对75 min选择性学考的测量学思考

2022-01-12黄红波

物理教师 2021年12期

黄红波

（江苏省教育考试院，江苏南京 210024）

第3批进入高考综合改革的8省市，将普通高中学业水平选择性考试（以下称“选择性学考”）各科目的考试时长缩短到75min，减少考试时长有利于减轻考生的学业负担，有利于统筹考试的组织管理.但是，这又无疑会减少试卷题量，一线教学对此存在一些疑虑，主要一是可能会降低考试的知识覆盖率，不利于完整落实课标内容；二是可能会降低试题的复杂度，不利于深刻考查科学思维；三是可能会降低考试的效度信度，不利于可靠使用考试结果.

作为顶层设计的考试制度，需要在总体上协调教育改革的各个方面，75min时长在全局上应当具有合理性，相关理论或实践论述已经非常充分.作为政策的实施者，我们还需要更多地从考试测量学的规律思考，结合教学和考试经验，设计好新学考的试卷试题，力求避免产生消极影响，消除疑虑.

1 试卷的测量学要求

简单地说，测量就是依据一定法则使用量尺对事物的属性进行定量描述的过程.［1］教育考试也是一种测量，是用试卷作为量尺，把学生的学业成就用分数或等级表示出来的数量化过程.从考试测量学的基本原理考虑，试卷应当满足效度、信度和区分度三方面的基本要求.

效度，是指考试实际能测出所要测量的学业成就的程度，也就是分数能在多大程度上表示学生的实际学业水平.选择性学考基于具体课程内容，实际测到的内容与所要测量的内容之间的吻合程度取决于知识点的覆盖率和学业要求的适纲性.一般要求选拔性考试的知识点覆盖率超过50%，涉及所有要求的学业能力类型和学业水平等级.

信度，是指考试结果的稳定性程度，反映试卷的可靠性.众所周知，多次反复测量可以减小物理测量的误差，增加结果的可靠性.同理，试题给考生心理刺激，多道试题反复刺激可以减小测得心理反应的误差，提高考试的信度.谢小庆对题量与信度关系的研究指出，在一定范围内，增加题量能够明显提高考试的信度.［2］

区分度，是指试题对不同学业水平考生的区分程度和鉴别能力.区分度与难度密切联系，理论和实践都表明，试题难度接近0.50时的区分度最好.［3］教育部考试中心曾经在《考试大纲》中规定高考卷的易中难试题占分比例控制在3∶5∶2左右，整卷难度期望控制在0.50—0.60之间.

2 对试卷结构的思考

不谋全局者，不足谋一域.试卷结构是试卷命制的蓝图，无疑是考试设计应当首先考虑的重要问题，主要包括题量（即卷长）、题型、内容和难度等.设计试卷结构的基本出发点是要满足考试的效度、信度和区分度等的要求.尤其对于选择性学考这种高利害性大规模教育考试，效度、信度和区分度也是考试公平的前提条件.

（1）保证充足的题量.题量主要影响考试的信度，对效度也有影响.无论知识点覆盖率或学业要求适纲性，都要以一定的题量为前提.当考生能力层次差异较大时，相对充足的题量也有利于实现区分度.

《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》规定选择性学考内容有6个模块、共87个知识点条目，江苏省2019年学测（选修科目）《考试说明》列出88个知识点，两者在知识点总数上一致.以此参照，当覆盖率不低于50%时，知识点至少为44个.若按易中难题的比例为3∶5∶2、知识点负荷量至少分别为1、2、3个估算，则题量为从八省的适应性考试看，江苏省的问题量为22个，其它七省市也在22—25个.鉴于试题实际的知识点负荷量会更大一些，知识点覆盖率一般可以达到70%以上.选择性学考主要考查水平3和水平4，除掉少数试题兼顾水平1和水平2的考查外，题量已经相对充分.

（2）采用有效的题型.题型和考试的效度与信度都有相当强的关系.不同题型对不同行为目标的刺激作用不同，发生反应的效果可能完全不同，试题难度也会不同.［4］丰富多样的题型，有利于调动考生答题兴趣和考试参与度.全国和各地物理卷的常用题型有选择题、填空题、作图题、论证题和计算题等，又可归纳为选择题和非选择题两大类，其中非选择题包括填空、作图、简述和计算等多种形式.各地的高考实践表明，这些题型已经能很好地满足从识记、理解到综合、创新等各个能力层次的考查需要，而且也是教学习题和复习训练的常见题型.考虑到选择性学考题量减少，还可以精简一些功能重复或效果不佳的题型，例如一些省市就舍弃了多项选择题.

各地由于生源质量、试卷风格、难度设计等方面的不同，试卷文字量的差异较大.改革前，江苏物理卷的文字量较适宜，100min时长约4000字左右，意在减少阅读时间增加思维时间.等比例折算，选择性学考的文字量可以3000字左右为宜.若按选择题平均120字/题、实验题平均500字/题、计算题平均300字/题估算，x道选择题、1道实验题和y道计算题的文字量关系满足：120x+500+300y=3000.则x=10或11、y=4比较合理，即10或11道选择题、1道实验题、4道计算题，八省市适应性考试的实际情况与之大体相符.

