高中學業(yè)水平合格性考試學生地理學科核心素養(yǎng)測評研究

摘要：運用多維項目反應理論對高中地理學業(yè)水平合格性考試進行分析，可以有效測評學生的地理學科核心素養(yǎng)水平。教師可通過多維項目反應模型選擇、建立地理學科核心素養(yǎng)Q矩陣表、將學生地理學科核心素養(yǎng)參數(shù)轉換為地理學科核心素養(yǎng)水平，得出學生群體地理學科核心素養(yǎng)掌握情況、學生個體地理學科核心素養(yǎng)掌握情況，從而確定試題與地理學科核心素養(yǎng)屬性考查之間的關系，進一步診斷學生的知識、能力、素養(yǎng)等水平。關鍵詞：多維項目反應理論；地理學科；核心素養(yǎng)；學業(yè)水平；地理合格性考試地理學科核心素養(yǎng)包括人地協(xié)調觀、綜合思維、區(qū)域認知、地理實踐力四個維度。一次地理考試需要考查學生多維度的素養(yǎng)水平，一道試題常常涉及多維度素養(yǎng)的考查。因此，如何通過試題測評判斷不同維度中的學生地理學科核心素養(yǎng)水平成為亟待探討的問題。多維項目反應理論（MultidimensionalIRT，MIRT）為解決這一問題提供了新的途徑。多維項目反應理論是基于單維項目反應理論（UnidimensionalIRT，UIRT）和因子分析發(fā)展起來的新型測量理論，主要研究考生多種潛在特質和測驗項目反應概率之間的關系，通過賦予試題考查的核心素養(yǎng)類型與考生群體作答情況，評估考生掌握不同維度核心素養(yǎng)的水平與概率，進而實現(xiàn)素養(yǎng)測評功能［1］。核心素養(yǎng)是具有高度抽象、復雜結構的高階能力，是隱含在學生品格與關鍵能力之中，超越以往知識和技能的范疇，這給地理教育測評帶來了挑戰(zhàn)。多維項目反應理論在學科素養(yǎng)測評的應用已經(jīng)有一定的研究成果。林子植等學者運用PISA數(shù)學素養(yǎng)結構模型與多維項目反應理論模型對某地區(qū)八年級部分學生進行數(shù)學素養(yǎng)測評，結果表明，多維項目反應理論能夠準確有效評估學生素養(yǎng)水平［2］。孟琪采用多維項目反應理論對某地區(qū)高一學生進行數(shù)學素養(yǎng)測評，能夠深入分析學生在每個素養(yǎng)維度上的表現(xiàn)［3］。許志勇等學者采用多維項目反應理論對某省高考數(shù)學試卷進行分析，為提升命題質量和改進教學提供了依據(jù)［4］。由此可知，多維項目反應理論能夠有效測評學生的地理學科核心素養(yǎng)?；诖?，本研究運用多維項目反應理論對某省高中地理合格性考試（以下簡稱地理合格考）數(shù)據(jù)進行處理，從而檢測某省高中生地理學科核心素養(yǎng)表現(xiàn)水平是否達到國家學業(yè)質量標準水平2的合格要求。一、數(shù)據(jù)來源與處理本研究以2022年某省地理合格考無偏抽樣10000份考生作答數(shù)據(jù)為例，全體考生平均分為88.3分，標準差為12.0；抽樣考生平均分為82.4分，標準差為11.8?？梢?，抽樣數(shù)據(jù)質量良好。地理合格考試卷共有25道選擇題，3道非選擇題。其中，每道選擇題為3分，非選擇題以填空題為主，每空1分。由此，可將考生每道選擇題分數(shù)整理成“0-1”計分形式。二、研究方法與過程根據(jù)多維項目反應理論的測評步驟與該省地理合格考模式，本研究主要過程包括以下步驟：選擇合適的多維項目反應模型→確定試題的Q矩陣→導入數(shù)據(jù)進行模型擬合→估計考生的地理學科核心素養(yǎng)能力參數(shù)→將考生地理學科核心素養(yǎng)能力參數(shù)轉換為地理合格考模式下的地理學科核心素養(yǎng)水平。