基于SEC模式的中考物理試題與新課標(biāo)的一致性分析

楊正

摘? ?要：中考試題與新課標(biāo)的契合程度會(huì)直接影響一線物理教學(xué)。采用SEC一致性分析模式，對(duì)2022年中考物理無錫卷與新課標(biāo)進(jìn)行一致性分析。研究發(fā)現(xiàn)，試題與新課標(biāo)的Porter一致性系數(shù)低于臨界值；在內(nèi)容主題方面，試題與新課標(biāo)的內(nèi)容主題分布具有顯著的一致性；在認(rèn)知水平方面，新課標(biāo)的“了解”水平高于試題，而“認(rèn)知”和“理解”水平均低于試題。由試題和新課標(biāo)的一致性分析結(jié)果，對(duì)一線教師和中考命題者提出一些建議。

關(guān)鍵詞：新課標(biāo)；SEC一致性分析；中考物理試題

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2023）4-0039-5

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）優(yōu)化課程內(nèi)容、強(qiáng)化學(xué)段銜接、突出課程育人理念和研制學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中著重強(qiáng)調(diào)培育學(xué)生的核心素養(yǎng)、必備品格和關(guān)鍵能力［1］。2022年6月無錫市初中階段學(xué)業(yè)質(zhì)量檢測暨升學(xué)物理學(xué)科考試是新課標(biāo)頒布后的首次考試，試卷命題是否緊扣新課標(biāo)的理念和要求，對(duì)教師的教學(xué)是否有參考和指引作用，是一線教師迫切關(guān)心和關(guān)注的問題。因此，有必要對(duì)物理試題與新課標(biāo)在內(nèi)容主題和認(rèn)知水平的一致性進(jìn)行研究。

1? ? 研究對(duì)象和工具

1.1? ? 研究對(duì)象

本文選擇2022年無錫中考物理試題（以下簡稱“物理試題”）和新課標(biāo)為研究對(duì)象，重點(diǎn)分析試題在內(nèi)容主題和認(rèn)知水平方面與新課標(biāo)的一致性，為一線教學(xué)指明方向和提供參考。物理試題共分為選擇題、填空題和解答題3種類型，其中解答題包括作圖題、實(shí)驗(yàn)探究題和實(shí)踐應(yīng)用題，試卷總分為100分，試卷結(jié)構(gòu)和分值分布如表1所示。

1.2? ? 一致性分析的研究工具

目前，一致性分析的工具主要有：Webb模式、Achieve模式和SEC一致性分析模式等?；赟EC一致性分析模式適用范圍廣、框架結(jié)構(gòu)簡單以及主張從內(nèi)容主題和認(rèn)知水平兩個(gè)維度進(jìn)行評(píng)價(jià)［2］。因此，本文采用帕特（Porter）等人共同開發(fā)的SEC一致性分析模式作為研究工具，其主要過程有：（1）對(duì)新課標(biāo)和物理試題的內(nèi)容主題和認(rèn)知水平進(jìn)行編碼與統(tǒng)計(jì)；（2）分別編制新課標(biāo)與物理試題的“內(nèi)容主題×認(rèn)知水平”二維矩陣；（3）采用Porter一致性系數(shù)的公式計(jì)算物理試題與新課標(biāo)的一致性系數(shù)，比較物理試題與新課標(biāo)的一致性程度，其中計(jì)算Porter一致性系數(shù)的公式為

上式中n代表二維矩陣的單元格總數(shù)；i表示二維矩陣中某個(gè)特定單元格，i∈[1，n]；Xi表示新課標(biāo)二維矩陣中第i個(gè)單元格所占的比率值；Yi表示2022年物理試題二維矩陣中第i個(gè)單元格所占的比率值；P代表Porter一致性系數(shù)，P∈[0，1]。若P值越大，則表明物理試題與新課標(biāo)的一致性程度越高。

2? ? 研究過程

2.1? ? 構(gòu)建新課標(biāo)“內(nèi)容主題×認(rèn)知水平”二維矩陣

在科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，新課標(biāo)將初中物理分為“物質(zhì)”“運(yùn)動(dòng)和相互作用”“能量”“實(shí)驗(yàn)探究”和“跨學(xué)科實(shí)踐”5個(gè)一級(jí)主題，18個(gè)二級(jí)主題和若干三級(jí)主題。其中，“實(shí)驗(yàn)探究”與其他4個(gè)一級(jí)主題相互滲透、相互融合，故不再單獨(dú)編碼和統(tǒng)計(jì)［3］?；谝陨戏治鲆约敖Y(jié)合若干二級(jí)主題，新課標(biāo)內(nèi)容主題整理歸類為16個(gè)二級(jí)主題，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的編碼。

