基于SEC模式的中考物理试题与新课标的一致性分析

杨正

摘   要：中考試题与新课标的契合程度会直接影响一线物理教学。采用SEC一致性分析模式，对2022年中考物理无锡卷与新课标进行一致性分析。研究发现，试题与新课标的Porter一致性系数低于临界值；在内容主题方面，试题与新课标的内容主题分布具有显著的一致性；在认知水平方面，新课标的“了解”水平高于试题，而“认知”和“理解”水平均低于试题。由试题和新课标的一致性分析结果，对一线教师和中考命题者提出一些建议。

关键词：新课标；SEC一致性分析；中考物理试题

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2023）4-0039-5

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）优化课程内容、强化学段衔接、突出课程育人理念和研制学业质量标准，其中着重强调培育学生的核心素养、必备品格和关键能力［1］。2022年6月无锡市初中阶段学业质量检测暨升学物理学科考试是新课标颁布后的首次考试，试卷命题是否紧扣新课标的理念和要求，对教师的教学是否有参考和指引作用，是一线教师迫切关心和关注的问题。因此，有必要对物理试题与新课标在内容主题和认知水平的一致性进行研究。

1    研究对象和工具

1.1    研究对象

本文选择2022年无锡中考物理试题（以下简称“物理试题”）和新课标为研究对象，重点分析试题在内容主题和认知水平方面与新课标的一致性，为一线教学指明方向和提供参考。物理试题共分为选择题、填空题和解答题3种类型，其中解答题包括作图题、实验探究题和实践应用题，试卷总分为100分，试卷结构和分值分布如表1所示。

1.2    一致性分析的研究工具

目前，一致性分析的工具主要有：Webb模式、Achieve模式和SEC一致性分析模式等。基于SEC一致性分析模式适用范围广、框架结构简单以及主张从内容主题和认知水平两个维度进行评价［2］。因此，本文采用帕特（Porter）等人共同开发的SEC一致性分析模式作为研究工具，其主要过程有：（1）对新课标和物理试题的内容主题和认知水平进行编码与统计；（2）分别编制新课标与物理试题的“内容主题×认知水平”二维矩阵；（3）采用Porter一致性系数的公式计算物理试题与新课标的一致性系数，比较物理试题与新课标的一致性程度，其中计算Porter一致性系数的公式为

上式中n代表二维矩阵的单元格总数；i表示二维矩阵中某个特定单元格，i∈[1，n]；Xi表示新课标二维矩阵中第i个单元格所占的比率值；Yi表示2022年物理试题二维矩阵中第i个单元格所占的比率值；P代表Porter一致性系数，P∈[0，1]。若P值越大，则表明物理试题与新课标的一致性程度越高。

2    研究过程

2.1    构建新课标“内容主题×认知水平”二维矩阵

在科学探究和科学内容的基础上，新课标将初中物理分为“物质”“运动和相互作用”“能量”“实验探究”和“跨学科实践”5个一级主题，18个二级主题和若干三级主题。其中，“实验探究”与其他4个一级主题相互渗透、相互融合，故不再单独编码和统计［3］。基于以上分析以及结合若干二级主题，新课标内容主题整理归类为16个二级主题，并对其进行相应的编码。

根据2011年版课程标准和行为动词说明，可以将认知水平分为“了解”“认识”和“理解”三个不同的认知层次［4］。新课标采用不同的行为动词对不同的知识点进行描述，再结合表2认知水平判断表，将新课标中各知识点归属为不同的认知水平，从而构建出新课标“内容主题×认知水平”的二维矩阵，同时统计新课标中各知识点数目和所占比率，如表3所示。

2.2    构建物理试题“试题内容×认知水平”二维矩阵

由于试题可能涵盖多个知识点，所以将试题和选项内容拆分为不同的知识点，再分别进行编码与统计。下面以试卷第11题为例进行分析与统计，分析结果如表4所示。

选择题第11题是一道综合考查知识点的题目，考查的知识点涉及密度、光的色散、浮力以及二力平衡的条件，同时分析其所属的认知水平，其他试题也参照上述方法进行罗列、汇总。经过分析，物理试题共包括54个知识点，结合对其试题认知水平的分类，构建“试题内容×认知水平”二维矩阵，同时统计试题各知识点数目和所占比率，如表5所示。

3    研究结果

3.1    计算Porter一致性系数

本文利用美国学者Gavin的研究方法，使用unidrnd函数来计算临界值P0，若P大于P0，则说明物理试题与新课标具有统计学意义上的显著一致性［5］。将试卷总分100分和新课标117个内容主题分别随机赋值到两个16×3的矩阵中，再对两个矩阵进行标准化，计算两个矩阵的Porter一致性系数，再循环计算20 000次，最后计算出临界值为：P0=0.670。利用Excel软件的函数功能编辑Porter一致性系数计算公式，再将表3和表5的数据录入Excel表格中，即可计算出物理试题和新课标的Porter一致性系数为：P=0.648。在0.05显著性水平上，P小于P0，说明二者之间没有统计学意义上的显著一致性。

