劉健智 胡雪妍，2

（1.湖南師范大學物理與電子科學學院，湖南 長沙 410081；2.江蘇省蘇州市吳江中學，江蘇 蘇州 215200）

1 問題的提出

《普通高中物理課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課標”）充分考慮學科育人價值，凝練出了高中物理學科核心素養(yǎng).這意味著高中教育從“知識本位”時代邁入“核心素養(yǎng)”時代.學生核心素養(yǎng)的發(fā)展，呼喚基于核心素養(yǎng)的教材，［1］作為最直接的課程資源，新教材理應圍繞核心素養(yǎng)的要求展開，因此，有必要對2019年版物理新教材與新課標在物理核心素養(yǎng)上的一致性進行研究.

國外構(gòu)建的一致性分析的工具主要有：SEC一致性分析模式、Webb 模式和Achieve 模式等.［2］國內(nèi)教材與課程標準的一致性研究大多采用SEC一致性分析模式，因為其分析框架最簡便，適用對象更廣泛，主張從知識的種類和深度等，即從“內(nèi)容主題”和“認知水平”兩個維度進行評價.［3］由于教材內(nèi)容相較于課程標準中的內(nèi)容要求更加復雜，處理起來更加棘手，因此已有研究對教材的處理大多并非直接處理教材本身，而是將其轉(zhuǎn)換為了對相應教師用書中教學目標的處理.這種間接處理教材的方式將在很大程度上影響一致性研究結(jié)果的科學性與準確性.

本文突破傳統(tǒng)SEC一致性分析模式只關(guān)注內(nèi)容主題和認知水平的局限性，將其拓展應用于物理核心素養(yǎng)上的一致性；還將利用SOLO 分類法呈現(xiàn)具體的處理教材內(nèi)容的方式，以期為比較教材與課程標準的一致性提供新的研究思路，同時為教材的編寫以及教師更好地培養(yǎng)學生物理核心素養(yǎng)提供參考和借鑒.

2 研究設計

2.1 研究對象

本文選擇人民教育出版社2019 年出版的普通高中《物理》教科書（以下簡稱“新教材”）的必修1模塊和《普通高中物理課程標準（2017年版）》為研究對象.這樣選擇是基于以下考慮：（1）人教版教材在全國范圍內(nèi)使用得最廣泛；（2）高中物理教材的必修1模塊是全體學生必須學習的課程內(nèi)容，蘊含了豐富的物理核心素養(yǎng)素材，是發(fā)展學生物理核心素養(yǎng)的共同基礎.［4］

2.2 研究工具

本文選擇安德魯·波特（Andrew Porter）等人開發(fā)的SEC 一致性模式為研究工具，其研究思路包括：（1）從“內(nèi)容主題”和“認知要求”兩個維度構(gòu)建統(tǒng)一表述教學內(nèi)容的二維矩陣；（2）描述評價項目與評價標準在“內(nèi)容主題”和“認知要求”兩個維度的不同表現(xiàn)水平，并分別在評價項目與評價標準的二維矩陣中進行編碼與統(tǒng)計；（3）利用Porter一致性計算公式定量計算評價項目與評價標準之間的一致性指數(shù)，比較研究對象之間的一致性程度.Porter一致性指數(shù)的計算公式為

其中n表示二維矩陣的單元格總數(shù)；i表示某個特定單元格，i∈［0，1］；Xi表示評價標準的二維矩陣中第i個單元格所占的比率值；Yi表示評價項目的二維矩陣中第i 個單元格所占的比率值；P 表示Porter一致性指數(shù)，P∈［0，1］，P 值越大，表示評價項目與評價標準之間的一致性越高.［5］

鑒于本文比較物理核心素養(yǎng)，而非教學內(nèi)容，因此需要將研究思路中的“內(nèi)容主題”和“認知要求”修改為“素養(yǎng)主題”和“素養(yǎng)水平”兩個維度.

2.3 構(gòu)建二維矩陣

（1）劃分素養(yǎng)主題.