（3）设置适当的难度.在舆论作用下，难度常当成重要指标被夸大，甚至被误用和滥用.在经典测量理论中，考试难度只能反映考生对试题应答的平均水平，它既不能独立表示考生的学业水平，也不能独立表示试卷的难易度.［5］

理论上，中等难度试题的区分度好，在试卷中所占比重最大是合理的.R.L.Ebel［6］对比不同难度分布的测验发现，在试题难度都集中在0.50附近时，分数方差较大；若试题不是太难就是太易，难度分散在两端时，分数方差最小.考虑到高考生源的学业水平差异比较大，试卷难度布局通常应当从易到难呈现变化，在每个难度区间上都设置有一定数量的试题，一般认为易中难试题占分比例控制在3∶5∶2左右最为适当.事实上，我国各地高考大多遵循这一比例.

需要注意，在选择性学考时长减少到75分钟后，需要更精确地发挥每一道试题的区分功能.容易题对学业相对薄弱的考生也要有区分作用，避免几乎人人得分的“送分题”.难题要做到难中有易，浅入口，多层次.同时，整卷保持一定难度，有利于教学落实课标要求，有利于高校选拔合适人才，有利于考生形成积极心态.

（4）协调试卷的结构.虽然充足的题量、丰富的题型、适当的难度是高的效度、信度和区分度的重要条件，但是在一份试卷中，题量、题型和难度彼此联系，综合产生作用.这就需要以一定的形式将这些要素组织起来，协调一致，以免顾此失彼，该组织形式就是试卷结构（或试卷框架）.试卷结构通常包括题量、题型结构、内容结构、难度结构等，一般在考试大纲、考试说明或相关考试文件中做出规定.［7］在将试题组织成为试卷时，根据试卷结构制定一份双向细目表往往是不可或缺的.

选择性学考的内容结构要依据课标.基于学科核心素养理念，在必备知识上，按物理学科体系划分为力学、电磁学、热学、光学和原子物理学等五大领域，知识结构上突出主干内容和大概念，破除各领域之间的壁垒.内容结构不宜把五大领域再细分为课程模块或知识主题，以保持学科体系的完整性和知识结构的系统性.［8］在关键能力上，教育部考试中心提出新的五大能力包括理解、推理论证、模型建构、创新和实验探究等，能力结构上侧重综合性和应用性，特别是重要的物理概念与规律的理解与运用，同时兼顾基础性和创新性.在试题情境上，按照《中国高考评价体系》分为生活实践情境和学习探索情境两类，每类情境又可以根据复杂程度分为简单情境和复杂情境两种.研究表明，情境熟悉程度、复杂程度和抽象程度对试题难度的影响很大，因此试题情境的选择和裁剪要与难度目标结合起来.［9］

3 对试题内容的思考

组织好试卷结构后，编写试题便是重要的一环.试题内容如何实现考查目标的命题技术问题已经超出本文讨论范围，这里不做阐述.在75分钟考试时长条件下，试题内容主要是处理好与题量、题型、难度等试卷结构的关系.

（1）控制试题的表面特征.试题的表面特征是主要与试题呈现形式有关的特征，例如文字量、图表量和答题量等.试题通过文字和图表等表达题意，考生解题时首先要通过阅读将问题情境转化为认知图式理解的物理情境，即转译.严格控制每道试题的阅读量，减少花费在阅读题干和理解题意上的时间，有利于考生在规定时间内完成给定的题量.

编写试题时利用好转译的两个心理特征：一是信息加工的主动性.在阅读试题和整合试题信息时，考生的认知图式会主动参与转译过程，考生会将已有的情境经验自觉地映射到待加工的具体情境上.例如，除非特别说明，会自然地认为桌面水平、地面粗糙、降落伞下落时受到空气阻力等.这些情境经验主要源于真实生活体验或书本学习获得.试题表述应充分利用这一特性，情境经验已经明确的试题条件可以少交待，甚至不交待.二是信息加工通道的有限性.考生能同时加工信息的数量总是有限的，过多的信息提示反而容易加重转译的认知负荷.试题表述要明确每一句的重点，避免把多个重要信息集中在一个句子中，避免题干文字重复表述图表等非连续文本已经提示的试题条件.

例1.如图1所示的电路中，理想变压器原线圈接在交流电源上，调节滑动触头Q可以改变副线圈接入电路的匝数.R0为定值电阻，灯泡L和滑动变阻器R串联，P为滑动变阻器的滑片，A为交流电流表.开关S闭合，电流表A的示数为I.则

图1

（A）仅将P向下滑动，I增大.

（B）仅将Q向下滑动，灯泡变亮.

（C）仅将开关S断开，灯泡变亮.

