核心素养视角下中考试题情境计量分析——以2021年20个地区中考生物学试题为例

徐汛峰 付 雷 余嘉辉

核心素养阐释了社会人才的内涵，勾画了教育发展的图景，也因此成为指导各级各类教育考试的价值旨归。教育部指出，中考须提高命题质量，减少对单纯记忆、机械训练性质内容的考查，增强与学生生活、社会实际的联系，注重考查学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力[1]。随着对核心素养的探讨不断深入，通过情境化试题来评估学生的素养发展水平已成为测评研究的共识[2]，无论采取何种路径和方法培育学生的核心素养，核心素养的生成与发展都高度依赖问题情境[3]。基于此，本研究采用质性描述与量化分析相结合的方法评估不同地区的中考生物学试题情境，以期对中考试题情境的设计和优化提供参考。

一、试题情境分析框架的确立

（一）核心素养下的情境要求

首先，情境须是真实的，真实情境源于现实世界、贴近学生经验的生活场景[4]。核心素养评价要求通过观察学生在真实情境下的任务解决过程来推断学生核心素养的达成度[5]，而不是对抽象知识与概念和去情境化的原理与规则的考查[6]。

其次是综合性，核心素养刻画的是个体发展的整体生成，是观念、能力、品格的综合体。显然，这种综合体并不能依靠单一学科知识积累就能发展，只有当各种知识交互整合，汇聚为一个强有力的有机整体时，核心素养才得以“炼制”出来[2]。

再者，核心素养内涵是高阶能力的集群，必须通过解决各种实际的、开放的、结构不良的问题，才有可能借由知识与情境的交互作用将其内隐为品格，外显为能力[7]。

满足问题情境的真实性、综合性和开放性，还不足以对核心素养进行评价，问题与情境脱离也是考试命题的通病，例如：

例题1：鲸落是一种特殊的生态系统，是科学家研究深海生态系统演化的重要依据。2020 年4 月2日，中科院“探索一号”科考船在南海深海处首次发现一个长约3 米的鲸落，从鲸死亡，尸体下沉到鲸落形成是一个漫长的演化过程：

（1）在鲸尸沉至海底的过程中，鲨鱼等生物以鲸尸中的上皮组织、____组织、部分结缔组织和神经组织为食。

（2）一些无脊椎动物以海底的鲸尸作为栖息地，在较短的时间内快速繁殖，同时这些栖居者也在啃食残余鲸尸，说明生物既能适应环境也能____。

此题离开情境并不影响解题，第一问中给出了四大组织中的三个，第二问也考查书上的原话，知识和情境之间并未发生交互作用，其本质仍然是考查学生的知识记忆而非特定情境下的知识运用，也就不能实现对素养的考查。因此，问题和情境的紧密相关是发展素养的考试命题不可或缺的要点。

（二）确立分析框架

罗日叶通过辨别、内容、装扮三个参数对情境进行定位[8]。就其本质而言，可将其参数及指标划分为两大类：对问题情境的描述及对问题情境质量的衡量，即描述参数和质量参数。描述参数是指针对试题情境表现的外部特征对试题情境进行构画，包括情境范围、主题以及图形呈现。质量参数是衡量试题好坏的重要指标。通过上述分析可知，能有效发展和测评学生核心素养的试题应该具备以下特点：综合性、真实性、开放性、相关性。至此，可确立如表1所示试题情境分析框架。

表1 试题情境分析框架

其中，情境的真实程度参照Lucía Zapata-Cardona 等对试题情境的真实性的划分，将情境划分为假设情境、理论情境、真实情境[9]。假设情境是指完全虚构的情境，在日常生活中不可能发生；理论情境是指情境在逻辑上是合理的，能够在现实世界发生；真实情境是在现实生活中已经发生的事件，且情境的信息可以和外界来源进行准确比对。问题和情境的相关程度是指问题与情境的紧密程度。不相关是指去掉情境不影响解题；弱相关是指情境提供了部分信息，但是可以通过其他情境来提供相同的信息；强相关是指试题和情境紧密相关，问题产生于情境之中且依赖于情境解决。

（三）分析框架检验

确立框架后，为明确指标体系的客观性，对框架的各部分进行专家讨论。首先成立讨论团队，团队由8名成员组成，包括2位义务教育质量监测学科核心命题专家，3 名中学生物教师，以及3 名生物教学专业硕士研究生。先对各部分指标的内涵进行说明并广泛讨论，在听取各方意见的基础上进行初步界定。