筆者依據(jù)物理核心素養(yǎng)的4個方面包含的14個要素進行素養(yǎng)主題劃分：物理觀念包括物質(zhì)觀、運動與相互作用觀和能量觀3 個主題；科學思維包括模型建構(gòu)、科學推理、科學論證和質(zhì)疑創(chuàng)新4個主題；科學探究包括問題、證據(jù)、解釋、交流4個主題；科學態(tài)度與責任包括科學本質(zhì)、科學態(tài)度和社會責任3個主題.

（2）劃分素養(yǎng)水平.

在傳統(tǒng)的SEC 一致性分析模式中，研究者通常采用布盧姆教育目標分類法（以下簡稱“布氏分類法”）進行教學內(nèi)容中認知水平的記憶、理解、應用、分析、評價和綜合6 個層次的劃分，然而該劃分實則是一種對思維復雜程度的線性積累，［6］與人認識事物時思維的螺旋式上升狀態(tài)不符，因此無法直接應用于物理核心素養(yǎng)的素養(yǎng)水平維度劃分.

為了解決布氏分類法中存在的問題，比格斯（J.B.Biggs）提出的SOLO 分類法將學生的學習水平由低到高分為5個層次：前結(jié)構(gòu)水平（P）、單點結(jié)構(gòu)水平（U）、多點結(jié)構(gòu)水平（M）、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（R）和拓展抽象結(jié)構(gòu)水平（E）.

伯內(nèi)特（Paul C.Burnett）等人認為，SOLO 分類法的5個層次之間的界限不夠清晰，因此將M水平和R 水平進行了更細致的劃分，修訂為9層次的SOLO 分類法.［7］然而，增加子層次并不能完全解決評價者層次劃分不一致的問題，在實際評價過程中要通過提升評價者水平、增加評價者數(shù)量來提高層次劃分的一致性.［8］請3 位從事多年教育研究的一線教師對新教材與新課標進行素養(yǎng)主題和素養(yǎng)水平上的編碼統(tǒng)計.

鑒于新教材與新課標中并不存在SOLO 分類法中的P水平和布氏分類法中的分析、評價水平，因此只研究SOLO 分類法中U、M、R、E 水平與布氏分類法中認識記憶、理解掌握、模仿應用和創(chuàng)新創(chuàng)造這4 個水平之間的關(guān)系.研究發(fā)現(xiàn)：認識記憶水平與表示定量關(guān)系的U、M 水平存在某種對應關(guān)系；理解掌握水平和模仿應用水平與表示定性關(guān)系的R 水平存在某種對應關(guān)系；創(chuàng)新創(chuàng)造水平與表示定性關(guān)系的E 水平存在某種對應關(guān)系.

本文最終將SOLO 分類法創(chuàng)新劃分為以下5個層次：（1）單點結(jié)構(gòu)水平（U），即學生能夠識別或提取單個物理知識，直接使用單個物理知識回答問題；（2）多點結(jié)構(gòu)水平（M），即學生能夠識別或提取多個物理知識，直接使用多個物理知識回答問題；（3）低關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（R1），即學生能夠領悟物理知識之間的聯(lián)系，正確判斷并合理解釋相關(guān)問題；（4）高關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（R2），即學生能夠運用所學物理知識解決相同或相似情境中的物理問題；（5）拓展抽象結(jié)構(gòu)水平（E），即學生能夠提出或選擇創(chuàng)造性的方案，創(chuàng)新解決復雜情境中的物理問題.

（3）確定二維分析框架.

基于以上對素養(yǎng)主題和素養(yǎng)水平的劃分，本研究將素養(yǎng)主題依據(jù)具體的物理核心素養(yǎng)要素劃分為14 個維度，將素養(yǎng)水平依據(jù)創(chuàng)新修改的SOLO分類法劃分為5個層次，由此構(gòu)建“14×5”的“素養(yǎng)主題×素養(yǎng)水平”二維分析框架.

3 數(shù)據(jù)的編碼與統(tǒng)計

3.1 新課標的編碼與統(tǒng)計

對新課標的編碼與統(tǒng)計依據(jù)新課標中的課程內(nèi)容要求進行.

（1）新課標的素養(yǎng)主題編碼.

