标准视域下浙江省高中化学学业水平试题研究

王星乔+汪纪苗+包朝龙

摘要：以浙江省普通高中学业水平考试化学试题“元素化学”内容为研究对象，采用SEC一致性定量分析的方法，从内容主题、认知要求两方面研究化学学业水平试题与标准的一致性。研究结果表明：浙江省学业水平试题“元素化学”内容在知识广度上并未涉及标准规定外的学习内容、在知识深度上没有出现严重的超标现象，有利于深化考试招生制度的顺利推进。但是我们也注意到，学业水平考试中“元素化学”试题与标准之间的一致性指数并未达到统计学意义上的显著一致水平，在内容主题的侧重上出现一定程度的差异，对个别元素的认知要求过高，不利于教师主题内容教学时间的分配和教学要求的把握。

关键词：学业水平试题；基于标准；SEC一致性分析；元素化学

文章编号：1005-6629（2015）12-0076-05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

2014年9月19日，浙江省人民政府公布了《浙江省深化高校考试招生制度综合改革试点方案》（以下简称“方案”）。依据方案，选考化学的学生参加化学学科的学业水平测试（占70%比重）并同时加试选考试题（占30%比重），成绩计入高考总分。该方案明确了学业水平考试在人才选拔中的功能与地位，同时也对学业水平考试科学化、标准化命题提出了明确要求：“依据高考人才选拔要求和国家课程标准，科学设计命题内容。”

当前，已有研究关注到学业评价与课程标准的一致性问题。例如高双军等（2014）利用SEC模型研究了全国新课标卷Ⅰ与课程标准间的一致性；徐泓等（2013）利用Webb模型研究了安徽省中考化学试题与课程标准问的一致性；王星乔等（2013）利用Webb模型研究了2012浙江省高考理综化学试题与课程标准问的一致性。已有研究在研究对象上主要集中在中考、高考化学试题上。而作为改革试点省市之一的浙江省，在凸显学业水平考试地位背景下，其化学学业水平试题与标准之间的匹配程度又如何呢？基于此，本研究采用定量的方法，从整体匹配、内容匹配和认知要求匹配三方面来研究学业水平试题与标准之间的一致性，以期为深化考试招生制度背景下的考试改革提供依据和建议。

1 研究过程

1.1 研究对象

本研究以浙江省近三份（2014年1月、2014年7月、2015年1月）高中学业水平考试化学试题中“元素化学”内容为研究对象。“元素化学”是高中化学必修课程的核心内容，具有典型性和代表性。由于浙江省高中化学学业水平考试每份试题中直接考查“元素化学”试题数并不多，为减小研究误差，本研究将这三份试卷中涉及的“元素化学”试题作为一个整体进行研究。

1.2 研究工具

本研究选用SEC模型作为一致性研究工具。经过多年试验，SEC模型逐步完善，目前已被美国多个州用于评价学业考试与内容标准的一致性。该模型以“内容主题×认知要求”的二维矩阵构建为基础，利用以下公式计算一致性指数：

其中，n是每个矩阵的单元格数；i代表表格中一个具体的单元格，范围是1到n。例如，对于一个3×10的表格，总共有30个单元格，则n=30。X_i代表的是X表格中第i个单元格的数值（X表格为学业评价的表格）；Y_i代表的是Y表格中的第i个单元格的数值（Y表格为内容标准的表格）。一致性指数P的范围是0到1。P=0表示差异性最大，P=1表示完全一致。

1.3 编码与结果

1.3.1 确定编码框架

编码框架依据内容主题和认知要求两个维度建立，构成“内容主题×认知要求”二维矩阵。因课程标准中有关元素化学的内容标准描述过于笼统，而《浙江省普通高中化学学科学业水平考试标准》（以下简称“标准”）是依据《普通高中化学课程标准（实验）》和《浙江省普通高中学科教学指导意见·化学》（2012版）制定的，且对知识点内容及认知要求规定较为具体，是对课程标准的细化与分解。因此，本研究在编码时主要参照浙江省普通高中化学学科学业水平考试标准，将学业水平考试中涉及到的元素化学内容划分为氯、溴、碘、硫、钠、镁、铝、铁、铜等9个主题。