3.2    曲面图分析

曲面图可以直观地表示新课标与物理试题在内容主题和认知水平的重点分布，将新课标与物理试题的内容主题所占比率数据信息呈现在曲面图上。图2和图3是新课标与物理试题认知水平的曲面图。

基于图2和图3，可以分析出新课标和物理试题的曲面图主要集中在“了解”水平；新课标的内容主题重点分布在“了解”水平的“1.1物质的形态和变化”“2.2机械运动和力”“2.3声和光”“2.4电和磁”“3.2机械能”和“3.4电磁能”6个二级主题。在新课标和物理试题中，“了解”认知水平所占的比例最高；而“认识”和“理解”认知水平，试题中所占的比率值均高于新课标。从曲面图可以直观地看出物理试题与新课标内容的重点分布基本一致，但仍存在些许偏差，接下来通过柱形图具体分析内容主题和认知水平的一致性。

3.3    柱形图分析

3.3.1    物理试题与新课标内容主题的比较

根据认知水平，利用Excel软件绘制新课标与物理试题各认知水平的比例数值柱形图，如图4所示。柱形图直观地反映出物理试题内容主题的分布与新课标基本一致，突出了“1.2物质的属性”“2.2机械运动和力”“2.3声和光”“3.4电磁能”和“3.6能源与可持续发展”5个二级主题。

为了更加精确地比较新课标与物理试题在16个内容主题分布比例的相关程度，对表3和表5中的比率数据进行相关性分析，利用SPSS软件计算得到的皮尔逊相关性系数（双尾）为0.777**。这说明新课标与物理试题在内容主题方面在0.01水平上极其显著相关，即二者之间一致性水平高。

3.3.2     物理试题与新课标认知水平的比较

将表3和表5中“了解”“认识”和“理解”水平的比率数据进行统计，建立以认知水平为横轴的柱形图，如图5所示。从图中可知，试题的认知水平分布与新课标基本一致，集中在“了解”水平上。其次，试题“了解”水平的比例略微低于新课标，而“认识”和“理解”水平的比例都高于新课标。

4    结论与建议

4.1    研究结论

研究表明：物理试題与新课标在内容主题和认知水平的分布比较稳定，试题与新课标的一致性系数低于临界值，试题与新课标的曲面图存在一定差异；从内容主题方面看，试题加大了对“1.2物质的属性”“2.2机械运动和力”“2.3声和光”“3.4电磁能”以及“3.6能源与可持续发展”5个二级主题的考查力度，试题对“1.3物质的结构和物质世界的尺度”“5.1物理学与日常生活”“5.2物理学与工程实践”和“5.3物理学与社会实践”4个二级主题均没有涉及；从16个内容主题的相关性分析来看，试题与新课标在内容主题和认知水平的分布具有显著的相关性，表明二者之间一致性程度较高。由于本次研究没有考虑技能性目标和体验性目标、对试题的分析与编码存在主观性以及认知水平划分的差异等，会导致研究结论存在一些偏差。

4.2    建  议

4.2.1    对教师的建议

新课标对初中物理教学具有重要的指导作用，一线教师要认真研读新课标，领会核心素养内涵，厘清物理学科核心素养的内容主题和认知水平，从而更好地从事教学工作，培育学生的高阶思维能力。

4.2.2    对中考命题的建议

物理试题与新课标的Porter一致性系数小于临界值，部分内容主题与新课标要求存在较大偏差，如试题没有涉及跨学科实践一级主题，试题不能很好地吻合新课标的核心素养内涵和学业质量评价标准。中考试题是对初中阶段物理学业成就的检测，更是初中物理教学的风向标。因此，希望有关命题者加大对新课标与中考命题的研究，切实提高中考试题与新课标的一致性水平。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2022.

［2］刘学智，马云鹏.美国“SEC”一致性分析范式的诠释与启示——基础教育中评价与课程标准一致性的视角［J］.比较教育研究，2007，28（5）：64-68.

［3］杜爱慧，张平.基于SEC模式的初中物理教材习题与课程标准的一致性分析［J］.中学物理，2022，40（14）：26-30.

［4］吴刚平.国家课程标准中的学习水平与行为动词问题探讨［J］.乐山师范学院学报，2002（1）：66-69.

［5］刘健智，胡雪妍.基于物理核心素养的高中物理教材与课程标准的一致性研究——以2019年人教版必修1为例［J］.物理教师，2022，43（7）：2-8，12.

（栏目编辑    陈  洁）