根據(jù)2011年版課程標(biāo)準(zhǔn)和行為動(dòng)詞說明，可以將認(rèn)知水平分為“了解”“認(rèn)識(shí)”和“理解”三個(gè)不同的認(rèn)知層次［4］。新課標(biāo)采用不同的行為動(dòng)詞對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行描述，再結(jié)合表2認(rèn)知水平判斷表，將新課標(biāo)中各知識(shí)點(diǎn)歸屬為不同的認(rèn)知水平，從而構(gòu)建出新課標(biāo)“內(nèi)容主題×認(rèn)知水平”的二維矩陣，同時(shí)統(tǒng)計(jì)新課標(biāo)中各知識(shí)點(diǎn)數(shù)目和所占比率，如表3所示。

2.2? ? 構(gòu)建物理試題“試題內(nèi)容×認(rèn)知水平”二維矩陣

由于試題可能涵蓋多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，所以將試題和選項(xiàng)內(nèi)容拆分為不同的知識(shí)點(diǎn)，再分別進(jìn)行編碼與統(tǒng)計(jì)。下面以試卷第11題為例進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)，分析結(jié)果如表4所示。

選擇題第11題是一道綜合考查知識(shí)點(diǎn)的題目，考查的知識(shí)點(diǎn)涉及密度、光的色散、浮力以及二力平衡的條件，同時(shí)分析其所屬的認(rèn)知水平，其他試題也參照上述方法進(jìn)行羅列、匯總。經(jīng)過分析，物理試題共包括54個(gè)知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合對(duì)其試題認(rèn)知水平的分類，構(gòu)建“試題內(nèi)容×認(rèn)知水平”二維矩陣，同時(shí)統(tǒng)計(jì)試題各知識(shí)點(diǎn)數(shù)目和所占比率，如表5所示。

3? ? 研究結(jié)果

3.1? ? 計(jì)算Porter一致性系數(shù)

本文利用美國學(xué)者Gavin的研究方法，使用unidrnd函數(shù)來計(jì)算臨界值P0，若P大于P0，則說明物理試題與新課標(biāo)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著一致性［5］。將試卷總分100分和新課標(biāo)117個(gè)內(nèi)容主題分別隨機(jī)賦值到兩個(gè)16×3的矩陣中，再對(duì)兩個(gè)矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，計(jì)算兩個(gè)矩陣的Porter一致性系數(shù)，再循環(huán)計(jì)算20 000次，最后計(jì)算出臨界值為：P0=0.670。利用Excel軟件的函數(shù)功能編輯Porter一致性系數(shù)計(jì)算公式，再將表3和表5的數(shù)據(jù)錄入Excel表格中，即可計(jì)算出物理試題和新課標(biāo)的Porter一致性系數(shù)為：P=0.648。在0.05顯著性水平上，P小于P0，說明二者之間沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著一致性。

3.2? ? 曲面圖分析

曲面圖可以直觀地表示新課標(biāo)與物理試題在內(nèi)容主題和認(rèn)知水平的重點(diǎn)分布，將新課標(biāo)與物理試題的內(nèi)容主題所占比率數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)在曲面圖上。圖2和圖3是新課標(biāo)與物理試題認(rèn)知水平的曲面圖。

基于圖2和圖3，可以分析出新課標(biāo)和物理試題的曲面圖主要集中在“了解”水平；新課標(biāo)的內(nèi)容主題重點(diǎn)分布在“了解”水平的“1.1物質(zhì)的形態(tài)和變化”“2.2機(jī)械運(yùn)動(dòng)和力”“2.3聲和光”“2.4電和磁”“3.2機(jī)械能”和“3.4電磁能”6個(gè)二級(jí)主題。在新課標(biāo)和物理試題中，“了解”認(rèn)知水平所占的比例最高；而“認(rèn)識(shí)”和“理解”認(rèn)知水平，試題中所占的比率值均高于新課標(biāo)。從曲面圖可以直觀地看出物理試題與新課標(biāo)內(nèi)容的重點(diǎn)分布基本一致，但仍存在些許偏差，接下來通過柱形圖具體分析內(nèi)容主題和認(rèn)知水平的一致性。

