【基于PISA科学评价体系分析初中物理试卷分析案例4100字】

基于PISA科学评价体系分析初中物理试卷分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u1887基于PISA科学评价体系分析初中物理试卷分析案例 111862（一）科学知识维度的分析结果 131798（二）科学能力维度的分析结果 37740（三）科学情境维度的分析结果 522896（四）认知要求维度的分析结果 7在这里，笔者将以“情境、知识、能力和认知要求水平”为分析维度展开统计，并对统计结果进行纵向与横向的分析。其中纵向分析指的是：试卷中同一年同一维度的不同具体分类所考查的知识；横向分析指的是2018年、2019年、2020年里同一个考查维度的某一具体分类的整体变化。（一）科学知识维度的分析结果科学知识维度包括内容性知识、程序性知识和认知性知识三方面，在进行维度的分析时，以每一个小问为一个计数单位，例如2019年长春物理中考第13题填空题中：图4-12019年长春物理中考第13题填空题像这道题有两个填空，则进行两次科学知识维度的分析，第一个空格考查的是内容型知识，答案为不可；而第二个空格考查的是在给定的熟悉的情境中，学生能利用已学的知识进行分析，满足的是认知性知识。当进行评价维度的判断过程中存在疑惑，有两种解决方案，第一是通过一一比对PISA各维度的评价标准，分析题目所要考查的主要方向；二是进行小组讨论，在研究小组内进行匿名的维度评判，小组一共7人，再在群里发言讨论，根据讨论结论作为最终的维度类型分类，以避免个人的判断具有主观性、不准确性。根据2018—2020年吉林省长春市物理中考卷的分析，可以统计得到下列的数据，为了更加直观地分析该维度的变化，附上统计柱状图：图4-22018—2020年吉林省长春市物理中考卷主观题科学知识维度统计由上图数据可知，在2018—2020年的吉林省中考物理卷主观题中，相对来讲内容性知识考查的频率会多一些。一般来讲，程序性知识更频繁出现在实验题和画图题中。分析近三年的科学知识维度考查，内容性知识和认知性知识考查的内容呈小幅度上升，程序性知识保持在一个比较平稳的状态。可见，长春市的物理中考卷加深了学生对于知识的理解和运用，对知识点的考查更加的灵活。同时这也反映出来，实验部分的考查对学生物理知识的学习是必不可少的。表4-1PISA2015对科学知识维度在吉林省长春市中考物理卷主观题中占比年份PISA20152018年2019年2020年内容性知识54%-66%44.7%50%48.7%程序性知识19%-31%28.9%21.1%23.1%认知性知识10%-22%26.3%28.9%28.2%从PISA2015对这三方面知识的考查占比标准横向分析，长春市的中考物理卷对内容性知识的考查内容偏少，对认知性知识的考查内容偏多，而对程序性知识的考查符合PISA2015对科学知识维度的标准。这也说明长春市物理中考对于程序性知识的考查具有一定的重视。纵向分析，2018年内容性知识考的最多，认知性知识考的最少；而2019年和2020年都是内容性知识考查占主体，程序性知识考查的最少。认知性知识考查的内容相比于内容性知识而言具有一定的提升和拔高，这样的试卷设计一方面有利于拔高学生的学习能力，一方面有助于学生形成物理观念、科学思维。但从另一方面来分析，这对于学生的平均实力而言是具有一定的不合理性的，即整体考查的难度上升会导致处于认知中层或认知低层的学生在参加考试时面临更大的压力。通过对科学知识三个维度的分析，发现长春市中考物理对内容性知识考查集中在选择和填空题，即简单的解释原理。对程序性知识的考查多集中在实验题和画图题，实验题中考查学生通过分析数据进行绘图以及通过控制变量法进行对照实验；画图题中考查基本的物理原理以及基于该原理的作图实践。对认知性知识的考查在各个部分都有所设计，特别在计算题中，考查学生对数据的分析处理能力。认知性知识的考查比例高，是因为认知性知识本身是在内容性知识和程序性知识的层次之上的要求，所以三者之间都能紧密结合，同时这也是结合了科学素养所要求的科学和技术所体现出来的知识水平，在认知维度里属于中高认知水平。这也说明吉林省长春市的物理试题在对知识的考查上比较重视知识的综合性。（二）科学能力维度的分析结果PISA2015的科学能力包含对现象的科学解释、对科学探究的评价以及对数据和证据的科学解释这三方面。对这三种能力的统计也是基于考查的主要能力进行计数，例如一道题中若同时考查到“科学地解释现象”以及“评价与设计科学探究”两种能力，可以从两方面进行能力分析：一是判断主要出题意图，即有的题目中前几问考查的是简单的科学解释，是为了下一问进行实验方案的分析与评价，这种情况下考查的重点即为“评价与设计科学探究”；二是判断同一道大题中每一个考查方面所出现的次数，通过比较考查次数来确定该题的主要考查方向。下图是针年长春市物理中考的主观题进行科学能力维度考查的统计表：图4-32018—2020年吉林省长春市物理中考卷主观题科学能力维度统计根据上图，纵向分析，我们发现在近三年的长春市物理中考卷中，科学地解释现象是考查得最频繁的，而评价与设计科学探究始终是考查的最少的；纵向分析，近三年我们的物理命卷逐步开始重视对科学地解释数据和证据的考查，这也意味着我们对学以致用提出了更高的要求。