其次，为确保各指标的可操作性，随机抽取部分中考生物试题进行各参数统计。统计由部分成员独立进行，并对试分析结果进行比较，对结果一致的指标进行内涵界定；对差异部分指标则进一步讨论、解释，最终界定各指标内涵，确立分析框架。

二、分析过程

（一）分析对象

抽取20 个地区的中考生物学试题，其中部分地区为省统考，部分为各市自主命题。对于各市自主命题的地区，随机抽取该省某市的中考生物学试题，具体信息如表2所示。

表2 分析对象

（二）分析说明

对20 个地区中考生物试卷进行随机编号，编号为A—T。再运用表2所示的试题情境分析框架对试卷进行分析。分析过程主要由3 名相关专业人员完成，对于试卷的非选择题部分，每一空作为一道试题进行分析。每项参数的统计分析进行两轮，统计后比较一致性，对不同之处进行协商，以保证分析结果可靠。

三、分析结果

（一）总情境占比率

根据情境有无对全国20 个地区中考生物试卷的情境率进行统计，结果如图1。所谓情境率，即有情境的试题数量与总试题量之比。如图1 所示，QLDJ 四地区的试卷情境率超40%，J 卷情境率最高，为52.94%，B卷和R卷的情境率较低，均在10.00%以下，其他地区试题情境率处于10%到40%之间。总体来看，中考试题情境率在各地区分布不均衡，部分地区的试卷情境率较低，有待进一步提升。

图1 试题总情境占比率

（二）描述参数的分析与比较1. 试题的情境范围

情境范围统计如图2 所示，20 个地区中考生物试卷总体上“个人情境”占比最大，区域和全球的情境相对较少。A、B、K、N 卷呈现的情境基本都为个人情境，体现为生物的实验能力考查以及日常生活中的生物学问题；I 卷区域情境占比最大，主要体现在关注我国的科技进展及当地风土人情，但在全球领域的关注度显然不够；O 卷则较多关注个人及全球，区域特色相对缺乏。

图2 情境范围统计

2. 试题的情境主题

在情境的主题方面，综合来看，各地区都关注日常生活、自然环境实验操作等主题的情境。其中，B卷中日常生活情境占比为80.00%，情境大多与日常生活密切相关；Q 卷、E 卷、D 卷及F 卷关注环境与自然的相关情境；实验探究方面，N 卷（87.50%）和K 卷（83.33%）较高。另外，A 卷科学史情境占比较大，I卷科学前沿情境占比较大，但总体上科学前沿与科学史主题情境占比较低。

图3 情境主题统计

3. 试题情境的图文呈现

情境的图形呈现可以训练学生从图表中获取信息的能力，这对于生物学科是必不可少的。从情境的图文呈现来看，S 卷的纯文字试题占比较高，为81.25%；G 卷图表要素较多，纯文字试题的占比较少；仅Q 卷存在文、图、表的混合。总体上而言，只有文字以及文字加图片的形式占绝大多数，三者混合的情况占比较低。

图4 试题情境图文呈现统计

（三）质量参数的分析和比较1. 问题的综合程度

有效解决现实问题不可能依靠单一学科的知识，真实问题的解决过程必然涉及多学科领域。从问题的综合程度来看，大多数问题的解决仍只需要单一学科的知识就可以顺利完成，使用多学科知识的问题占极少数。其中，J 卷占比最高，但也仅占22.22%；其次是P卷，占比为3.85%。总之，试题的综合程度总体处于极低水平。

图5 问题综合程度统计

2. 情境的真实程度

在20 个地区的中考生物试题中，均没有虚构情境，且情境的真实性比率较高。例如，以袁隆平杂交水稻为情境考查学生对于遗传变异的认识；通过“新冠肺炎”的情境考查学生对于传染病的认识。具体而言，H卷、O卷、P卷及T卷都为真实情境；其他卷也均在40%以上。理论情境在各地区中考试题中，也占据了一席之地，其中R 卷的理论情境占比为59.85%。

图6 情境真实程度统计

3. 问题的开放程度

让学生经历各种复杂开放的现实情境，是评价学生核心素养发展水平的重要依托[7]。例如，以“节能日光温室”“体外心肺复苏的机理”等问题为情境，以“说理题”的形式出现，注重对学生科学思维能力的考查。

但总体上开放问题占比处于较低水平，且都低于30%。20个地区的中考生物试卷中，J卷与M卷的开放题占比最高，为22.22%；Q卷、P卷和H卷分别占15.79%、15.38%、13.33%；其余各卷均在10%以下。