3.3? ? 柱形圖分析

3.3.1? ? 物理試題與新課標(biāo)內(nèi)容主題的比較

根據(jù)認(rèn)知水平，利用Excel軟件繪制新課標(biāo)與物理試題各認(rèn)知水平的比例數(shù)值柱形圖，如圖4所示。柱形圖直觀地反映出物理試題內(nèi)容主題的分布與新課標(biāo)基本一致，突出了“1.2物質(zhì)的屬性”“2.2機(jī)械運(yùn)動(dòng)和力”“2.3聲和光”“3.4電磁能”和“3.6能源與可持續(xù)發(fā)展”5個(gè)二級(jí)主題。

為了更加精確地比較新課標(biāo)與物理試題在16個(gè)內(nèi)容主題分布比例的相關(guān)程度，對(duì)表3和表5中的比率數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，利用SPSS軟件計(jì)算得到的皮爾遜相關(guān)性系數(shù)（雙尾）為0.777**。這說明新課標(biāo)與物理試題在內(nèi)容主題方面在0.01水平上極其顯著相關(guān)，即二者之間一致性水平高。

3.3.2? ? ?物理試題與新課標(biāo)認(rèn)知水平的比較

將表3和表5中“了解”“認(rèn)識(shí)”和“理解”水平的比率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，建立以認(rèn)知水平為橫軸的柱形圖，如圖5所示。從圖中可知，試題的認(rèn)知水平分布與新課標(biāo)基本一致，集中在“了解”水平上。其次，試題“了解”水平的比例略微低于新課標(biāo)，而“認(rèn)識(shí)”和“理解”水平的比例都高于新課標(biāo)。

4? ? 結(jié)論與建議

4.1? ? 研究結(jié)論

研究表明：物理試題與新課標(biāo)在內(nèi)容主題和認(rèn)知水平的分布比較穩(wěn)定，試題與新課標(biāo)的一致性系數(shù)低于臨界值，試題與新課標(biāo)的曲面圖存在一定差異；從內(nèi)容主題方面看，試題加大了對(duì)“1.2物質(zhì)的屬性”“2.2機(jī)械運(yùn)動(dòng)和力”“2.3聲和光”“3.4電磁能”以及“3.6能源與可持續(xù)發(fā)展”5個(gè)二級(jí)主題的考查力度，試題對(duì)“1.3物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)世界的尺度”“5.1物理學(xué)與日常生活”“5.2物理學(xué)與工程實(shí)踐”和“5.3物理學(xué)與社會(huì)實(shí)踐”4個(gè)二級(jí)主題均沒有涉及；從16個(gè)內(nèi)容主題的相關(guān)性分析來看，試題與新課標(biāo)在內(nèi)容主題和認(rèn)知水平的分布具有顯著的相關(guān)性，表明二者之間一致性程度較高。由于本次研究沒有考慮技能性目標(biāo)和體驗(yàn)性目標(biāo)、對(duì)試題的分析與編碼存在主觀性以及認(rèn)知水平劃分的差異等，會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)論存在一些偏差。

4.2? ? 建? 議

4.2.1? ? 對(duì)教師的建議

新課標(biāo)對(duì)初中物理教學(xué)具有重要的指導(dǎo)作用，一線教師要認(rèn)真研讀新課標(biāo)，領(lǐng)會(huì)核心素養(yǎng)內(nèi)涵，厘清物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)容主題和認(rèn)知水平，從而更好地從事教學(xué)工作，培育學(xué)生的高階思維能力。

4.2.2? ? 對(duì)中考命題的建議

物理試題與新課標(biāo)的Porter一致性系數(shù)小于臨界值，部分內(nèi)容主題與新課標(biāo)要求存在較大偏差，如試題沒有涉及跨學(xué)科實(shí)踐一級(jí)主題，試題不能很好地吻合新課標(biāo)的核心素養(yǎng)內(nèi)涵和學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。中考試題是對(duì)初中階段物理學(xué)業(yè)成就的檢測，更是初中物理教學(xué)的風(fēng)向標(biāo)。因此，希望有關(guān)命題者加大對(duì)新課標(biāo)與中考命題的研究，切實(shí)提高中考試題與新課標(biāo)的一致性水平。

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（欄目編輯? ? 陳? 潔）