初中学业水平考试化学试题与《义务教育化学课程标准（2022年版）》一致性研究——以陕西省为例

付峻锋，左国防

（天水师范学院化学工程与技术学院，甘肃 天水 741001）

0 引言

初中学业水平考试是义务教育阶段的一次“大考”，试题命制应保证考试的公平性，这需要国家对试题命制提供方向性指导及相应标准.《基础教育课程改革纲要（试行）》明确指出：“国家课程标准是教材编写、教学、评估和考试命题的依据，是国家管理和评价课程的基础”［1］.义务教育化学课程标准是初中阶段化学教学、考试命题等环节的重要依据.2022 年3 月，教育部印发《义务教育化学课程标准（2022 年版）》（以下简称新课标），义务教育化学课程标准通过十余年不断实践及经验积累，更加完善、更具标准化.近年来，试题命制与课程标准的一致性研究颇多，但对于新课标与试题命制一致性的研究还处于起始阶段.本文使用SEC一致性分析方法，对陕西省近三年初中学业水平考试化学试题与新课标进行一致性分析，力求为实行新课标后的试题命制提供一定的参考，同时为初中化学教师更好地把握化学教学重难点提供借鉴.

1 研究对象及方法

1.1 研究对象

研究选取陕西省2020—2022年初中学业水平考试化学试题与新课标作为研究对象，对两者的一致性进行分析.初中学业水平考试以纸笔测验来考查学生对认知任务的书面完成度，评价学生的知识掌握状况和认知能力，主要评价学生认知学习的结果［2］.陕西省初中学业水平考试为全省统一命题，通过对学业水平考试化学试题与新课标的一致性研究，可以发现试题命制与新课标之间的匹配程度，从而为实行新课标后更好地开展初中学业水平考试化学试题命制提供参考依据.

1.2 研究方法

通过对一致性研究常用方法的文献梳理，了解到目前常用的方法有SEC 一致性分析及Webb 一致性分析.例如，张志红等［3］在2010 年采用Webb 一致性分析模型对初中学业水平考试化学试题与《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》从知识类别、深度、广度及分布平衡性等方面进行了一致性研究，研究发现存在行为动词表述不明确、缺乏表现标准等问题.王星乔等［4］采用SEC一致性分析模型对浙江省高中化学学业水平试题中“元素化学”相关内容进行了研究，得出选取的试题与课标之间未达到统计学意义上的显著性一致性水平的结论，并发现对个别试题的认知要求过高，从而导致教师不好把握此部分内容的教学深度.孔令玉等［5］采用SEC 一致性分析模型研究了高中化学教师用书中教学目标与课程标准的一致性，得出“鲁科版”的教师用书中教学目标与课程标准的一致性水平高于“人教版”，表明“鲁科版”教师用书的教学目标更符合课程标准.徐晓蕊等［6］对初中学业水平考试化学试题与课程标准的一致性分别使用两种分析方法进行研究，SEC 一致性分析方法可以通过计算一致性系数将比较对象进行量化分析，使其可以通过数据更直观地明确试题与课程标准间的一致性程度，而Webb分析模式则是从四个维度进行分析，较为复杂.笔者通过对已有文献梳理后得出，SEC 一致性分析的特点是定量和定性研究相结合，使用范围较广，能监测政策对一致性的影响，并且SEC 临界值由统计学方法得出，更加科学.所以，本文对初中学业水平考试化学试题与新课标的一致性研究选用SEC一致性分析方法.SEC一致性分析方法是由美国帕特和史密森两位研究者提出的，主要通过一致性指数计算公式［7］，分析、评价所选择的研究对象与所选课程标准之间的一致性.构建两个5×3阶矩阵，X为课程标准矩阵，Y为试题属性矩阵.波特一致性指数计算公式为

其中：p表示波特一致性指数，取值范围为0～1，p值越接近1，说明二者的一致性越好；xij，yij分别代表构建的课程标准矩阵及试题属性矩阵中第i行、第j列单元的比例数值.通过该方法对内容主题和认知层级双维度进行矩阵构建，计算波特一致性指数，并使用MATLAB 中Unidrnd 函数（离散均匀随机数法）通过20 000次重复计算得到参考值，将20 000个数据通过T检验确定95%置信区间，得出p0.将计算得到的p值与临界值p0比较，从而判断两者的一致性差异.