图7 问题开放程度统计

4. 问题和情境的相关程度

对问题与情境的相关程度的统计如图8 所示。强相关中，J 卷、K 卷、M 卷占比较高，超60%，N 卷强相关占比超50%，其他卷均低于50%，其中B 卷最低，仅为20.00%。问题和情境不相关的试题在A 卷占比最高，达到66.67%。从总体上看，情境与问题之间的相关性仍有待加强，即各卷对于情境的使用仍然存在问题与情境脱节的现象。

图8 问题和情境相关程度统计

（四）参数综合分析

如果试题的情境与问题之间毫不相关，情境的价值再高，也是无本之木。因此，问题与情境的相关性是前提，只有满足这一前提，讨论情境的真实性、问题的综合性和开放性才有意义，筛选满足相关性的习题，对其进行多维参数分析，结果如下。

1. 情境的真实程度和问题的开放程度

从情境的真实程度和问题的开放程度来看，若试题在真实情境中提出开放性问题，这无疑是最有利于核心素养的发展。但真实情境并不能顺利转化为试题情境，如果某种情境化任务考查了学生在现实情境中所表现出来的特定领域知识、方法和观念的整合或重组，系统严谨的探究能力以及创新性的问题解决，即便没有在严格意义上“重现”真实的生活情境，也可以被认为是真实的[4]。理论情境中问题的开放性、综合性，其本质上就在延续现实问题的复杂性。因而，当无法同时满足真实性和开放性时，理论情境的开放性问题无疑是最优选择。而借由真实性情境的帽子考查封闭的记忆性问题，甚至是在理论情境下追求唯一答案的考查问题，则是未来命题需要进一步改进的问题。

对全国20 份试卷的中考题进行筛选，满足问题和情境相关的条件下，其数据如图9 所示。以真实情境的开放性问题来看，最高的为M 卷，占比25.00%；从理论情境的开放问题来看，最高的为J卷，占比为16.67%。如果真实情境太复杂而难以将其融合入中考试题，加强理论情境问题的开放性或许是提高试题质量的重要着眼点。

图9 情境真实性和问题开放性的统计

2. 情境的真实程度与问题的综合程度

理论情境在某种意义上隶属于真实情境的范畴，且更加具有操作性。当然，这绝不是在否定真实情境的价值，而是在面临真实情境难以直接移植的困境时，追求情境“保真度”的替代之法，合理性、逻辑准确性是实现理论情境“保真度”的前提。真实情境的综合问题最贴近日常生活中遇到的问题，其次是理论情境的综合性问题，再次是真实情境的单学科问题，最后是理论情境的单学科问题。其对核心素养的考查效果依次降低。

真实情境的多学科问题中，最高的为J 卷，占比为33.33%，其次是P 卷，占比为7.14%；理论情境的多学科问题在各地区均未有体现；真实情境的单学科问题在各地区出现频率最高，部分地区几乎都是此类问题情境；理论情境的单学科问题中，R 卷占比最高，为66.67%。

图10 情境真实性和问题综合性的统计

（五）问题情境应然之态

以上分析了各卷在各维度上的表现，同时也可以看出，各项指标之间并非完全独立的。只有各项指标彼此配合，才能发挥出情境考查素养的功能，进而实现试题的育人价值。

从核心素养的本质出发，试题应使用真实情境，设计开放的、综合的问题，密切问题与情境之间的相关性，现以下题为例对这类试题进行简要分析。

例题2：我国北方由于冬季气温低，需借助温室大棚才能种植蔬菜。普通温室大棚，需消耗大量煤来维持蔬菜种植所需的温度。某科研团队设计出一种不耗煤且能促进蔬菜高产的“节能日光温室”（如图），适合冬季在我国北方不同纬度地区使用。其结构特点如下：

①温室前部采用固定的透光棚膜.