（D）仅将开关S断开，变压器的输入功率增加.

题干用100多字详细描述了电路的构成和工作状态，选项要求对电路操作后可能的状态变化做出判断.阅读时会发现，电路图中相关器件的符号规范，其实无须再在题干中重复说明.电路图清楚地显示变压器原线圈接在交流电源上、灯泡和滑动变阻器串联，题干的相关表述显得冗余.4个选项中的“仅”字都是多余的，按照科学规范，讨论物理量之间关系时，默认其他条件不变是习惯，例如，教材表述牛顿第二定律“物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同”，是默认质量相同时，加速度大小与作用力成正比；作用力相同时，加速度大小与质量成正反比.考虑到控制文字量的要求，可以改编为例2（省略示意图）如下.

例2.如图1所示，调节滑动触头Q可以改变理想变压器副线圈接入电路的匝数.开关S闭合时，交流电流表的示数为I.则

（A）滑片P向下滑动时，I增大.

（B）触头Q向下滑动时，灯泡变亮.

（C）开关S断开后，灯泡变亮.

（D）开关S断开后，变压器的输入功率增加.

（2）发挥好试题的题型功能.根据试题的考查目标选择合适的题型，充分发挥不同题型的考查功能.选择题主要考查对物理概念和规律及其相互关系的理解，文字量小，可以提高试卷考查内容的覆盖面和考试的信度.非选择题能呈现学生的解答过程，主要深入考查解决具体问题时的模型建构、实验探究和创新等较高层次的学科能力.一题多问的递进设计时，个别问题也可兼顾考查理解和推理论证能力.

有观点认为选择题考不出核心素养，张厚粲［10］反对认为一个试题能否考查综合运用能力，不在于其形式是选择题还是论述题，而在于其内容，良好的选择题同样可以考查这种能力.选择性学考需要继续加强选择题命制技术的研究，注意纠正两种不良倾向：一是选项拼盘化.选项要紧密围绕题干所提供的信息，体现从试题条件到结论判断的理解或推理关系，避免选项所考查的知识点过于分散.二是解题计算化.解题过程宜以定性和半定量判断，以及简单的逻辑推理为主，避免复杂的定量计算.

例3.如图2所示，倾角为θ的斜面MN段粗糙，其余段光滑，PM、MN长度均为3d.4个质量均为m的相同样品1、2、3、4放在斜面上，每个样品（可视为质点）左侧固定有长度为d的轻质细杆，细杆与斜面平行，且与其左侧的样品接触但不粘连，样品与MN间的动摩擦因数为tanθ.若样品1在P处时，4个样品由静止一起释放，则（重力加速度大小为g）

图2

（A）当样品1刚进入MN段时，样品的共同加速度大小为gsinθ.

（B）当样品1刚进入MN段时，样品1的轻杆受到的压力大小为3mgsinθ.

（C）当4个样品均位于MN段时，摩擦力做的总功为9d m gsinθ.

（D）当4个样品均位于MN段时，样品的共同速度大小为

试题的连接体问题涉及4个物体，在运动的不同阶段，4个物体与斜面的摩擦力发生变化，问题情境比较复杂.解题过程需要综合运用力的分析、牛顿运动定律和动能定理等多个知识点进行字母运算，计算过程比较复杂，很可能由于数学计算失误而非物理概念不清造成误选.选项涉及的知识点有速度、加速度、相互作用力和摩擦力做功等，多次从不同角度进行判断需要花费较多的时间.这些不利因素都很难发挥好选择题的题型功能.

（3）利用好情境的背景信息.选择性学考遵循核心素养的理念，用有价值的真实问题情境进行考查.按照罗日叶的情境观，情境循着“整合的”逻辑，将学业获得整合在具体情境中，在问题情境的具体任务中，要求学生能联结起一组背景化的信息.［11］情境化试题要运用好那些与问题情境相联结的背景信息作为解题的已知条件，具体有两层含义：一是舍弃冗余信息.在某个具体情境下解决问题时，已经包含在情境背景中的信息可作为已知条件，试题无须再做表述.例如“一束光线射入方形玻璃砖，并在砖中传播”，情境的背景信息已经接受玻璃砖表面平整、无其他物质的涂层、玻璃介质均匀等条件.当考查目标定位在物理学科素养，问题情境的背景必然是常规的、无惊讶的，反对脑筋急转弯式的理解.二是进行必要剪裁.试题具有特定的考查目标，答案具有收敛性和确定性，而真实素材往往比较复杂，信息量超出考查目标所需.所以，试题必须依据考查目标剪裁素材，清除与问题解决无关的信息，避免干扰考生准确理解题意和有效获取信息.例4是江苏省第一次适应性考试的一道试题：

例4.某生态公园的人造瀑布景观如图3所示，水流从高处水平流出槽道，恰好落入步道边的水池中.现制作一个为实际尺寸的模型展示效果，模型中槽道里的水流速度应为实际的