初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》一致性研究
——以陜西省為例

付峻鋒，左國防

（天水師范學(xué)院化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741001）

0 引言

初中學(xué)業(yè)水平考試是義務(wù)教育階段的一次“大考”，試題命制應(yīng)保證考試的公平性，這需要國家對(duì)試題命制提供方向性指導(dǎo)及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn).《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》明確指出：“國家課程標(biāo)準(zhǔn)是教材編寫、教學(xué)、評(píng)估和考試命題的依據(jù)，是國家管理和評(píng)價(jià)課程的基礎(chǔ)”［1］.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)是初中階段化學(xué)教學(xué)、考試命題等環(huán)節(jié)的重要依據(jù).2022 年3 月，教育部印發(fā)《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡(jiǎn)稱新課標(biāo)），義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)通過十余年不斷實(shí)踐及經(jīng)驗(yàn)積累，更加完善、更具標(biāo)準(zhǔn)化.近年來，試題命制與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性研究頗多，但對(duì)于新課標(biāo)與試題命制一致性的研究還處于起始階段.本文使用SEC一致性分析方法，對(duì)陜西省近三年初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)進(jìn)行一致性分析，力求為實(shí)行新課標(biāo)后的試題命制提供一定的參考，同時(shí)為初中化學(xué)教師更好地把握化學(xué)教學(xué)重難點(diǎn)提供借鑒.

1 研究對(duì)象及方法

1.1 研究對(duì)象

研究選取陜西省2020—2022年初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)作為研究對(duì)象，對(duì)兩者的一致性進(jìn)行分析.初中學(xué)業(yè)水平考試以紙筆測(cè)驗(yàn)來考查學(xué)生對(duì)認(rèn)知任務(wù)的書面完成度，評(píng)價(jià)學(xué)生的知識(shí)掌握狀況和認(rèn)知能力，主要評(píng)價(jià)學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)的結(jié)果［2］.陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試為全省統(tǒng)一命題，通過對(duì)學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)的一致性研究，可以發(fā)現(xiàn)試題命制與新課標(biāo)之間的匹配程度，從而為實(shí)行新課標(biāo)后更好地開展初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題命制提供參考依據(jù).

1.2 研究方法

通過對(duì)一致性研究常用方法的文獻(xiàn)梳理，了解到目前常用的方法有SEC 一致性分析及Webb 一致性分析.例如，張志紅等［3］在2010 年采用Webb 一致性分析模型對(duì)初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與《全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》從知識(shí)類別、深度、廣度及分布平衡性等方面進(jìn)行了一致性研究，研究發(fā)現(xiàn)存在行為動(dòng)詞表述不明確、缺乏表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)等問題.王星喬等［4］采用SEC一致性分析模型對(duì)浙江省高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平試題中“元素化學(xué)”相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了研究，得出選取的試題與課標(biāo)之間未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著性一致性水平的結(jié)論，并發(fā)現(xiàn)對(duì)個(gè)別試題的認(rèn)知要求過高，從而導(dǎo)致教師不好把握此部分內(nèi)容的教學(xué)深度.孔令玉等［5］采用SEC 一致性分析模型研究了高中化學(xué)教師用書中教學(xué)目標(biāo)與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性，得出“魯科版”的教師用書中教學(xué)目標(biāo)與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性水平高于“人教版”，表明“魯科版”教師用書的教學(xué)目標(biāo)更符合課程標(biāo)準(zhǔn).徐曉蕊等［6］對(duì)初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性分別使用兩種分析方法進(jìn)行研究，SEC 一致性分析方法可以通過計(jì)算一致性系數(shù)將比較對(duì)象進(jìn)行量化分析，使其可以通過數(shù)據(jù)更直觀地明確試題與課程標(biāo)準(zhǔn)間的一致性程度，而Webb分析模式則是從四個(gè)維度進(jìn)行分析，較為復(fù)雜.筆者通過對(duì)已有文獻(xiàn)梳理后得出，SEC 一致性分析的特點(diǎn)是定量和定性研究相結(jié)合，使用范圍較廣，能監(jiān)測(cè)政策對(duì)一致性的影響，并且SEC 臨界值由統(tǒng)計(jì)學(xué)方法得出，更加科學(xué).所以，本文對(duì)初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)的一致性研究選用SEC一致性分析方法.SEC一致性分析方法是由美國帕特和史密森兩位研究者提出的，主要通過一致性指數(shù)計(jì)算公式［7］，分析、評(píng)價(jià)所選擇的研究對(duì)象與所選課程標(biāo)準(zhǔn)之間的一致性.構(gòu)建兩個(gè)5×3階矩陣，X為課程標(biāo)準(zhǔn)矩陣，Y為試題屬性矩陣.波特一致性指數(shù)計(jì)算公式為