（一）多維項目反應模型選擇當前，地理合格考試題題型以“0-1”分值較多，但也有若干題為非“0-1”分值，為了用適合的數(shù)據(jù)模型進行計算，筆者采用多維等級項目反應模型（MGRM）作為多維項目的反應模型［2］。等級反應模型的數(shù)學表達式如下：P（[xij]≥k｜[θi]，[aj]）=[11+exp[-D（aTjθt+bj，k）]]式中，k代表第k級水平，[θi]代表第i名考生的能力參數(shù)，[aj]為第j道試題的區(qū)分度參數(shù)，D為模型調整常數(shù)，[bj，k]為第j道試題上的第k級水平的難度參數(shù)。（二）建立地理學科核心素養(yǎng)Q矩陣表地理學科核心素養(yǎng)中的Q矩陣可以用來確定試卷每道試題所考查的核心素養(yǎng)類型，即描述試題與屬性間的關系。筆者邀請學科專家與一線教師對每道試題所屬的核心素養(yǎng)類型反復論證，確定試題考查的核心素養(yǎng)Q矩陣，通過矩陣方式將核心素養(yǎng)轉化為可觀測的反應模式。在試題Q矩陣中，“1”表示考查了該素養(yǎng)，“0”表示沒有考查該素養(yǎng)（如表1所示）。（三）學生地理學科核心素養(yǎng)參數(shù)轉換為地理學科核心素養(yǎng)水平多維等級項目反應模型（MGRM）計算的核心素養(yǎng)參數(shù)結果大致以（-3，3）范圍的正態(tài)分布，相對于百分制的呈現(xiàn)方式來說，教師和學生較難理解。同時，該省高中合格性考試的考試成績以“合格”“不合格”呈現(xiàn)，“不合格”比例不超過當次當科考生總數(shù)的2.00%［5］。由于沒有建立標準參照型考試的試題庫，導致不同批次考試因實際難度差異而使合格分數(shù)發(fā)生變化，從而影響不同年份分數(shù)之間的比較?；谝陨峡紤]，將MGRM模型計算的核心素養(yǎng)參數(shù)采取賦分的辦法加以修正，轉化為［100，0］數(shù)值范圍。其中，對于成績合格的考生，將其核心素養(yǎng)參數(shù)賦值為［100，60］之間，具體賦值公式如下：[xmax-xx-xmin0.02]=[100-yy-60]式中，x為某考生的地理學科核心素養(yǎng)參數(shù)，[xmax]為該考生群體中最大的地理學科核心素養(yǎng)參數(shù)，[xmin0.02]為該考生群體中2%分位的地理學科核心素養(yǎng)參數(shù)，y為轉換后的學生地理學科核心素養(yǎng)水平。同樣，對成績不合格的學生，將其地理學科核心素養(yǎng)參數(shù)賦值為（60，0］之間。三、研究結果及討論（一）學生群體地理學科核心素養(yǎng)掌握情況分析省級地理合格考主要測評學生國家地理學業(yè)質量水平2級的達成情況。因此，當學生的某項核心素養(yǎng)水平達60分以上，即可認為達到國家地理學業(yè)質量水平2級的要求。基于此，筆者統(tǒng)計了學生各項地理學科核心素養(yǎng)的掌握情況（如表2所示）。由表2可知，首先，學生地理學科核心素養(yǎng)掌握模式中“1111模式”的人數(shù)占比為94.79%，說明絕大多數(shù)學生在完成國家地理必修一、必修二課程之后，形成了“人地協(xié)調觀”“綜合思維”“區(qū)域認知”“地理實踐力”素養(yǎng)，達到地理學科核心素養(yǎng)2級水平，滿足了高中畢業(yè)學業(yè)水平質量2級的合格要求。