2 研究过程

2.1 一致性分析编码框架建构

本文依据新课标内容主题和布卢姆教育目标分类理论，将认知推理层次分为6个类别，即：记忆、理解、应用、分析、评价和创造［8］.再结合新课标、《义务教育化学课程标准（2011 年版）》及考试说明中的认知标准将认知维度归为知道、认识、理解三个维度，认知维度分类如表1所示.通过使用“内容主题×认知维度”的方式构建二维矩阵进行编码.新课标中课程内容包含了5个一级主题（科学探究与化学实验、物质的性质与应用、物质的组成与结构、物质的化学变化及化学与社会·跨学科实践），一级主题下包含25个二级主题，在二级主题中还包含了众多分支，对学生认知要求的主题主要集中在个别二级主题中的三级主题，研究中将三级主题进行编码，如果二级主题下无三级主题并且对学生认知有要求，则使用二级主题，从而构建出15×3“内容主题×认知维度”的矩阵编码表，再通过处理后最终得到5×3“内容主题×认知维度”的矩阵编码表.

表1 认知维度分类表

2.2 新课标编码

首先，对新课标的内容标准进行细化和筛选，将新课标中偏向学生情感、态度与价值观目标的内容进行摒弃，主要是对认知目标的内容进行编码.其次，根据内容要求中具体语句的行为动词进行编码，例如：“知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的，体会化学方法在金属冶炼中的重要性”，此内容要求中分别出现“知道”“体会”两个动词，则根据出现的两个认知维度的相关动词将本知识点细化为两个标准.在新课标编码过程中为了使编码具有较高的可信度，由两名化学教育专业研究生和一名中学化学教师分别进行独立编码，对比分析后得到最终编码表，如表2 所示；经标准化处理后得到编码比率表，如表3所示；最终得到5×3“内容主题×认知维度”的矩阵比率表，如表4所示.

表2 《义务教育化学课程标准（2022年版）》编码数目表

表3 《义务教育化学课程标准（2022年版）》编码比率表

表4 《义务教育化学课程标准（2022年版）》“内容主题×认知维度”矩阵比率表

2.3 试题编码

将2020—2022年陕西省初中学业水平考试化学试题进行了编码，编码时将试题中每一题对照课标中的具体条目进行归属，如试题中选项分别为四个不同知识点则分别赋分，如选择题为2分则每个选项分别赋0.5 分.陕西省初中学业水平考试化学试题分值分配为第一部分（选择题）18 分，第二部分（非选择题）42分.参考张骞等［9］进行试题编码的方法，首先找到知识点所对应的课标中具体条目，有确定的行为动词按照行为动词划分，无明确行为动词的则按题目考查方式划分.

为了使试题编码具有较高的可信度，由两名化学教育专业研究生和一名中学化学教师分别进行独立编码，参照《义务教育化学课程标准（2022 年版）》对三位人员编码进行总结，得到最终的试题编码结果表，如表5所示.

表5 2020—2022年陕西省初中学业水平考试化学试题编码结果表

3 结果讨论

3.1 数据计算与比较

为了使得到的p值具有统计学意义，本文参考Fulmer［10］的思路，应用MATLAB R2016a 软件，采用unidrnd函数将构建的一致性分析框架中的81个化学课程标准内容随机赋值在5×3阶二维矩阵中，将初中学业水平考试化学试题卷面总分的60分随机赋值在另一个5×3阶二维矩阵中，对两个模拟矩阵进行标准化处理得到p值，再将此过程重复20 000 次，得到样本p值及数据正态分布图，如图1 所示.应用SPSS 22.0 软件对20 000 个数据进行T检验，得到95%显著性水平下p值参考值的区间为（0.673 6，0.675 6），即p0=0.673 6.

图1 p值正态分布示意图

使用波特一致性指数公式将2020—2022 年陕西省初中学业水平考试化学试题进行计算，得到2020—2022年陕西省初中学业水平考试化学试题与新课标的一致性指数分别为0.794 7、0.706 5、0.760 7，并且三年的一致性指数均高于95%显著性水平下的临界值p0.由此可以证明，2020—2022年陕西省初中学业水平考试化学试题与新课标具有统计学意义上的显著一致性，并且近三年试题一致性指数均处于较好水平.