其中：p表示波特一致性指數(shù)，取值范圍為0～1，p值越接近1，說明二者的一致性越好；xij，yij分別代表構(gòu)建的課程標(biāo)準(zhǔn)矩陣及試題屬性矩陣中第i行、第j列單元的比例數(shù)值.通過該方法對(duì)內(nèi)容主題和認(rèn)知層級(jí)雙維度進(jìn)行矩陣構(gòu)建，計(jì)算波特一致性指數(shù)，并使用MATLAB 中Unidrnd 函數(shù)（離散均勻隨機(jī)數(shù)法）通過20 000次重復(fù)計(jì)算得到參考值，將20 000個(gè)數(shù)據(jù)通過T檢驗(yàn)確定95%置信區(qū)間，得出p0.將計(jì)算得到的p值與臨界值p0比較，從而判斷兩者的一致性差異.

2 研究過程

2.1 一致性分析編碼框架建構(gòu)

本文依據(jù)新課標(biāo)內(nèi)容主題和布盧姆教育目標(biāo)分類理論，將認(rèn)知推理層次分為6個(gè)類別，即：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造［8］.再結(jié)合新課標(biāo)、《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011 年版）》及考試說明中的認(rèn)知標(biāo)準(zhǔn)將認(rèn)知維度歸為知道、認(rèn)識(shí)、理解三個(gè)維度，認(rèn)知維度分類如表1所示.通過使用“內(nèi)容主題×認(rèn)知維度”的方式構(gòu)建二維矩陣進(jìn)行編碼.新課標(biāo)中課程內(nèi)容包含了5個(gè)一級(jí)主題（科學(xué)探究與化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用、物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)、物質(zhì)的化學(xué)變化及化學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐），一級(jí)主題下包含25個(gè)二級(jí)主題，在二級(jí)主題中還包含了眾多分支，對(duì)學(xué)生認(rèn)知要求的主題主要集中在個(gè)別二級(jí)主題中的三級(jí)主題，研究中將三級(jí)主題進(jìn)行編碼，如果二級(jí)主題下無三級(jí)主題并且對(duì)學(xué)生認(rèn)知有要求，則使用二級(jí)主題，從而構(gòu)建出15×3“內(nèi)容主題×認(rèn)知維度”的矩陣編碼表，再通過處理后最終得到5×3“內(nèi)容主題×認(rèn)知維度”的矩陣編碼表.

表1 認(rèn)知維度分類表

2.2 新課標(biāo)編碼

首先，對(duì)新課標(biāo)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化和篩選，將新課標(biāo)中偏向?qū)W生情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)的內(nèi)容進(jìn)行摒棄，主要是對(duì)認(rèn)知目標(biāo)的內(nèi)容進(jìn)行編碼.其次，根據(jù)內(nèi)容要求中具體語句的行為動(dòng)詞進(jìn)行編碼，例如：“知道大多數(shù)金屬在自然界中是以金屬礦物形式存在的，體會(huì)化學(xué)方法在金屬冶煉中的重要性”，此內(nèi)容要求中分別出現(xiàn)“知道”“體會(huì)”兩個(gè)動(dòng)詞，則根據(jù)出現(xiàn)的兩個(gè)認(rèn)知維度的相關(guān)動(dòng)詞將本知識(shí)點(diǎn)細(xì)化為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn).在新課標(biāo)編碼過程中為了使編碼具有較高的可信度，由兩名化學(xué)教育專業(yè)研究生和一名中學(xué)化學(xué)教師分別進(jìn)行獨(dú)立編碼，對(duì)比分析后得到最終編碼表，如表2 所示；經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到編碼比率表，如表3所示；最終得到5×3“內(nèi)容主題×認(rèn)知維度”的矩陣比率表，如表4所示.

表2 《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》編碼數(shù)目表

表3 《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》編碼比率表

表4 《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》“內(nèi)容主題×認(rèn)知維度”矩陣比率表

2.3 試題編碼

將2020—2022年陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題進(jìn)行了編碼，編碼時(shí)將試題中每一題對(duì)照課標(biāo)中的具體條目進(jìn)行歸屬，如試題中選項(xiàng)分別為四個(gè)不同知識(shí)點(diǎn)則分別賦分，如選擇題為2分則每個(gè)選項(xiàng)分別賦0.5 分.陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題分值分配為第一部分（選擇題）18 分，第二部分（非選擇題）42分.參考張騫等［9］進(jìn)行試題編碼的方法，首先找到知識(shí)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的課標(biāo)中具體條目，有確定的行為動(dòng)詞按照行為動(dòng)詞劃分，無明確行為動(dòng)詞的則按題目考查方式劃分.