由于每一條課程內(nèi)容要求往往包含一個或多個知識點，筆者將每條內(nèi)容要求拆分為只包含單個知識點的內(nèi)容要求.由于新課標中的內(nèi)容要求表述得過于概括，不利于編碼者有效判斷其中蘊含的素養(yǎng)主題的要求，因此本文結(jié)合《普通高中物理課程標準（2017 年版）解讀》（以下簡稱“《解讀》”），［9］判斷拆分重組后的內(nèi)容要求中蘊含的素養(yǎng)主題要求.

例如：根據(jù)《解讀》將“1.1.3理解位移、速度和加速度”拆分為3條：（1）理解位移：蘊含著“運動的描述”這一運動與相互作用觀；（2）理解速度：不僅蘊含“運動的描述”這一運動與相互作用觀，還蘊含著“演繹推理”這一科學推理的思維方法；（3）理解加速度：蘊含著“運動的描述”這一運動與相互作用觀.［9］

（2）新課標的素養(yǎng)水平編碼.

課標的內(nèi)容要求通常以“行為動詞+物理知識點”形式構(gòu)成，其素養(yǎng)水平理論上可以通過不同的行為動詞來體現(xiàn).然而新課標和《解讀》并未呈現(xiàn)有關(guān)行為動詞的層次劃分說明，使得直接依據(jù)行為動詞劃分素養(yǎng)水平變得“無法可依”.本文將利用創(chuàng)新修改的SOLO 層次建立行為動詞與素養(yǎng)水平之間的雙向細目表（如表1 所示），依據(jù)行為動詞劃分素養(yǎng)水平的分析標準.

表1 行為動詞與素養(yǎng)水平的雙向細目表

需要說明，本文依據(jù)表1 并結(jié)合《解讀》對新課標中內(nèi)容要求的素養(yǎng)水平進行劃分，當表1 中出現(xiàn)的行為動詞與《解讀》中要求的關(guān)鍵能力水平不一致時，我們將該內(nèi)容要求置于與解讀水平一致的行為動詞中重新劃分素養(yǎng)水平.

例如：內(nèi)容要求1.2.2中的“能用共點力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問題”涉及到的行為動詞為“分析”，根據(jù)表1 本應直接將該內(nèi)容要求置于R1水平，然而，《解讀》要求學生能夠運用共點力的平衡條件進行現(xiàn)實情境中的受力計算，解決現(xiàn)實情境中的復雜受力問題，即關(guān)鍵能力水平對應的行為動詞是“解決”，而非“分析”，因此該內(nèi)容要求的真實素養(yǎng)水平應為R2.

（3）新課標的編碼數(shù)據(jù)采集與信效度分析.

3位編碼者各自獨立完成素養(yǎng)主題和素養(yǎng)水平編碼.兩兩之間獨立編碼數(shù)據(jù)的肯德爾相關(guān)系數(shù)（雙尾）分別為0.927**、0.870**、0.950**，檢驗結(jié)果表明：3組編碼數(shù)據(jù)在P=0.01水平上具有極其顯著的相關(guān)性，即編碼結(jié)果有效.3位編碼者針對編碼數(shù)據(jù)中存在分歧的地方進行了相關(guān)討論，確立了最終的編碼數(shù)據(jù)，形成了統(tǒng)一的二維矩陣.為保證新教材與新課標的二維矩陣具有可比性，需要將二者的頻數(shù)分布二維矩陣進行歸一化處理，即將每個單元格中的頻數(shù)轉(zhuǎn)換為該頻數(shù)在總頻數(shù)中所占的比率，由此得到比率之和為1的比率分布二維矩陣.頻數(shù)和比率分布的樣表如表2所示.

表2 新課標“素養(yǎng)主題×素養(yǎng)水平”頻數(shù)和比率分布二維矩陣（部分）

3.2 新教材的編碼與統(tǒng)計

由于學生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展應寓于物理知識的教學之中，［10］且新教材中的章節(jié)內(nèi)容與新課標中的內(nèi)容要求具有某種對應關(guān)系，能夠保證新教材與新課標的內(nèi)容主題一致，因此本文對新教材的編碼主要依據(jù)新教材中各章節(jié)的具體內(nèi)容進行，即直接處理教材本身.

