基于波特和韦伯分析方法的中考物理试卷一致性分析

孔鹏珂 黄致新 王树红 田雪晴

（华中师范大学物理科学与技术学院，湖北 武汉 430079）

学业水平考试（中考）的结果是评价学生学业水平的重要依据，也是高中进行招生的重要参考，其参照标准是对应学科的新课程标准［1］，因此研究学业水平考试与物理课程标准之间的一致性在调适物理课程运行等方面具有十分重要的意义［2］.目前对课标与中考试卷一致性的研究大多分别采用波特一致性模式或韦伯一致性模式，本文研究的特色在于将两种方法中的“目标水平”和“内容主题”这两个研究维度结合起来，从宏观和微观两个角度对W市2013年中考物理试卷（以下简称试卷）与义务教育物理课程标准［3］（以下简称课标）之间的一致性进行分析，其结论相互补充，使研究结果更加完善，从而为命题者提供科学的借鉴和参考.

1 两种分析方法简介

1.1 波特一致性分析模式

波特一致性分析过程：首先把课标中“科学内容”部分及物理试卷均按“目标水平”和“内容主题”两个维度将其转化为两个相同结构的表格，然后比较两个表格分别对应的单元格值的符合程度即一致性.为了便于两个表格的比较，所有单元格值都转化为总和是1的比率，形成两个比率表［4］.

一致性指标P被定义为：

式中n代表表格中单元格的总数，i的范围从1到n.Xi和Yi分别代表两个归一化表格中对应的比率值.不难发现，一致性指标P的取值范围从0到1，其中0表示课标和试卷之间的差异最大，1则代表两者完全一致.将计算所得的P值与临界值进行比较，则可以从宏观上大致了解课标和试卷之间一致性程度的高低.

课标将学生学习目标划分为认知性目标、技能性目标和体验性目标，其中每一类型目标又包含不同层次水平.本文中所研究的目标水平包括：认知性目标和部分技能性目标（因为动手实验能力很难由试卷考查到），另外体验性目标当前暂时不能直接进行测量，只能在试题的背景材料中进行渗透，故本文不将其纳入量化的范围.在内容主题方面，笔者根据课程标准中的14个内容主题之间的内容关联性，将其整合成7个2级主题：物质的形态和变化，物质的属性，机械运动，力，声和光，电和磁，功和能.课标“科学内容”部分的编码工作，首先由物理课程与教学论专业3位研究生独立划分，然后对其中存在分歧的地方进行了讨论、协商，最终确定为表1.

表1

1.2 韦伯一致性分析模式

韦伯一致性分析模式［5］的各指标含义及其可接受水平总结为表2.在试卷统计过程中，对于1个选择题的4个选项，共考查了几个不同知识点就记为几个项目；填空题的每一空记为1个项目.

1.3 两种一致性分析模式之间的关系

如图1所示，韦伯一致性分析模式中的“深度一致性”分析可与波特一致性中的“目标水平”维度统一起来，从而可以具体判断试卷所涉及的每一内容主题在“深度”这一维度上与课标的一致性程度.同样韦伯一致性的知识“种类”、“广度”和“平衡度”3个维度可以与波特一致性中的“内容主题”维度统一起来，这3个维度的分析层层深入，可以明确击中每一内容主题的评价项目的数量、每一内容主题下的具体知识点被击中的数量以及其分布情况.利用这3个维度可以深入、全面地判断每个内容主题的一致性可接受水平.波特一致性和韦伯一致性分析模式的综合运用，可以为命题者从一致性视角提供有价值的参考和借鉴.

图1

2 具体分析过程

2.1 一致性P值的计算过程

2013年W市物理试卷的总分为76分.每一道试题的编码方法是：先确定该试题考查了哪些知识点，再对照每一个知识点看考查的水平，具体知识点的水平按照课标中行为动词界定表进行划分，本文中划分为：了解、认识、理解、操作4个水平.

表3

最后将表1和表3的数据代入公式计算得出的波特一致性系数P值为0.45.根据目前的研究结果［6］，对于7×4的矩阵，与76个“标准点”（即试卷总分76分）对应的一致性系数的临界值为0.861，显然2013年W市中考物理试卷与课程标准之间的一致性程度较低，其原因将在下文进行分析.

2.2 课程标准与物理试卷在“目标水平”维度上的比较

2.2.1 波特一致性分析模式对“目标水平”的分析

为了能方便将表1和表3的结果进行比较，将课标和试卷在“目标水平”上的分布情况用条形图展现出来，如图2所示.

从图2可以看出，课标中的较大部分（75.6%）知识点处于“了解”水平，这体现了课程内容的基础性.但试卷在这“了解”和“理解”两水平上与课标的要求有显著的差异，这说明试卷相比课标而言，无疑在总体上提高了对学生的要求，在一定程度上增大了试卷的深度，不利于教师在教学实践中更好地依据课程标准的要求展开教学，也增加了学生的学习负担.