為了使試題編碼具有較高的可信度，由兩名化學(xué)教育專業(yè)研究生和一名中學(xué)化學(xué)教師分別進(jìn)行獨(dú)立編碼，參照《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》對(duì)三位人員編碼進(jìn)行總結(jié)，得到最終的試題編碼結(jié)果表，如表5所示.

表5 2020—2022年陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題編碼結(jié)果表

3 結(jié)果討論

3.1 數(shù)據(jù)計(jì)算與比較

為了使得到的p值具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，本文參考Fulmer［10］的思路，應(yīng)用MATLAB R2016a 軟件，采用unidrnd函數(shù)將構(gòu)建的一致性分析框架中的81個(gè)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容隨機(jī)賦值在5×3階二維矩陣中，將初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題卷面總分的60分隨機(jī)賦值在另一個(gè)5×3階二維矩陣中，對(duì)兩個(gè)模擬矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理得到p值，再將此過程重復(fù)20 000 次，得到樣本p值及數(shù)據(jù)正態(tài)分布圖，如圖1 所示.應(yīng)用SPSS 22.0 軟件對(duì)20 000 個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行T檢驗(yàn)，得到95%顯著性水平下p值參考值的區(qū)間為（0.673 6，0.675 6），即p0=0.673 6.

圖1 p值正態(tài)分布示意圖

使用波特一致性指數(shù)公式將2020—2022 年陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題進(jìn)行計(jì)算，得到2020—2022年陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)的一致性指數(shù)分別為0.794 7、0.706 5、0.760 7，并且三年的一致性指數(shù)均高于95%顯著性水平下的臨界值p0.由此可以證明，2020—2022年陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著一致性，并且近三年試題一致性指數(shù)均處于較好水平.

3.2 陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)間認(rèn)知維度比較

圖2 為2020—2022 年陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)間認(rèn)知維度比率對(duì)比圖.由圖2可知，“認(rèn)識(shí)”層面在認(rèn)知維度中所占比率無論是在2020—2022年試題中或是在新課標(biāo)中都是占比最高的，“理解”層面除了2022 年試題中與“知道”層面比率持平外，其余年份和新課標(biāo)中對(duì)其考查所占比率均為最少；2021年試題“知道”層面（0.208 5）與新課標(biāo)中“知道”層面（0.320 9）所占比率差異最大，2022年試題“知道”層面（0.250 0）與新課標(biāo)“知道”層面（0.320 9）最為接近；2020—2022 年試題中“認(rèn)識(shí)”層面的比率與新課標(biāo)“認(rèn)識(shí)”層面上下偏差不大；2022 年試題“理解”層面（0.250 0）與新課標(biāo)“理解”層面（0.111 0）比率差異較大，最接近的比率是2020年試題（0.133 3）.此外，2020年試題中各認(rèn)知維度比率與新課標(biāo)中各認(rèn)知維度的比率趨近相同，通過p值一致性指數(shù)也可知二者一致性是近三年中最高的.2022年試題從認(rèn)知維度比率分布可知，其更加注重學(xué)生在認(rèn)知中的均勻分配.綜上，陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題在認(rèn)知維度考查中雖具有一定的差異化，但與新課標(biāo)要求基本保持一致.

圖2 2020—2022年陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)間認(rèn)知維度比率對(duì)比圖