（1）新教材的素養(yǎng)主題編碼.

本文參考教材編寫者編寫的教師用書，直接對新教材本身進行編碼.由于教師用書的“教材分析與教學建議”并未涉及新教材中“練習與應用”和“復習與提高”欄目，因此本文對新教材的研究將僅限于正文和部分欄目（“問題”“實驗”“演示”“思考與討論”“做一做”“科學方法”“拓展學習”“STSE”和“科學漫步”）.正文和欄目本身又含有多個段落，這樣一來素養(yǎng)主題的統(tǒng)計將顯得錯綜復雜，容易產(chǎn)生統(tǒng)計混亂等問題，筆者根據(jù)自定的以下3條原則進行編碼.

編碼原則1：正文中各知識板塊與各欄目各自編碼，絕不延伸，相互獨立.

編碼原則2：正文中各知識板塊與各欄目中出現(xiàn)相同素養(yǎng)主題時只統(tǒng)計1次，問題素養(yǎng)除外.

編碼原則3：依據(jù)教材編寫者對各欄目的設計初衷統(tǒng)計各欄目的素養(yǎng)主題要求，若該欄目明確涉及其他素養(yǎng)主題的要求，則在原先統(tǒng)計的素養(yǎng)主題基礎上進行相應的增加.例如：“問題”欄目的設計初衷是引發(fā)學生主動思考、培養(yǎng)問題意識及提出問題的能力，［11］因此本文只對該欄目進行問題素養(yǎng)上的統(tǒng)計；若該欄目還明確要求學生對相關(guān)問題進行交流討論，則再增加“問題”欄目在交流素養(yǎng)上的統(tǒng)計.

（2）新教材的素養(yǎng)水平編碼.

新教材中并不存在可直接體現(xiàn)素養(yǎng)水平的行為動詞.鑒于SOLO 分類法具有螺旋式上升的層次結(jié)構(gòu)，能夠清晰地對應物理核心素養(yǎng)由量變上升到質(zhì)變的復雜過程，［12］并且SOLO 各層次水平與行為動詞之間存在著相互對應關(guān)系（如表1），因此，本文將采用創(chuàng)新修改的SOLO 層次水平進行新教材中素養(yǎng)水平維度的劃分.

物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的是學生解決實際問題的能力，即學生能夠在何種情境下解決何種層次問題的能力.［9］因此本文將建立SOLO 層次水平與問題復雜性程度的3個維度（情境復雜度、內(nèi)容抽象度和應用綜合度）之間的雙向細目表（表3），由此構(gòu)建依據(jù)SOLO 層次劃分素養(yǎng)水平的分析標準.

表3 SOLO 層次與問題復雜性程度的雙向細目表

問題復雜性程度中表示數(shù)量關(guān)系的情境因子數(shù)和知識內(nèi)容數(shù)，表示需要學生通過相互獨立的情境或知識內(nèi)容獲得相應素養(yǎng)，對應著SOLO 分類法中表示數(shù)量關(guān)系的U 和M 水平；問題復雜性程度中表示定性關(guān)系的其他各維度，表示需要學生通過相互關(guān)聯(lián)的情境或知識內(nèi)容獲得相應素養(yǎng)，對應著SOLO 分類法中表示定性關(guān)系的R1、R2和E水平.依據(jù)表3劃分的素養(yǎng)水平的具體表述如下.

U 水平：新教材中僅涉及單個情境或知識內(nèi)容，并未對物理知識點作出詳細解釋.

M 水平：新教材中涉及多個情境或知識內(nèi)容，且情境或知識內(nèi)容間相互獨立，并通過例證作出進一步解釋.

R1水平：新教材中涉及多個情境或知識內(nèi)容，且情境之間相互交叉或知識內(nèi)容間相互綜合、交叉，并遷移知識作出簡單解釋、推斷或區(qū)分.

R2水平：新教材中涉及多個情境或物理知識，且情境間相互交叉、對象抽象或知識內(nèi)容之間相互綜合、交叉，并對相同或相似情境作出詳細解釋、應用和擴展.