图2

2.2.2 韦伯一致性分析模式对“知识深度”的分析

上面的分析宏观上指出了试卷整体的“深度”高于课标要求，但不能得知7个内容主题下的具体知识点在试卷中被考查的“深度”是否符合课标的要求，所以要利用韦伯分析模式中的“知识深度一致性”从微观上作进一步详细探讨，得到结果如表4所示.

表4

由表4可以看出试卷共有“物质的形态与变化”、“物质的属性”、“机械运动”、和“电和磁”这4个内容主题的知识深度一致性是可以接受的，试卷在“力”，“声和光”和“功和能”这2个内容主题上的要求要高于课标对学生的要求，与课标在知识深度上一致性程度较低.

2.3 课程标准与物理试卷在“内容主题”上的比较

2.3.1 波特一致性分析模式对“内容主题”的分析

由图3可以看出，课标在“力”、“电和磁”和“功和能”3个主题上分布的最多，同时也可以看出试卷同样也是关于这3个主题考查的分数最多，这表明课标制定者和命题者均重视这部分内容.

同时2013年试卷对“声和光”主题考查的比例也超出了课程标准中所要求的比例，“声和光”这部分虽不是高中物理教学的重点却是初中生学习的难点，同时这部分知识与学生的生活联系比较紧密，加大这部分考查能够唤起学生学习的兴趣.

另外从图3还可以看出，命题者对“物质的形态和变化”，“物质的属性”和“机械运动”这3个主题的考查力度要远低于课程标准的要求.

图3

2.3.2 韦伯一致性分析模式对“内容主题”的分析

韦伯一致性分析模式对“内容主题”的分析是从知识的种类，知识的广度和知识的平衡度这3个维度进行分析的，运用韦伯分析模式对试卷分析得到结果统计为表5.

表5

韦伯分析模式对“内容主题”的分析是从“微观”角度去深入、全面研究的，通过对表5所示结果的分析可以得出以下3点：

（1）试卷在 “力”、“电和磁”以及“功和能”这3个内容主题上考查的项目较多，这进一步说明无论是在分值还是评价项目上，试卷均重视对上述3个内容主题的考查，这一情况是与中学物理教学实际相一致的.“力”、“电和磁”和“功和能”3个内容主题是贯穿整个初、高中阶段物理的主干内容，不仅是初中物理教师教、学生学的重难点，同时也是高中物理教学以及高考考查的重点.这与波特一致性分析模式得到的结果一致.

（2）试卷仅仅只有“力”这一个主题的知识广度一致性水平是可以接受的，而其他6个主题中只有少部分知识点在试卷中有所涉及.以“电和磁”为例，试卷主要集中考查学生对欧姆定律、电路图的连接等知识点的掌握情况，而对磁现象、磁场等方面的内容考查涉及较少，这说明2013年物理试卷与课标之间的知识广度一致性不高.

（3）试卷的7个内容主题的平衡指数均在0.7以上，均达到了较高的可接受水平.说明试卷能较均匀地分布在所考查的知识点上，没有出现较多的评价项目重复考查某一知识点的情况.

3 结论与思考

以上的分析过程就是利用波特分析模式和韦伯分析模式从宏观和微观两个角度对试卷和课标的一致性进行了分析和说明，分析结果表明在“目标水平”方面，2013年W市物理试卷的“深度”相对于课标整体偏高，其中“物质的形态与变化”、“物质的属性”、“机械运动”和“电和磁”这4个主题的“深度”一致性是可接受的.在“内容主题”方面，只有“力”这一主题在“种类”、“广度”和“平衡度”3类一致性上是可接受的，其他6个主题均在不同的方面存在一致性不高的问题.

对于一致性不高的原因笔者认为主要有：初中学业水平考试一般是评价毕业生的学业水平和高中招生的依据，从学业水平考查的角度来说，中考试卷理应与课程标准具有较高的一致性，但由于我国中考还具有选拔功能，命题者会根据初高中物理教育的衔接、招生选拔等实际情况，在进行试卷命制时对目标水平和内容主题的考查重心有所偏移，这是一致性程度不高的原因之一.其次，中考试卷的命制并不完全是熟知课程标准的教研员，同时也有优秀高中物理教师的参与，高中物理教师可能对义务教育物理课程标准没有深入研究，在命题时更注重初高中物理学习的联系性、更贴近高中物理教学的实际，这是一致性程度不高的另一个原因.

1 陈宁.一致性研究：初中物理内容标准与中考之间的关系［D］.南京：南京师范大学，2011：5.

2 陈娴，郏璨璨，陈宁.物理内容标准与考试之间的一致性研究［J］.课程·教材·教法，2010（7）：67.

3 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2011.

4 罗莹，郭晨跃，李勇.高考物理命题的一致性研究及其对物理教育的启示［J］.课程·教材·教法，2012（11）：105－111.

5 牛春虎，李新乡.高中物理教材习题与课程标准的一致性研究［J］.物理教师，2013（4）：2－4.

6 Gavin W F.Estimating Critical Values for Strength of Alignment Among Curriculum，Assessments，and Institution［J］.Journal of Educational and Behavioral Statistics，2011.