3.2 陕西省初中学业水平考试化学试题与新课标间认知维度比较

图2 为2020—2022 年陕西省初中学业水平考试化学试题与新课标间认知维度比率对比图.由图2可知，“认识”层面在认知维度中所占比率无论是在2020—2022年试题中或是在新课标中都是占比最高的，“理解”层面除了2022 年试题中与“知道”层面比率持平外，其余年份和新课标中对其考查所占比率均为最少；2021年试题“知道”层面（0.208 5）与新课标中“知道”层面（0.320 9）所占比率差异最大，2022年试题“知道”层面（0.250 0）与新课标“知道”层面（0.320 9）最为接近；2020—2022 年试题中“认识”层面的比率与新课标“认识”层面上下偏差不大；2022 年试题“理解”层面（0.250 0）与新课标“理解”层面（0.111 0）比率差异较大，最接近的比率是2020年试题（0.133 3）.此外，2020年试题中各认知维度比率与新课标中各认知维度的比率趋近相同，通过p值一致性指数也可知二者一致性是近三年中最高的.2022年试题从认知维度比率分布可知，其更加注重学生在认知中的均匀分配.综上，陕西省初中学业水平考试化学试题在认知维度考查中虽具有一定的差异化，但与新课标要求基本保持一致.

图2 2020—2022年陕西省初中学业水平考试化学试题与新课标间认知维度比率对比图

3.3 陕西省初中学业水平考试化学试题与新课标间内容主题比较

图3 为2020—2022 年陕西省初中学业水平考试化学试题与新课标间内容主题比率对比图.由图3可知，在内容主题中“科学探究与化学实验”“物质的组成与结构”及“化学与社会·跨学科实践”三个主题在三年化学试题中所占比率均低于新课标中所对应内容主题的比率，而“物质的性质与应用”和“物质的化学变化”两个主题在三年化学试题中所占比率均高于新课标中对应比率.通过对五个一级主题的分析可知，2020 年化学试题中“科学探究与化学实验”（0.100 0）主题与新课标（0.111 2）差异较小，差异较大的为2021 年化学试题（0.066 7）；2021 年化学试题中“物质的性质与应用”（0.450 0）主题与新课标（0.432 2）差异较小，差异较大的为2022 年化学试题（0.500 0）；2022 年化学试题中“物质的组成与结构”（0.174 9）主题与新课标（0.185 2）差异较小，差异较大的为2021 年化学试题（0.116 7）；2022 年化学试题中“物质的化学变化”（0.191 7）主题与新课标（0.160 4）差异较小，差异较大的为2021年化学试题（0.266 6）；2021 年化学试题中“化学与社会·跨学科实践”（0.100 0）主题与新课标（0.111 0）差异较小，差异较大的为2020年化学试题（0.041 6）.

图3 2020—2022年陕西省初中学业水平考试化学试题与新课标间内容主题比率对比图

4 结论与建议

本文对新课标进行编码时，由于新课标主要内容分布在二级主题下的三级主题，但还是有认知内容要求在二级主题中，所以在新课标的编码过程中，先按三级主题编码，无三级主题的按二级主题编码，最终汇总成由一级主题与认知维度构成的5×3 阶二维矩阵，试题先按细化标准进行编码，最终汇总为5×3阶二维矩阵，得到试题编码结果表，使其在应用SEC分析时统一主题并方便计算.

从新课标与试题编码处理后对比分析结果可以看出，在新课标颁布前，即2022 年之前陕西省初中学业水平考试化学试题命制中“认识”认知层面比重较高，而“知道”认知层面比重处于中段，“理解”认知层面比重较低，说明对学生理解、应用知识要求更高.而新课标颁布后，相比近三年试题的设置对学生“知道”认知层面权重加大，减少了“理解”认知层面的权重.从内容主题的要求设置可以发现，新课标中关于“化学与社会·跨学科实践”主题的权重比近三年试题设置要高，体现了当下我国义务教育阶段对学生的新要求，要提升学生素养，并在义务教育阶段对学生学业进行减负.化学学科亦是如此，通过对新课标的分析，明显加大了对学生实验能力及跨学科应用能力的提高，以更好地提升学生学科素养.

新课标从2022 年开始实行，通过本研究，对陕西省初中学业水平考试化学试题命制和化学教学提出以下建议.

（1）在学生认知标准中降低“理解”层面的要求，提高“知道”层面的试题命制比率.在内容主题方面维持“物质的性质与应用”层面的要求，降低“物质的化学变化”层面的要求，提高“科学探究与化学实验”“物质的组成与结构”及“化学与社会·跨学科实践”层面的要求，加强化学试题的生活实际性.

（2）学生在义务教育阶段学习化学时教师应创造条件让学生多接触化学基本实验，从而使学生在化学实验变化中发现化学的奥秘，最终让学生在学习化学知识的初期埋下兴趣的种子；教师在教学中要两手抓，在加强学生知识记忆的同时还要注重拓展学生化学学科知识面，例如，让学生更多了解化学史、诺贝尔化学奖得主及化学相关趣味事件，使其从多方面多角度理解化学；教师的化学教学素材应多从生活中发现提取，并通过化学学科教学使学生用于生活，更好地体现生活中的化学.