倪曉冉 朱廣天

(華東師范大學教師教育學院，上海 200062)

1 背景

2014年9月4日，國務院頒布《關于深化考試招生制度改革的實施意見》[1]，實施意見提出在上海、浙江兩省市先行進行高考改革綜合試點，以此為其他省市的高考改革提供依據。隨后，上海市于同年9月18日公布了《上海市深化高等學校招生綜合改革實施方案》[2]，該方案提出：自2014年秋季新入學的高中一年級學生開始實施“3+3”新高考模式，即考生總成績由統(tǒng)一高考的語文、數學、外語3個科目成績和高中學業(yè)水平等級性考試3個科目成績組成。計入總成績的高中學業(yè)水平考試等級性科目，由考生根據報考高校要求和自身特長，在思想政治、歷史、地理、物理、化學、生物等科目中自主選擇3門。

其中，語文、數學、外語每門滿分150分，3門學業(yè)水平等級性考試科目每門滿分70分。高中學業(yè)水平等級性考試成績在計入高考總分時，不再使用實際的卷面分數，而是將考生卷面實際分數按比例進行分級排序，然后再轉換為百分制分數計入高考總分，滿分70分，最低40分。相鄰兩級之間的分差均為3分,共分為11級。之所以采用選考科目等級賦分制，是由于不同科目考試內容和難度不同，使得不同科目的卷面得分缺乏可比性[3]。如果仍將卷面實際得分記為高考成績，將會產生嚴重的不公平現象，這與改革的初衷完全背離；而按事先規(guī)定的比例和分值進行等級賦分是相對可行且公平的辦法。

采用學生自主選擇考試科目的初衷是希望能夠增加學生的選擇權，讓學生能夠根據自身特長和日后想從事的職業(yè)需要來選擇適合于自身的科目。然而，該方案在具體實施的過程中卻出現了一些新的問題，尤其在等級賦分模式下出現的學科失衡問題，引起了各界人士的廣泛關注和討論。而這一失衡問題在物理學科中表現得尤為明顯。

2 物理學科失衡問題

2.1 選考人數下降 學科地位降低

作為一門基礎學科，物理對提高學生的邏輯思維能力、實驗觀察能力、計算能力有很大的益處。然而相比于其他學科，許多物理原理都是抽象的，學生很難在現實生活中找到對照，這就意味著學習物理需要極強的邏輯推理能力。很多學生即使花費了很多的時間和精力，也很難把物理學好。長此以往，大部分學生都對物理學習產生了極大的畏懼心理[3]，這就為學生不選物理作為等級考科目埋下了伏筆。

而采用等級賦分制則進一步激化了這一問題。等級賦分意味著卷面分數高低不再重要，真正影響學生最終成績的是考生的排名情況。這就迫使學生在選擇考試科目時，要考慮自身水平在群體中所處的位置。因為物理學科對各項能力要求較高，所以物理學得好的學生往往也是那些成績最為優(yōu)秀的學生。而一些成績中等的學生，考慮到自己在與優(yōu)秀學生的競爭中可能排名落后，致使自己的分數較低，不能進入理想的大學。紛紛放棄物理，而選擇其他競爭壓力相對較小的學科。成績中等的學生走了，那些成績優(yōu)良的學生又開始擔心自己成為隊伍尾端的學生，也紛紛轉投其他學科。這就是“六選三”或“七選三”模式的“驅趕效應”，即優(yōu)秀學生扎堆物理學科，將大量的普通學生從物理學科驅趕出去，并引起恐慌心理，造成連鎖反應，使選考物理的學生越來越少[3]。同時，高校招生政策的過于保守也起到了推波助瀾的作用。盡管高校的很多專業(yè)都需要具有物理背景的學生，但在實際的招生過程中，大多數高校僅要求學生滿足其所列出3門選考科目中的一門就可以報考相關專業(yè)，這就意味著學生選考物理與否對其專業(yè)的選擇沒有任何影響，高校這一層面的篩選功能就完全不存在了。據統(tǒng)計，2017年,在參加高考的5萬多名上?？忌校瑑H有19218人選考物理，在6門選考學科中排名第五。同樣采用等級賦分制的浙江遇到的問題則更加嚴峻，2017年，浙江全省有29.13萬考生，但是選考物理的只有8萬人。物理“遇冷”已成為不爭的事實。這一現象導致的直接后果就是：物理學科地位的降低。在施行“3+1”政策的時代，物理是上海理科考生的首選，且其與語文數學外語同為150分。所以各中學教師也會將大量的時間與精力投入到物理教學中。而在新高考政策下，各學校選考物理的人數都有一定的下降，一些生源質量不高的學校甚至出現基本無人選擇物理的現象。許多學校中的物理課時被其他選考科目所侵占，物理學科不再受到教師和學生的重視。許多專家學者對此現象表示深深的擔憂，他們指出物理選考人數的持續(xù)下降會造成科學領域人才的大量流失。