依据学业水平考试标准对各部分知识内容要求的程度，将认知水平要求划分为识记、理解、应用三个层次。其中“识记”对应于课程标准中了解、辨认、知道、说出、识别、描述、举例、列举、区分、比较等行为动词，达到“知其然”；“理解”对应于课程标准中解释、说明、判断、分类、归纳、概述等行为动词，达到“知其所以然”；“应用”对应于课程标准中应用、设计、评价、优选、解决等行为动词，把所学的化学知识及原理应用到新情景中解决问题。

1.3.2 编码

首先由两位教师依据编码框架，依据学业水平考试标准，分析标准中不同学习目标所对应的学习内容与认知要求。以氯元素为例，学业水平考试标准要求如下：

（1）氯气的工业制法（识记，计1个知识点）；（2）氯气的实验室制法（理解，计1个知识点）；（3）氯气的物理性质及用途（识记，计2个知识点）；（4）氯气的化学性质（跟某些金属、H₂、H₂O、碱的反应）（应用，计4个知识点），HClO的漂白作用（应用，计1个知识点）

据此判断，氯元素在标准中编码为3个识记水平知识点、1个理解水平知识点、5个应用水平知识点。编码工作由两位教师独立完成，斯皮尔曼相关系数为0.834，表明编码结果具有较高的可靠性。对于存在差异的判断，通过讨论达成一致。统计各内容主题中不同认知水平的学习目标的数量，并填入内容矩阵相应的空格中，得到如表1所示结果。

根据上述一致性指数计算原理与方法，对矩阵进行归一化处理，求算出单元格数值所占的比率。以表1为基础，计算各空格中数值（表示学习目标数量）与学习目标总量（78）的比率，得到如表2所示结果。

依据同样的思路，确定学业水平考试试题中的“元素化学”考查内容与认知要求，进行编码。

案例 2014年7月高中化学学业水平试题11

下列有关于Cl₂的说法中，不正确的是（ ）

A.Cl₂，是一种黄绿色、密度比空气大的有毒气体

B.红热的铁丝在Cl₂中剧烈燃烧，产生白色烟雾

C.工业上用Cl₂和石灰乳为原料制造漂白粉

D.Cl₂能与水反应生成盐酸和次氯酸

本题A选项考查氯气的物理性质，认知水平为识记；B选项考查氯气与金属的反应，认知水平为识记；C选项考查氯气与碱的反应，认知水平为识记；D选项考查氯气与碱的反应，认知水平为识记。

据此，两位教师独立进行编码，斯皮尔曼相关系数为0.813，表明编码结果具有较好的可靠性，对于存在的分歧点，协商一致，得到如表3所示结果。

1.3.3 一致性计算

以表2的数据作为基准，将表3中的比率数值减去表2中相应单元格的数值，就可以获得学业水平试题与标准之间有关元素化学知识的比率差异，见表4。利用一致性公式计算得到学业水平试题中元素化学要求与标准问的一致性指数为0.668。

2 结果分析与讨论

2.1 “元素化学”学业水平试题与课程标准间一致性的总体比较

利用Matlab软件，采用“离散均匀随机数法”，将标准中的78个知识条目随机分配到9×3的矩阵中，再将学业水平考试试题的81个条目分配到同样的矩阵中，对这两个矩阵进行归一化处理，计算P值，重复上述操作20000次，得到P值在95%水平的参考值为0.78。而学业水平试题与标准的一致性指数为0.668，要略低于95%水平的P参考值，尚未达到统计学意义上的显著一致水平。

2.2 “元素化学”试题与课程标准间内容主题知识广度比较

知识广度即知识点的数量和范围，是直接影响标准与化学试题之间一致性的主要因素。如果两者之间知识点所占比率绝对差值大于等于0.05或者相对差值大于等于100%，则认为两者之间存在明显偏差。从表1、表3可以看出，学业水平考试“元素化学”试题在主题范畴上并未涉及标准规定外的学习内容，与标准有较高程度的一致性，这种一致性对于浙江高中化学基于标准的教学会产生积极的影响。因为试题内容主题的分布合理与否，会直接影响到一线教师教学内容的确定。从图1中可以看出，在知识点所占比率上，学业水平考试“元素化学”试题与标准在镁、铜等内容主题上基本一致，相差不大。溴、碘、硫等内容主题在标准中所占的比率要明显高于在学业水平考试“元素化学”试题所占的比率。例如碘在标准中共涉及到4个知识点，而在近三份的学业水平试题中仅在选择题选项中出现过一次。而氯、钠等内容主题在学业水平“元素化学”试题中所占的比率要明显大于其在标准中所占的比率。例如钠的知识点所占比率并不是最大，但其在近三份的学业水平化学试题中均出现，而且所占的分值也较多。从知识本身来看，知识的重要性程度本应是没有区别的，课程标准对知识的重要性程度也没有特别说明。

