二維矩陣，調用P函數計算公式，重復操作20 000次，再對這20 000個P值進行分析，得到在0.05顯著性水平的一致性參考值P0［5］。若實際計算的P值大于P0，則說明高中地理2教材與課標具有顯著的一致性；反之，則不具有統計學上的顯著一致性。表2展示了各版本地理教材與高中地理課標在地理2板塊的Porter一致性系數與0.05顯著性水平下參考值的對比結果。經過對比可得出，人教版、湘教版、魯教版教材與課標的一致性系數P均超過參考值P0。這一數據表明，三版教材與課標在核心素養培養方面具有統計學上的顯著一致性，教材的編寫緊密貼合課標中規定的地理核心素養要求。

2.重點分布分析

借助曲面圖可直觀地觀察到素養主題和素養水平的側重情況。通過比較可發現：①存在兩個相同的區域中心。集中在“要素綜合”的多元結構水平（M）和關聯結構水平（R），以及“認識區域”的多元結構水平（M）和關聯結構水平（R）。這揭示了課標與教材在地理2素養培養模塊上的高度一致性，均側重“要素綜合”和“認識區域”這兩個素養主題的培養，并且要求學生在這兩個主題上達到多元結構水平（M）和關聯結構水平（R）。②素養主題分布較為相同。除魯教版教材素養主題涉及地方綜合和區域意識較少外，課標與其他兩版教材素養主題分布集中于綜合思維和區域認知下的6大主題，這說明必修2是培養地理核心素養綜合思維和區域認知的關鍵基礎。③素養水平分布差異較大。與課標相比，3個版本教材素養水平皆高于課標，素養水平要求均以多元結構水平（M）和關聯結構水平（R）為主，這說明必修2模塊教材在課標的基礎上對素養水平要求進行了適當拓展提升（圖5～圖8）。除上述3個特點外，可發現湘教版教材與課標和其他版本教材曲面圖存在很大差異，這可能是因為湘教版教材教學目標較為豐富且具體，因此在編碼時存在更多劃分。

3.素養主題比較

根據頻數比率分布表中的素養水平比率之和，繪制素養主題分布柱形圖（圖9），從而更加形象直觀地呈現課標與教材在素養主題單個維度上的一致性情況。由圖可知：①總體來看，各教材在素養主題方面的要求與課標存在一定不契合之處。②從地理核心素養的4個維度分析，課標與教材在綜合思維和區域認知核心素養方面涉及的素養主題高度一致，具體而言，兩者在涉及的素養主題上呈現出相似的占比排列順序：要素綜合>地方綜合>時空綜合，認識區域>區域意識>區域評價，而在其他兩個方面的核心素養主題占比上的排列順序存在較大差異。③從課標與教材具有的單個素養主題看，課標在認識地理環境、區域意識、實踐能力等素養主題上的占比高于3個版本教材。同時，教材之間的素養主題分布也都各有側重，這顯示出課標與教材在素養主題的重點處理上存在不一致之處。這種差異可能源于不同教材編寫者對課程標準的理解和詮釋不同，以及針對不同學生群體的教學需求和側重點不同。

4.素養水平比較

繪制能體現課標與教材中素養水平分布的柱形圖（圖10），可發現：①四者在各素養水平占比上的排列順序一致，均為多元結構水平（M）>關聯結構水平（R）>單一結構水平（U）>抽象拓展結構水平（E），說明其在素養水平上的要求側重點較為一致。②四者在單個素養水平上的占比存在差異。教材和課標在單一結構水平（U）、多元結構水平（M）占比都較為接近，但在關聯結構水平（R）的占比方面，3個版本教材都明顯高于課標。造成課標與教材在核心素養水平上差異的原因可能在于，課標所規定的素養水平主要是學業質量的最低達成標準，這主要是為了確保所有學生都能達到一定基礎素養水平。而教材作為培養學生素養的共同基礎，其目標不僅是滿足這一最低標準，而是致力于全面提升全體學生的素養水平。因此，教材在設計和編寫時，會考慮學生的多樣性和差異性，提供更為豐富和深入的學習內容，以促進學生在不同素養主題和水平上的全面發展。

三、結論與建議

1.結論

基于核心素養的人教版、湘教版、魯教版的高中地理2教材與課標一致性結果表現為顯著的一致性。從整體角度而言，素養主題和素養水平的分布存在兩個相同的核心區域，這些區域主要集中在要素綜合和認識區域的多元結構水平（M）以及關聯結構水平（R）上。然而，從單個維度觀察，教材與課標在素養主題的側重點上有所不同。盡管如此，它們在綜合思維和區域認知這兩個核心素養主題上的占比排序卻保持了高度一致。在素養水平維度，課標與教材所展現的素養水平占比排序呈現出相同趨勢：多元結構水平（M）占比最高，其次是關聯結構水平（R），再次是單一結構水平（U），而抽象拓展結構水平（E）占比相對較低。這一排序表明，無論是課標還是教材，都強調在核心素養的培養上應注重多元和關聯性的結構水平，同時，也不應忽視單一結構水平的基礎性作用，而抽象拓展結構水平則作為更高層次的培養目標。

2.建議

研究結果表明，不同版本教材與課標在素養主題和水平維度上存在獨特差異，這就為融合教學資源、依據教材特色、實施核心素養教育提供了依據。人教版教材在素養主題和素養水平方面與課標契合度最高，因此，緊扣核心素養的培養可最大程度依賴人教版教材資源；湘教版教材在設定教學目標時表現得細致全面，其涵蓋的素養主題也更為廣泛，因此，教師在確立教學目標時，可借鑒湘教版教材，對教學內容進行深入剖析，并設定更多與素養主題緊密相關的內容，以豐富教學內涵；而魯教版教材在素養水平方面，相較于課標有著更高的要求，這為提升學生的高階素養提供了有力支撐，因此，當教師面對需要培養學生較高素養水平的情境時，可更多配合魯教版教材資源，以滿足學生的進階學習需求。

參考文獻：

［1］ 中華人民共和國教育部. 普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）［M］. 北京：人民教育出版社， 2020.

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［5］ 劉健智， 胡雪妍. 基于物理核心素養的高中物理教材與課程標準的一致性研究——以2019年人教版必修1為例［J］. 物理教師， 2022， 43（7）：3-12.