新高考背景下物理试卷与课程标准的一致性研究

陈延林 寇虹

摘 要：新高考背景下物理学科采用选考模式，物理试卷和课程标准的一致性成为物理教育领域的重要研究问题.课题研究采用SEC一致性分析模式，构建“内容主题×认知水平”一致性分析矩阵方法，分析了浙江省2020年7月的物理选考试卷和课程标准的一致性.研究结果表明：该份试题与课程标准不具有统计学意义的显著一致性，在内容主题和认知水平维度均有进一步的提升空间.为此要开展有效教学，落实课程标准要求，推进高考改革，提升试卷质量.

关键词：新高考;物理试卷;一致性分析

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1008-4134（2021）09-0010-04

作者简介：陈延林（1996-），男，四川乐至人，硕士研究生，研究方向：物理课程与教学;

寇虹（1997-），女，四川渠县人，硕士研究生，研究方向：物理课程与教学.

1 研究背景

2014年9月4日，国务院颁发的《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》，开启了新一轮的高考改革，新高考采用选考模式，扩大了学生的自主选择性，不再分文理科，有利于学生的全面发展.2017年底，为了全面落实立德树人的根本任务，教育部组织发布了《普通高中物理课程标准（2017年版）》，标准中指出：“物理学业水平考试的内容应根据普通高中课程方案和课程标准的规定及要求确定[1].”REF_Ref57880415＼r＼h＼*MERGEFORMAT高考是一种全国性选拔人才的机制，其自身必须具有科学性与合理性，高考试卷作为重要的检测手段，试题命制也应当参考课程标准.课程标准是教材编写、教学、命题的重要依据，相关研究表明，若想教学和课程标准保持一致，首先需要满足考试和课程标准的要求一致，之后教育系统的其他因素如职业发展才可能和课程标准一致[2].REF_Ref57881794＼r＼h＼*MERGEFORMAT因此，研究新高考改革地区的试题与课程标准的一致性对促进教师教学，帮助学生获得全面发展具有重要意义;同时，研究高考试题和课程标准的一致性能够促进高考与课程改革平行推进，促进高考改革和課程改革向着积极方向发展[3].

2 研究设计

2.1 研究对象

本文的研究对象为《普通高中物理课程标准（2017年版）》和“2020年7月浙江省普通高校招生选考科目考试（物理）”.浙江省是新高考改革的第一批试点省份，从2014年开始就已经命制新高考物理试题，研究该省物理高考最新试题和课程标准的一致性具有一定的代表性.

2.2 研究工具

本文采用SEC一致性分析模式分析试题和课程标准的一致性，SEC一致性分析模式是安德鲁·帕特和约翰·密森在韦伯模式基础上研制得出的，该模式从内容主题和认知水平两个维度建立同一语言“描述符”，能在同一语境中分析课程标准和试卷的一致性.波特的一致性系数计算公式为

公式中的n代表矩阵中的单元格总数，Xi为课程标准矩阵中第i个单元格的值，Yi为试卷矩阵的第i个单元格的值.一致性系数P的取值范围是0到1，P值越大，说明试卷和课程标准的一致性越好[4].

2.3 研究过程

2.3.1 确定一致性分析矩阵

确定一致性分析矩阵需从内容主题和认知水平两个维度着手，内容主题依据课程标准中必修和选择性必修的20个二级主题：机械运动与物理模型、相互作用与运动规律、机械能及其守恒定律、曲线运动与万有引力定律、牛顿力学的局限性与相对论初步、静电场、电路及其应用、电磁场与电磁波初步、能源与可持续发展、动量与动量守恒定律、机械振动与机械波、光及其应用、磁场、电磁感应及其应用、电磁振荡与电磁波、传感器、固体液体和气体、热力学定律、原子与原子核、波粒二象性.

认知水平划分为了解、认识、理解、应用4级水平，每个水平行为动词界定[5]见表1.

2.3.2 课程标准编码

课程标准的编码要点如下：首先确定每条三级条目的知识点，接着根据行为动词确定知识点的认知水平，在一致性分析矩阵中记录知识点的数量，最后将其转化为比率为1的标准化矩阵.如“相互作用与运动规律”下三级条目：“1.2.2通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量.能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题[1]”.该条目的知识点共3个，分别是“力的合成与分解”“矢量和标量”“共点力平衡条件”，认知水平对应为“了解”“了解”“应用”.在一致性矩阵的（2，1）单元格赋值3，在（2，4）单元格赋值1.将课程标准的87条三级条目按照同样的方式处理，得到169个知识点，课程标准知识点统计结果标准化后的矩阵见表2.

2.3.3 试卷编码

试卷的编码要点如下：首先确定试卷题目所考查的知识点，根据知识点确定考查的内容主题，确定内容主题考查的认知水平;其次结合试题评分标准在一致性分析矩阵对应单元格中填入分值;最后将得到的分值矩阵转化为比率为1的标准化矩阵.接下来通过案例说明，如该份试卷第5题.

5.下列说法正确的是

A.质子的德布罗意波长与其动能成正比

B.天然放射的三种射线，穿透能力最强的是α射线

C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关

D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性

该题目考查的知识点为物质波、射线的放射性、光电效应、粒子的波动性，对应的知识主题为波粒二象性、原子与原子核、波粒二象性，认知水平划分为理解、了解、了解、了解，该题目共计3分，在矩阵（19，1）中赋值0.75，在矩阵（20，1）中赋值1.5，在矩阵（20，3）中赋值0.75.将该份试卷所有题目按照同样的方式编码赋值，试卷分值统计结果标准化后的矩阵见表3.