其次，學生地理學科核心素養(yǎng)掌握模式中“1110模式”的人數(shù)占比為0.93%，說明這些考生掌握了人地協(xié)調觀、綜合思維、區(qū)域認知素養(yǎng)，但沒有掌握地理實踐力素養(yǎng)。這需要教師在日常教學中多開展地理實踐活動，培養(yǎng)學生的地理實踐力素養(yǎng)。另外，有2.40%的學生只掌握其中三種不同的素養(yǎng)，說明這些學生在學習過程中某些素養(yǎng)發(fā)展受到限制，教師需要對其進行針對性培養(yǎng)。從表2中我們還可以發(fā)現(xiàn)，隨著學生對素養(yǎng)種類掌握的減少，人數(shù)占比也在減少。掌握其中三種素養(yǎng)的學生比例約為0.80%，掌握其中兩種素養(yǎng)的學生比例約為0.20%，僅掌握一種素養(yǎng)的學生比例約為0.10%，而有大約0.30%的學生沒有形成任何一種素養(yǎng)。（二）學生個體地理學科核心素養(yǎng)掌握情況分析與傳統(tǒng)考試結果僅有一個總分相比，多維項目反應理論能夠提供考生多維度的核心素養(yǎng)表現(xiàn)信息，為深入分析學生核心素養(yǎng)掌握情況提供重要參考。筆者按照滿分組、高分組、中分組、低分組隨機抽取2022年某省地理合格考試題中各分段的三名考生，分別對其地理學科核心素養(yǎng)掌握情況進行分析，結果如表3所示。由表3可知，考生原始總分越低，其地理學科核心素養(yǎng)水平越低，說明學生的地理學科核心素養(yǎng)水平大致圍繞著總分高低波動。另外，即使是原始總分相同的考生在各維度地理學科核心素養(yǎng)掌握水平也有差異。其中，總分為100分的考生，其四項地理學科核心素養(yǎng)均為滿分的水平，但在高分組中，不同考生的地理學科核心素養(yǎng)水平存在差異。如ID8817考生，其綜合思維水平最高，為96.5分；其次是地理實踐力水平，88.4分；最低為人地協(xié)調觀水平，82.9分，說明該考生的綜合思維水平較高，但人地協(xié)調觀素養(yǎng)是短板，因此，教師在今后的教學中需要側重對其進行人地協(xié)調觀素養(yǎng)培養(yǎng)。同樣，總分是90分的ID236考生，其區(qū)域認知素養(yǎng)達到滿分水平，但是人地協(xié)調觀素養(yǎng)表現(xiàn)欠佳，得分不到70分。在低分組中，考生的地理核心素養(yǎng)均低于60分合格水平；ID8970考生的綜合思維水平為24.2分；ID9570考生的地理實踐力水平為34.8分?？梢?，考生學科核心素養(yǎng)的缺失，導致其地理學業(yè)水平欠佳。四、結論及展望筆者根據(jù)多維項目反應理論對2022年某省高中地理合格考抽樣數(shù)據(jù)進行分析，結果顯示，接近95.0%的學生掌握了地理學科核心素養(yǎng)，達到地理學科核心素養(yǎng)2級水平，符合高中畢業(yè)生地理學科的合格要求，學生對地理學科核心素養(yǎng)掌握情況良好。多維項目反應理論能夠提供更豐富的學生核心素養(yǎng)測評信息。高中地理學業(yè)水平合格性考試是普通高中教學質量監(jiān)測的參考依據(jù)，是衡量學生是否達到國家規(guī)定學業(yè)質量水平的測評方式。因此，通過多維項目反應理論中的Q矩陣，確定高中地理合格考試題與地理學科核心素養(yǎng)屬性考查之間的關系，根據(jù)學生對試題的應答模式推斷學生掌握某項核心素養(yǎng)的程度與概率，深入了解學生的核心素養(yǎng)水平和結構存在的優(yōu)勢與不足，可以進行針對性教學，達到提升學?；虻貐^(qū)教學質量的目的。值得注意的是，本研究僅運用多維項目反應理論對學