E水平：新教材中涉及多個情境或物理知識，且情境交叉創(chuàng)新、對象與情境抽象或知識內(nèi)容間相互綜合、交叉，并進行了拓展應用或在新情境中獲得了普適性的結(jié)論.

特別說明：進行新教材中素養(yǎng)水平編碼時，還應考慮不同內(nèi)容的權(quán)重.筆者根據(jù)下列原則進行權(quán)重賦值.

原則1：若教師用書的“教材分析與教學建議”對某個正文知識板塊或欄目提出了明確的教學建議，則表示教師在理論上對該部分內(nèi)容進行教學的可能性為100%，權(quán)重賦值為1；若根本未提及或建議學生自學該正文知識板塊或欄目，則表示教師在理論上對該部分內(nèi)容進行教學的可能性為50%，權(quán)重賦值為0.5.

原則2：若某個正文知識板塊或欄目的問題復雜性程度與表3的某種SOLO 層次完全對應，則表示該部分內(nèi)容100%符合這種SOLO 層次代表的素養(yǎng)水平，權(quán)重賦值為1；若該內(nèi)容只在應用綜合度上符合某種SOLO 層次，在情境復雜度或內(nèi)容抽象度上卻未達到該SOLO 層次，則表示該部分內(nèi)容符合這種SOLO 層次代表的素養(yǎng)水平的可能性為50%，權(quán)重賦值為0.5.

綜合以上編碼原則，某個正文知識板塊或欄目的最終權(quán)重賦值為“教學可能性權(quán)重×素養(yǎng)水平可能性權(quán)重”.例如：某個欄目的教學可能性權(quán)重賦值為0.5，素養(yǎng)水平可能性權(quán)重賦值為0.5，則該欄目的最終權(quán)重賦值應為0.25.

（3）新教材的編碼數(shù)據(jù)采集與信效度分析.

依據(jù)上述編碼方法，3位編碼者再次獨立完成新教材在必修1模塊的素養(yǎng)主題和素養(yǎng)水平編碼.3位編碼者兩兩之間獨立編碼所得數(shù)據(jù)的肯德爾相關(guān)系數(shù)（雙尾）分別為0.955**、0.974**、0.970**，雙尾檢驗結(jié)果表明：3組編碼數(shù)據(jù)在P=0.01水平上具有極其顯著的相關(guān)性，即3位編碼者的編碼結(jié)果也基本一致，編碼有效.3位編碼者針對編碼數(shù)據(jù)中存在分歧的地方進行了相關(guān)討論，確立了新教材最終的編碼數(shù)據(jù)，形成了統(tǒng)一的二維矩陣.

根據(jù)SEC一致性分析模式的要求，頻數(shù)分布二維矩陣進行歸一化處理后，得到新教材的“素養(yǎng)主題×素養(yǎng)水平”比率分布二維矩陣.頻數(shù)和比率分布的樣表如表4所示.

表4 新教材“素養(yǎng)主題×素養(yǎng)水平”頻數(shù)和比率分布二維矩陣（部分）

4 新教材與新課標的一致性特征分析

4.1 Porter一致性指數(shù)分析

計算新課標與新教材在物理核心素養(yǎng)整體上的Porter一致性指數(shù)，并調(diào)用MATLAB 軟件中的Unidrnd函數(shù)循環(huán)操作20000次仿真模擬Porter一致性指數(shù)的分布函數(shù)，得到0.05 顯著性水平下的Porter臨界區(qū)間.［13］由于樣本容量較大，根據(jù)中心極限定理可知，擬合得到的函數(shù)將服從正態(tài)分布.若Porter一致性指數(shù)位于相應的臨界區(qū)間內(nèi)，則表示二者具有統(tǒng)計學意義上的顯著一致性；若位于臨界區(qū)間外，則表示二者不具有統(tǒng)計學意義上的一致性.計算得到新課標與新教材在核心素養(yǎng)整體上的Porter一致性指數(shù)為0.524，臨界區(qū) 間 為［0.610，0.734］，0.524?［0.610，0.734］，說明新教材與新課標在物理核心素養(yǎng)整體上不具有統(tǒng)計學意義上的顯著一致性.通過進一步仿真模擬，計算得到物理核心素養(yǎng)4 個方面的Porter一致性指數(shù)和相應臨界區(qū)間，發(fā)現(xiàn)新教材與新課標在物理核心素養(yǎng)整體上的偏差主要來源于科學探究和科學態(tài)度與責任2個方面（新教材在素養(yǎng)主題維度上的占比大多略低于新課標，對素養(yǎng)水平維度的要求略高于新課標），而在物理觀念和科學思維2個方面則具有統(tǒng)計學意義上的顯著一致性.