学业水平测试中知识点比率的失衡（对某些元素的过度青睐与冷落）不仅会直接影响到知识点的考查，而且还会直接影响到平时教学中重点的判断及课时划分。教师在平时教学中可能会多花些时间放在被考试视为重点的内容，但化学学科总课时是一定的，此举必然导致所谓的非重点内容很少涉及或者淡化，最终会给课程标准规定内容的真正落实打上折扣，期望能够引起命题者的重视。

2.3 “元素化学”试题与课程标准间内容主题认知要求比较

除了知识点的数量和比重之外，标准与学业水平考试“元素化学”试题对各知识点的认知要求也是影响两者之间一致性的重要因素。由表4可知，相对于标准而言，学业水平试题中“识记”要求的比率下降，而“理解”、“应用”要求的比率则上升。进一步的分析表明：标准与学业水平考试“元素化学”试题在认知要求上完全一致的内容比率为0.81，这说明学业水平考试基本能够按照标准所规定的认知要求开展命题；与标准相比，学业水平考试“元素化学”试题认知要求降低的比率为0.05，而认知要求拔高的比率占到0.14左右。其中，认知要求拔高的内容主题主要为钠、铝。以铝为例，标准中要求理解“铝的重要性质（跟酸、碱反应，铝热反应，钝化现象）”、“Al₂O₃、Al（OH）₃的重要性质”，而学业水平考试“元素化学”试题相关内容要求熟练掌握铝及其化合物相关性质，能够把相关性质应用到新情景中解决问题。

学业水平考试主要功能是落实必修课程教学要求，检测高中学生的学业水平是否达到课程标准规定的要求，监测、评价和反馈高中教学质量。因此，学业水平考试在定位上不同于具有选拔性质的高校招生考试，它的成绩是高中生毕业的基本依据，理应严格按照相关标准进行命题。学业水平考试拔高认知要求会给一线教师的教学带来不利的影响，使得教师很难把握相关内容的教学要求，到底要教到什么程度？是不是所有内容的认知要求都应达到应用水平？学业水平考试已成为考核学校办学质量、教师教学质量的重要依据。为提高学生学业成绩，教师只能提高教学要求，从而给学生的学习带来了不必要的沉重负担。课程标准、省学科指导意见、考试标准在编制时能否考虑评价实践的特点和需求，将测量目标与学习内容相融合开发出相应的表现标准，提高测量目标与内容的可操作性。为提高学业水平考试试题的“标准性”，构建基于标准的高中化学学业水平试题的质量指标，设定试题编写的操作化程序，编写各测量内容的标准化试题样例，无疑会给高中化学学业水平试题的编制提供强大的资源支撑及可行的编制思路。

3 研究结论与反思

本研究表明，浙江省学业水平试题“元素化学”内容在知识广度上并未涉及标准规定外的学习内容，在知识深度上没有出现严重的超标现象，有利于深化考试招生制度的顺利推进。但是我们也注意到，学业水平考试“元素化学”试题与标准之间的一致性指数并未达到统计学意义上的显著一致水平，在内容主题的侧重上出现一定程度的差异，对个别元素的认知要求过高，不利于教师主题内容教学时问的分配和教学要求的把握。

反思整个研究过程，有以下几点略显不足，仍需要进一步探索与完善。

（1）本研究仅分析了近来三份学业水平试题中“元素化学”内容，因此该结论并不能代表学业水平试题的总体一致性情况，还需对“化学基本概念与理论”、“化学反应原理”、“有机化学”等内容领域展开系统研究。

（2）本研究是由一位中学教师与一位化学教研员组成的编码小组进行编码分析，在讨论并统一编码分歧时参考了另一位化学特级教师的建议，编码的结果仍尚有主观性。

（3）本研究对试题进行编码时，是按照知识点的数目对二维矩阵进行编码的，而命题者进行命题时可能通过分值体现对相关内容的重视程度。因此，本研究还有待于从另一个角度——依据分值对试题进行编码，计算其一致性指数。