②不同纬度的温室，其“前屋面角度”不同。

③温室后墙装有塑料管，管内循环流动着大量的水。

④温室顶部具有特殊材料制成的保暖卷帘，白天收起，夜晚展开覆盖在透光棚膜表面。

结合上述信息并运用所学知识，对寒冷冬季北方不同纬度地区，使用“节能日光温室”既节能又能促进蔬菜高产作出解释。

如上所示，这道题以“大棚蔬菜”为背景，考查学生运用生命观念解释生活现象的能力。试题呈现的情境与学生生活密切相关，题型开放，且问题产生于情境，依赖情境提供的信息解决。同时，这道题需要综合生物学、地理学、物理学知识从多方面进行解释，不是局限于单一学科具体知识的考查，而是指向学生的科学思维，这也就超越了考查零碎、冗杂的单独知识，对知识背后的素养进行了深入考查。

四、结论与建议

整体来看，各地区中考生物学试题情境率不均衡，部分地区情境化试题占比较低。情境范围关注个人和区域问题，全球问题较少；情境主题注重与日常生活的联系，强调学生科学探究能力的培养以及对自然环境的保护，在科学史、科学前沿等主题的情境上体现不够。

其次，各地区中考生物学试题大多图、文、表并茂，既承载了生物学知识，也考查了学生从图表中获取、分析和处理生物学信息的能力。强调情境的真实来源，但在问题的开放性、综合性方面稍显不足。不同地区中考生物学试题中，情境与问题不相关的试题占比较大，即“装扮性情境”较多，问题与情境的相关性有待进一步加强。

发展学生的核心素养已成为各级各类教育的总目标，强调知识覆盖面和概念保持度的考试显然与核心素养的要求南辕北辙。通过对试题情境进行分析，中考试题情境可从以下几个方面改进。

（一）拓宽情境来源，提高情境率

试题情境率仍存在较大的优化空间，在科学史、科学前沿主题的情境较为缺乏，这恰恰也可以作为提高情境率的突破口。命题不仅强调从日常生活、生产实践中获取情境，更要看到科技前沿、科学史的功能，深入挖掘其中隐含的命题点及育人价值。如利用新冠肺炎疫苗开发考查免疫相关知识，利用光合作用的发现历程等情境来考查学生的科学思维。同时要善于发掘我国古代及近现代取得的科技成就，如《天工开物》、《海错图》等包含的生物学成就，以隐性的方式渗透传统文化、社会价值观、家国情怀等德育内容，加强试题的价值引领。

（二）提高试题开放性，聚焦高阶思维

正如前述，封闭性的问题极易沦落为对知识记忆的考查，目前，无论生物学试题还是其他学科试题，开放性试题少之又少。这也就说明中考命题在答案唯一性上追求过高，尽管这是大规模考试的常态，唯一性更能保证试题的评分公正性，但这也必然导致考查学生高阶思维水平的途径短缺。逐步提高开放性问题在考试中的占比是落实素养的必经之路，中考命题应适当增加简答、论述等题型，以解决真实问题为要点，从简单的“刺激——再现”模式转变为对知识的深层加工和运用。增大开放性的同时，也要平衡好难度的要求。将封闭性试题改为开放性试题，可能会增加题目的认知水平要求，可以在情境中呈现不同层次的支持性材料，以实现试题难度的把握。正如情境认知理论指出的，将结构不良的问题改造成结构良好的问题并非降低难度的良策，而是应提供不同层次的支持性材料来实现难度梯层的设置[10]。

（三）打破学科壁垒，整合学业成就

中考试题依托试题情境出现了整合多学科知识考查，如在新冠肺炎的背景下，考查了相关的生物学、化学知识；以“节能日光温室”为情境考查了生物学、地理学和物理知识。但单一学科知识的考查仍然占据主体地位，过于零散的知识体系会割裂知识之间的意义和联系，使得学生将各领域知识归入不同空间中进行建构。在这种割裂的场域中，知识也就无法“炼制”为素养。中考命题应减少过度学科化，以生物学科为本有意勾连与其他学科的联系，加强综合知识的考查，实现各学科之间的整体联系和有机结合。

（四）加强相关性，从情境中生成问题

问题与情境相关是实现情境价值的必要基础，就目前来看，情境和问题高度相关的试题仍是少数。考查核心素养的试题应该从情境着手，站在学科能力的视角俯看情境，观察其背后的知识和隐含的素养，并从素养出发，精心设计问题，以达到问题和情境的浑然一体。在保证问题和情境紧密联系的基础上，再寻求情境的最大综合程度和开放程度才能彰显命题的育人价值。

以部分地区中考生物学试题为鉴或可窥见大局。如何免于分科与综合对峙、知识与素养脱离的中考命题困境，以能力、素养、育人为命题指导原则，创生情境，整合不同学科知识，实现学生关键能力和素养考查，这些都是值得继续深入的话题，试题情境和问题的优化是各学科深化考试评价的必经之路。