4.2 重點分布分析

利用表2和表4 中的相關(guān)數(shù)據(jù)，分別繪制能體現(xiàn)重點分布的曲面圖，如圖1、圖2所示.比較圖1和圖2可以發(fā)現(xiàn)：

圖1 新課標的重點分布曲面圖

圖2 新教材的重點分布曲面圖

（1）整體中心分布有同有異.兩者具有一個相同的重點分布中心，該中心位于運動與相互作用觀的R1水平.這說明新課標與新教材最為側(cè)重的素養(yǎng)主題與素養(yǎng)水平一致.相異之處在于新課標的重點分布中心只有1 個，而新教材的重點分布中心有2個.這說明新課標在物理核心素養(yǎng)上的重點分布較為集中，而新教材在物理核心素養(yǎng)上的重點分布較為分散.

（2）素養(yǎng)主題分布有同有異.兩者比重高于（低 于）0.050 的 素 養(yǎng) 主 題 數(shù) 量 一 致，均 為5 個（9個）.這說明二者在必修1模塊都有明顯側(cè)重的素養(yǎng)主題要求.相異之處在于兩者比重高于0.050的5個素養(yǎng)主題并不完全一致，二者僅在其中的運動與相互作用觀、問題和證據(jù)素養(yǎng)3 個素養(yǎng)主題上一致.這說明新課標與新教材在必修1 模塊明顯側(cè)重的素養(yǎng)主題并不完全相同，存在一些差異.

（3）素養(yǎng)水平分布有同有異.兩者素養(yǎng)水平要求均以R1水平為主、R2水平為輔.這說明必修1模塊是培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)的重要基礎，是提升學生素養(yǎng)水平的重要基石.相異之處在于新課標在R1和R2水平上的占比均達到了0.100以上，而新教材只在R1水平上的占比達到了0.100以上，并未在R2水平上的占比達到0.100.此外新教材在E水平上的占比達到了0.050 以上，打破了新課標中E水平占比為0.000的局面.這說明新課標在素養(yǎng)水平的側(cè)重分布上更加集中，而新教材則在新課標的基礎上對素養(yǎng)水平要求進行了適當?shù)耐卣固嵘?

4.3 素養(yǎng)主題維度的分析

為了更加形象直觀地呈現(xiàn)新課標與新教材在素養(yǎng)主題單個維度上的一致性情況，根據(jù)表2 和表4中各素養(yǎng)主題下的素養(yǎng)水平比率之和，繪制如圖3所示的新課標與新教材中素養(yǎng)主題分布的柱形圖.從圖3可以發(fā)現(xiàn)以下特點.

圖3 新課標與新教材的素養(yǎng)主題分布

（1）從整體上看，新教材中要求的素養(yǎng)主題數(shù)量明顯多于新課標.

（2）從物理核心素養(yǎng)的4個方面看，新課標與新教材在物理觀念、科學思維2 個方面的素養(yǎng)主題占比上的排列順序一致，均為運動與相互作用觀＞模型建構(gòu)＞科學推理＞物質(zhì)觀＞科學論證（質(zhì)疑創(chuàng)新）≥能量觀，而二者在科學探究和科學態(tài)度與責任2個方面的素養(yǎng)主題占比上的排列順序存在較大差異.

（3）從新課標與新教材均具有的單個素養(yǎng)主題看，新課標在單個素養(yǎng)主題上的占比總體高于新教材，造成這種問題的原因在于新教材在必修1模塊除了注重新課標中要求的素養(yǎng)主題外，還將素養(yǎng)主題要求延伸至了科學論證、質(zhì)疑創(chuàng)新和科學態(tài)度素養(yǎng).