3.3 陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)間內(nèi)容主題比較

圖3 為2020—2022 年陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)間內(nèi)容主題比率對(duì)比圖.由圖3可知，在內(nèi)容主題中“科學(xué)探究與化學(xué)實(shí)驗(yàn)”“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”及“化學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐”三個(gè)主題在三年化學(xué)試題中所占比率均低于新課標(biāo)中所對(duì)應(yīng)內(nèi)容主題的比率，而“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”和“物質(zhì)的化學(xué)變化”兩個(gè)主題在三年化學(xué)試題中所占比率均高于新課標(biāo)中對(duì)應(yīng)比率.通過對(duì)五個(gè)一級(jí)主題的分析可知，2020 年化學(xué)試題中“科學(xué)探究與化學(xué)實(shí)驗(yàn)”（0.100 0）主題與新課標(biāo)（0.111 2）差異較小，差異較大的為2021 年化學(xué)試題（0.066 7）；2021 年化學(xué)試題中“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”（0.450 0）主題與新課標(biāo)（0.432 2）差異較小，差異較大的為2022 年化學(xué)試題（0.500 0）；2022 年化學(xué)試題中“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”（0.174 9）主題與新課標(biāo)（0.185 2）差異較小，差異較大的為2021 年化學(xué)試題（0.116 7）；2022 年化學(xué)試題中“物質(zhì)的化學(xué)變化”（0.191 7）主題與新課標(biāo)（0.160 4）差異較小，差異較大的為2021年化學(xué)試題（0.266 6）；2021 年化學(xué)試題中“化學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐”（0.100 0）主題與新課標(biāo)（0.111 0）差異較小，差異較大的為2020年化學(xué)試題（0.041 6）.

圖3 2020—2022年陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題與新課標(biāo)間內(nèi)容主題比率對(duì)比圖

4 結(jié)論與建議

本文對(duì)新課標(biāo)進(jìn)行編碼時(shí)，由于新課標(biāo)主要內(nèi)容分布在二級(jí)主題下的三級(jí)主題，但還是有認(rèn)知內(nèi)容要求在二級(jí)主題中，所以在新課標(biāo)的編碼過程中，先按三級(jí)主題編碼，無三級(jí)主題的按二級(jí)主題編碼，最終匯總成由一級(jí)主題與認(rèn)知維度構(gòu)成的5×3 階二維矩陣，試題先按細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼，最終匯總為5×3階二維矩陣，得到試題編碼結(jié)果表，使其在應(yīng)用SEC分析時(shí)統(tǒng)一主題并方便計(jì)算.

從新課標(biāo)與試題編碼處理后對(duì)比分析結(jié)果可以看出，在新課標(biāo)頒布前，即2022 年之前陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題命制中“認(rèn)識(shí)”認(rèn)知層面比重較高，而“知道”認(rèn)知層面比重處于中段，“理解”認(rèn)知層面比重較低，說明對(duì)學(xué)生理解、應(yīng)用知識(shí)要求更高.而新課標(biāo)頒布后，相比近三年試題的設(shè)置對(duì)學(xué)生“知道”認(rèn)知層面權(quán)重加大，減少了“理解”認(rèn)知層面的權(quán)重.從內(nèi)容主題的要求設(shè)置可以發(fā)現(xiàn)，新課標(biāo)中關(guān)于“化學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐”主題的權(quán)重比近三年試題設(shè)置要高，體現(xiàn)了當(dāng)下我國義務(wù)教育階段對(duì)學(xué)生的新要求，要提升學(xué)生素養(yǎng)，并在義務(wù)教育階段對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)進(jìn)行減負(fù).化學(xué)學(xué)科亦是如此，通過對(duì)新課標(biāo)的分析，明顯加大了對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰翱鐚W(xué)科應(yīng)用能力的提高，以更好地提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng).

新課標(biāo)從2022 年開始實(shí)行，通過本研究，對(duì)陜西省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試題命制和化學(xué)教學(xué)提出以下建議.

（1）在學(xué)生認(rèn)知標(biāo)準(zhǔn)中降低“理解”層面的要求，提高“知道”層面的試題命制比率.在內(nèi)容主題方面維持“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”層面的要求，降低“物質(zhì)的化學(xué)變化”層面的要求，提高“科學(xué)探究與化學(xué)實(shí)驗(yàn)”“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”及“化學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐”層面的要求，加強(qiáng)化學(xué)試題的生活實(shí)際性.

（2）學(xué)生在義務(wù)教育階段學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)教師應(yīng)創(chuàng)造條件讓學(xué)生多接觸化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)變化中發(fā)現(xiàn)化學(xué)的奧秘，最終讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的初期埋下興趣的種子；教師在教學(xué)中要兩手抓，在加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)記憶的同時(shí)還要注重拓展學(xué)生化學(xué)學(xué)科知識(shí)面，例如，讓學(xué)生更多了解化學(xué)史、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主及化學(xué)相關(guān)趣味事件，使其從多方面多角度理解化學(xué)；教師的化學(xué)教學(xué)素材應(yīng)多從生活中發(fā)現(xiàn)提取，并通過化學(xué)學(xué)科教學(xué)使學(xué)生用于生活，更好地體現(xiàn)生活中的化學(xué).