3 研究结果与数据分析

3.1 整体一致性分析

将表2和表3 中数据带入一致性计算公式中得到试题和课程标准的一致性系数为0.4220.本文一致性系数参考临界值的确定借鉴美国Gavin学者的方法，利用MATLAB软件中的unidrnd函数，将169个知识点和100分随机填入“20×4”矩阵中，标准化后计算得到一致性系数P值，此过程重复运算20000次后得到P的正态分布.对于“20×4”的矩阵，169个标准点，100分，二者在0.05水平具有显著一致性的参考值为0.6167，研究结果的一致性系数低于参考值，说明试卷和课程标准不具有统计学意义的显著一致性.

3.2 内容主题一致性

柱形图1表示比较课程标准和试卷在内容主题层面的分布及考查力度差异.图1表示，在内容主题维度，该套物理试题与课程标准存在差异.试卷未考查的内容包括牛顿力学的局限性与相对论初步、能源与可持续发展、传感器、固体液体和气体、热力学定律5个主题;试卷考查力度明显低于课程标准要求的内容主题共2个，即静电场、原子与原子核;试卷与课程标准考查的力度基本一致的内容主题共8个，即机械运动与物理模型、曲线运动与万有引力定律、电路及其应用、电磁场与电磁波初步、电磁感应及其应用、电磁振荡与电磁波、光及其应用、波粒二象性;试卷考查力度明显高于课程标准要求的内容主题共计5个，即相互作用与运动规律、机械能及其守恒定律、电路及其应用、动量与动量守恒定律、磁场.

3.3 认知水平一致性

柱形图1表示比较课程标准和试卷在认知水平层面的考查力度差异.统计结果表明，课程标准在认知水平层面“了解”水平比例最高（0.556），“认识”水平比例最低（0.089），“理解”和“应用”水平比例相差不大;试卷在认知水平层面“理解”水平比例较高（0.410），“认识”水平比例最低（0.095）.可以看出，试卷在“理解”和“应用”水平的考查力度更大，关于“了解”水平的考查力度低于课程标准，关于“认识”水平的考查力度与课程标准基本一致（如图2），说明试题更加注重对学生高认知水平层次的考查，在一定程度上体现了课程标准对高考的考试内容要求：“高考要注重考查学生对课程中重要的物理概念与规律的理解与运用情况 [1]”.

4 研究結论与讨论

4.1 研究结论

综上所述，本次研究得出以下结论：2020年7月浙江省选考物理试卷与课程标准的一致性系数为0.422，二者不具有统计学意义上的显著一致性.一致性程度不高的原因包括两个方面，在内容主题层面，试卷并未完全考查所有课程标准要求的内容主题，同时在已经考查的内容主题中也出现了明显与课程标准要求力度不同的情况，如“相互作用与运动规律”和“原子与原子核”主题;在认知水平层面，试卷更加重视认知水平的考查，而课程标准更加重视基础性，这也体现了高考的选拔性要求.

4.2 讨论

4.2.1 开展有效教学，落实课标要求

高中物理课程的课程目标是“通过学习物理课程，进一步促进学生学科核心素养的发展[1]”.高考是重要的终结性考试，除了发挥选拔甄别功能之外，在育人和导向层面也应当发挥积极作用.而本文研究结果表明，试题的内容主题与课程标准要求不一致，这种情况将会在一定程度上导致教师在教学时对教学内容做出选择，将教学重点置于考试部分，从而影响学生物理学科体系的完整和系统性;试题的认知要求高于课标，这同样会影响教师在教学时增加知识内容深度，可能增加学生的学习难度.因此，教师开展教学活动时，要把握好教学和高考评价的关系，以课程标准为依据，以培养学生物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任为目标，兼顾升学考试要求，开展有效教学.

4.2.2 推进高考改革，提升试卷质量

新一轮高考改革的目标是形成分类考试、综合评价、多元录取的考试招生模式[6]，出发点是为了扩大学生的选择权，导引是课程结构、内容、实施、评价、管理等方面的改革[7]，需要结合高考改革和课程改革，强化高考内容与课程的关联，保证教学、考试、评价的一致性.浙江省是国家第一批高考改革的试点省份，在命制高考题方面有充足的经验，然而通过研究发现，该份试题在内容主题和认知水平方面均有进一步提升的空间.试卷的内容主题决定了考查的范围，认知水平决定了考查的深度，在新高考背景下，为了使试卷的检测功能得到全面发挥，可以从范围和深度两个层面协同推进改革.在命制试题时，试题所考查的内容主题要能够体现出差异性，同时也需要兼顾考查更多的主题;已经考查的内容主题，所涉及的知识点也要尽可能丰富，而不仅仅是针对某部分知识点，考查某些知识点时，也要合理地设置不同认知水平的试题.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]Webb，N.L.Issues related to judging the alignment of curriculum standards and assessments[J].Applied Measurement in Education，2007，20（01）：7-25.

[3]郭芳侠，王金金.高考物理试卷与物理课程标准的一致性研究[J].教育测量与评价（理论版），2015（10）：51-55.

[4]Poter A.C Measuring the content of instruction： Uses in research and practice[J].Educational Researcher，2002，31（07）：3-14.

[5]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[6]袁振国.在改革中探索和完善具有中国特色的高考制度[J].华东师范大学学报（教育科学版），2018，36（03）：1-12+166.

[7]张定强，裴阳.新高考改革背景下数学试卷与课标一致性研究——以2017—2018年全国Ⅱ卷与浙江卷为例[J].数学教育学报，2019，28（04）：55-60.

（收稿日期：2020-12-27）