將表2和表4 中的比率數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，計算得到的皮爾遜相關(guān)性系數(shù)（雙尾）為0.791**.這說明新課標與新教材在素養(yǎng)主題維度在0.01水平上極其顯著相關(guān)，即二者之間一致性水平高.

4.4 素養(yǎng)水平維度的分析

為了更加直觀地呈現(xiàn)新課標與新教材在素養(yǎng)水平單個維度上的一致性，根據(jù)表2 和表4 中各素養(yǎng)水平下的素養(yǎng)主題比率之和，繪制圖4 所示的能體現(xiàn)新課標與新教材中素養(yǎng)水平分布的柱形圖.

圖4 新課標與新教材的素養(yǎng)水平分布

將表2和表4 中的比率數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，計算得到的皮爾遜相關(guān)性系數(shù)（雙尾）為0.509.這說明新課標與新教材在素養(yǎng)水平維度并不具有顯著相關(guān)性，即二者之間存在一定偏差.觀察圖4 所示的素養(yǎng)水平分布圖，可以發(fā)現(xiàn)以下特征.

（1）從整體上看，兩者的素養(yǎng)水平要求存在數(shù)量上的差異，新教材中要求的素養(yǎng)水平數(shù)量明顯多于新課標，并且新課標對素養(yǎng)水平的要求主要集中于前4個水平，即U、M、R1、R2水平，而新教材對素養(yǎng)水平的要求主要集中于后3 個水平，即R1、R2和E水平.這說明新教材對素養(yǎng)水平的總體要求比新課標高.

（2）兩者在各素養(yǎng)水平占比上的排列順序有較大差異，但在素養(yǎng)水平上的重點比率分布較一致，即二者占比最低的兩個素養(yǎng)水平均為U 和M，占比最高的兩個素養(yǎng)水平均為R1和R2.

（3）兩者在單個素養(yǎng)水平上的占比存在明顯差異，即使是在占比最為接近的M 水平，二者的占比差值也近似達到了0.100.造成這種差異的原因可能在于新課標規(guī)定的素養(yǎng)水平僅為達成學業(yè)質(zhì)量的最低水平，而新教材卻是培養(yǎng)全體學生素養(yǎng)水平的共同基礎，不能僅局限于學業(yè)質(zhì)量的最低水平.

5 結(jié)論與建議

5.1 研究結(jié)論

研究表明：從整體上看，新教材與新課標在物理觀念和科學思維兩個方面具有統(tǒng)計學意義上的顯著一致性，在科學探究和科學態(tài)度與責任2 個方面存在一些偏差，具體表現(xiàn)為新教材在素養(yǎng)主題維度上的占比大多略低于新課標，而對素養(yǎng)水平維度的要求略高于新課標.從單個維度上看，新教材與新課標在素養(yǎng)主題維度上具有顯著相關(guān)性，即二者之間的一致性水平較高；而在素養(yǎng)水平維度不具有顯著相關(guān)性，即二者之間存在一定偏差.特別說明：由于本研究的樣本僅限于新教材的正文和部分欄目，并未涉及新教材中“練習與應用”和“復習與提高”欄目，因此研究結(jié)論可能會受樣本影響存在一些偏差.

5.2 對教材編寫的建議

（1）詳盡地利用物理課程標準進行教材編寫.

教材是依據(jù)課程標準編寫的，教材編寫的依據(jù)主要是課程標準中的“課程內(nèi)容”，因此各版本教材的編寫者在依據(jù)物理課程標準編寫教材時主要集中于對課程標準中“課程內(nèi)容”的研究，容易忽視對課程標準中可用于指導教材編寫的其他部分的研究.物理新課標在“教材編寫建議”部分以落實立德樹人的根本任務為總導向，以提升學生物理核心素養(yǎng)為總目標，分別從內(nèi)容選擇、內(nèi)容呈現(xiàn)、編寫原則和輔助資源4 個方面對教材的編寫提出了詳細且可行的建議.筆者認為，物理新課標中的這種“教材編寫建議”不能只是停留于理論的建議，應當被各版本教材的編寫者仔細研究，然后應用于教材的實際編寫當中.因此，筆者建議各版本的教材編寫者在依據(jù)物理課程標準進行物理教材編寫時，能夠詳盡地利用物理課程標準這一教材編寫依據(jù)，真正實現(xiàn)物理教材緊緊圍繞落實物理核心素養(yǎng)的要求來編寫.