表4-2PISA2015科学能力维度在吉林省长春市中考物理卷主观题中占比年份PISA20152018年2019年2020年科学地解释现象40%-50%66%53%50%评价与设计科学研究20%-30%13.3%13.3%16.7%科学地解释数据和证据30%-40%20%33.3%33.3%在PISA2015中，“科学地解释现象”预期评估为40%到50%。吉林省长春市2018—2020年对这一能力的考查占比与PISA2015中的考查目标相比较，都是略微超出这一目标的，可见在这一能力维度的考查上长春市是比较重视的。这一维度主要重视对现象的原理、产生机制等进行解释说明，在能力考查中算是比较低等难度的，所以考查比例也是比较大的。比如吉林省长春市2020年物理卷第11题，这道题需要学生通过已学的“平面镜成像”知识来解释小致同学的像与物距的大小关系。所以这一项能力在吉林省长春市物理试题中的考查比例比较大。对于“评价与设计科学研究”这一能力的考查数据显示，对这一维度的重视程度有待提高。“评价和设计科学探究”需要学生根据要求设计实验仪器、步骤，能正确进行实验步骤的分析、对误差的来源和解决具有较好的逻辑分析能力和科学的批判性思维。在吉林省长春市中考物理卷中，这一能力主要体现在实验器材的安装顺序、实验误差的分析。例如2019年长春市中考物理第19题考查探究“水沸腾时的温度变化”一题中，要求学生选择实验仪器的安装顺序，又比如在2020年的长春市中考物理卷中第20题，探究电阻元件的I-V图像不成正比的原因，让学生在掌握欧姆导体和非欧姆导体知识点的基础上，结合题目信息，得出该电阻元件的阻值会随温度变化而增大。这一类的题目在长春市的物理中考试卷中考查的占比较少，题目的类型也比较有限，所以导致“评价与设计科学探究”整体的占比较低。而在“科学地解释数据和证据”中，可以看出除了2018年偏差较大，2019年与2020年我省对于这一方面的知识考查都有所提升，并且符合PISA2015对于该方面知识的考查目标。吉林省长春市物理的题目中对该能力的考查主要在于数据处理和结论归纳以及将数据从一种形式转换成另一种形式这两方面。例如题目中给出各个具体的物理量，需要学生结合已学知识进行数据分析，再进行计算，得出答案和总结规律。例：（2019年长春市中考物理试题中第21题）图4-42019年长春市中考物理试题中第21题题目及答案第（1）问和第（2）问主要考查的是对实验仪器的读数问题，第三问进行密度计算，第（4）问进行分析和解读数据，并作出合理的结论。最终的结论相当于在某种特定条件下，即在题中指先测量体积后测量质量，我们可以得出误差规律：所得到的密度会大于真实密度。所以该知识点考查的是“科学地解释数据和证据”。（三）科学情境维度的分析结果在PISA2015中，“个人的：当地的/国家的：全球的”这三方面的预期占比为1:2:1，而吉林省长春市2018-2020年的物理卷对这三个层次的考查结果如图：表4-3PISA2015对“科学情境维度”在吉林省长春市中考物理卷主观题中占比科学情境维度年份主题个人的当地的/国家的全球的2018考查比例4342占试卷总分的比例71.70%6.70%3.30%2019考查比例37212占试卷总分的比例61.70%35%3.30%2020考查比例2492占试卷总分的比例68.60%25.7%5.7%图4-52018—2020年吉林省长春市中考物理主观题科学情境维度统计图4-5的数据显示了，在科学情境维度，长春市的试卷设计不符合PISA2015的预期要求。纵向分析，2018-2020年，题目中个人情境考查得最多，全球的情境考查得最少，占比不到6%。横向分析，2018年各情境考查的数量相差最多，2019年考查的情境总数最多，2020年考查的情境总数是最少的。结合长春市物理试卷进行分析，笔者认为，出现这一现象的原因是由于在出题时，长春市的中考物理命题为了让学生快速抓到要点，而在文本阅读上减少了阅读量，导致题目的情境往往过于简单甚至是没有情境，并且在实验中更多考查的是仪器的使用，装置的连接，这些都属于个人情境。还有一部分原因是在PISA2015科学素养中，科学本身的内涵范围大，而物理只是其中的一个小分支，在科学情境维度中，考查到的物理层面一共包括以下几方面：图4-6PISA2015中科学情境中考察的物理知识根据这个表可以知道，全球的情境考查内容也相对较少，并且宇宙起源和结构在中考物理中不属于考查重点，在中考题中比较不容易出题，现代通讯的影响最多以一题选择题的形式出现，所以整体的考查占比少。另外两个层面主要涉及的就是能源、密度和工业流程，相比于全球的情境更接近考试大纲的内容要求以及在出题方面也相对容易。所以针对于科学情境维度，长春市中考物理卷的考查占比并不符合PISA2015的预期。（四）认知要求维度的分析结果在PISA2015中，认知维度通过低、中、高三个层次来进行划分，即对题目阅读理解、解题步骤及归纳总结的难易程度都作了区分，以便于更直观地分析试卷的整体难度。但由于这一部分在PISA2015的框架中并没有直接给出相关部分的考查占比标准，无法通过统计的数据进行直接的比较。但为了更直接地观察出考查范围，笔者用图表对这三种认知水平的考查数据进行展示：图4-7PISA2015对“科学认知维度”在吉林省长春市中考物理卷主观题中占比横向分析，吉林省长春市近三年的物理试题多集中于考