（2）顯性化教材中體現(xiàn)的物理學科核心素養(yǎng).

筆者認為，學生物理核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展不是取決于教師一方，而是取決于教師與學生雙方.倘若學生連“何為物理核心素養(yǎng)”都不明白，那么無論教師在教學時多么注重培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)都將無濟于事.因此，筆者建議各版本的教材編寫者在編寫教材時，能夠?qū)⒔滩闹畜w現(xiàn)的物理核心素養(yǎng)要求顯性化，即通過旁批或欄目的形式明示學生該部分內(nèi)容致力于培養(yǎng)學生的何種物理核心素養(yǎng)，讓學生在閱讀教材時能夠主動地發(fā)現(xiàn)物理核心素養(yǎng)，以便教師在進行實際物理教學過程中實現(xiàn)與學生在核心素養(yǎng)上的雙邊互動，更加有效地培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng).

5.3 對教師教學的建議

（1）依據(jù)《解讀》進行教學.

課程標準是教學的重要參考依據(jù)，然而在實際參考課程標準的過程中，往往會發(fā)現(xiàn)新課標中的核心素養(yǎng)要求和內(nèi)容要求有時表述過于概括，難以從中精確地獲取與具體教學內(nèi)容相對應的核心素養(yǎng)要求和內(nèi)容要求.為了增強操作性，《解讀》可以為教師理解新課標提供強有力的幫助.《解讀》作為學習物理新課標的權(quán)威讀本，對高中物理課程改革中的成就與問題、高中物理課程標準修訂的背景、高中物理核心素養(yǎng)、高中物理課程的課程結(jié)構(gòu)與課程內(nèi)容、高中物理課程的實施與評價等多方面進行了全面且詳細的解讀，能夠有效幫助物理教師在實際教學過程中將課程標準精神落地.因此，物理教師除了要依據(jù)課程標準外，還要充分利用《解讀》進行教學，確定物理學科核心素養(yǎng)的素養(yǎng)主題和素養(yǎng)水平.

（2）發(fā)揮教材的雙重支架作用.

教材在內(nèi)容編排上包含了目錄、序言、使用說明、章小結(jié)示例、教學提示和各類獨具特色的欄目等部分.這些不同的內(nèi)容編排對教學具有技術(shù)上和教學上的支架指導作用.例如序言、目錄、使用說明等就起到了技術(shù)性支架的作用.這些技術(shù)性支架可以凸顯不同版本教材的特色，幫助師生更好地了解教材；而章小結(jié)示例、教學提示、不同的教材欄目等就起到了教學性支架的作用.這些教學性支架能夠幫助師生更好地使用教材，促進師生的教與學.以物理新教材在“自由落體運動”一節(jié)的“科學漫步”和“STSE”欄目為例，“科學漫步”詳細介紹了伽利略對自由落體運動的研究過程與開創(chuàng)的近代科學發(fā)展的研究方法，“STSE”欄目主要介紹了伽利略的成功且坎坷的一生，并由此引發(fā)了關(guān)于科學與社會發(fā)展之間關(guān)系的思考，兩者蘊含極為豐富的物理學史內(nèi)容.這些物理學史料展現(xiàn)了科學家探索物理概念和規(guī)律的研究過程，以及在研究過程中所采用的科學思維方法和鍥而不舍的科學精神，是教師培養(yǎng)學生物理核心素養(yǎng)，尤其是培養(yǎng)學生物理觀念和科學態(tài)度與責任的重要素材.因此，教師在教學過程中要充分利用教材的支架作用，以促使物理核心素養(yǎng)在實際教學中真正落地.