2.2 知識體系不完整

根據《2014上海市高考改革方案》[4]要求：合格性考試內容以普通高中課程標準中的基礎型課程要求為依據，等級性考試內容以普通高中課程標準中的基礎型和拓展型課程要求為依據。為了適應合格考和等級考不同的難度要求，很多重要概念都不需要物理合格考考生掌握。如:牛頓力學中的勻變速直線運動、平拋運動、摩擦力和動量；電磁學中的楞次定律、導體切割磁感線時產生的感應電動勢及法拉第電磁感應定律等。中國科學院院士、清華大學物理系教授朱邦芬指出：“大多數合格的高中畢業(yè)生物理知識嚴重碎片化，沒有形成初步的科學思維能力和科學精神。長此以往，我國國民的科學素質必定大幅度下降，甚至可能產生大量受過高等教育的現代“科盲”，對我國長遠發(fā)展造成損害[5]?！?/p>

3 相關學生大學理科學習情況調查

2017年9月，首屆經歷了新高考改革的上海學生正式進入大學學習。我們希望通過分析首屆新高考學生進入大學后的物理課程的學習情況，來探究新的選考制度對于學生后續(xù)學習所產生的影響。為了直接了解他們的學習情況，我們采取了紙筆測驗結合訪談的形式選取了華東師范大學“大學物理C”課程的一個班級的學生進行調查，調查對象共93人，其中有16名上海學生，其余學生廣泛分布于全國各省市。所有學生均為化學系學生。16名上海學生中，有6人高考選考了物理，這一比例與上?？忌w選擇物理的比例接近。為了反映上?？忌w的物理學習情況，本文中的數據沒有對上海學生是否選考了物理加以區(qū)分。

我們將對幾種不同類型的紙筆測驗的數據進行分析，包括FCI(Force Concept Inventory—力學概念測試量表)前后測、BEMA(Brief Electricity and Magnetism Assessment——電磁學概念測試量表)前測，以及學生第一學期的大學物理、大學化學和高等數學考試成績。其中，FCI和BEMA的前測均是在學生沒有進行相應章節(jié)的大學物理學習前進行的，這樣我們可以更好地了解學生進入大學時的物理基礎知識掌握的情況。以上幾種測試中，上海學生與其他地區(qū)學生的平均得分率如圖1所示。

3.1 物理基礎相對薄弱

我們發(fā)現，在BEMA和FCI兩項前測中，上海學生的平均得分率僅為55.2%和75.6%。而其他地區(qū)學生得分率為69.5%和87.6%。也就是說，在開始學習大學物理課程之前，上海學生對于力學和電磁學相關的物理基礎知識掌握情況要低于其他地區(qū)學生的平均水平。為了進一步分析兩類學生得分之間的差距是否顯著，我們計算了各項測試分數的p值和效應量，具體結果如表1所示。p值一般用于判斷所檢驗的效應是否具有統(tǒng)計意義上的顯著性差異。而效應量在均值檢驗中表示總體中兩組樣本分布的非重疊程度，效應量越大，重疊程度越小，兩統(tǒng)計量分布的分離程度也就越高[6]。通過計算效應量的大小，我們可以在p值的基礎上進一步了解各樣本統(tǒng)計量間的差異大小。

圖1 上海學生與其他地區(qū)學生的測試平均得分率

關于均值差異顯著性檢驗的效應量(d)的計算公式[7]，根據其適用條件的不同而略有不同，我們選取

式中，M1為非上海地區(qū)學生得分平均值；M2為上海地區(qū)學生得分平均值；S為非上海地區(qū)學生得分標準差。

在BEMA 和FCI兩項前測中，p值分別為0.002和0.027，均小于0.05，說明上海學生和其他地區(qū)學生在這兩項前測中的平均得分有顯著性差異。而根據Cohen早期的定義[8]，效應量d為0.2是較小的效應量；d為0.5是中等的效應量；d為0.8是較大的效應量。在BEMA前測中，效應量d等于0.94，這說明上海學生在與電磁學相關的概念前測中的得分與其他地區(qū)學生的得分差異非常大。而在FCI前測中,效應量d等于0.65，這說明上海地區(qū)學生在有關力學概念的前測中的得分與其他地區(qū)學生得分相比也有中等偏上程度的差異。

表1 各項測試的p值與效應量

綜合平均得分率、p值和效應量d的統(tǒng)計結果，可以得出：在剛入學階段，上海學生的物理基礎確實與其他地區(qū)的學生有較大的差距。

經過一學期的學習，我們對所有學生進行了FCI后測。在FCI后測中，上海學生的平均得分率為91.5%，雖然與前測相比有很大的提高，但是仍低于其他地區(qū)學生94.2%的平均得分率。FCI后測中p值為0.344，效應量d等于0.27，這說明上海學生與其他地區(qū)學生在FCI后測中仍存在一定的差異(受到樣本量大小的影響，有時即使反映差異顯著性的p值大于0.05，但兩組樣本仍可以存在中等程度的差異[9])。有一種聲音認為，北京、上海等大城市的學生，由于高考競爭壓力小，所以成績低于其他地區(qū)的學生。為了檢驗上海地區(qū)學生成績是否普遍低于其他地區(qū)學生，我們也收集了學生在“大學物理”“高等數學”和“無機化學”這三門大一基礎課程中的期中考試成績加以分析對比。在期中測試中，上海學生的物理平均得分率為72.0%，仍然低于其他地區(qū)的學生的平均得分率75.7%。但是，在高等數學和無機化學的期中測試中，上海學生的兩門課的平均得分率分別為86.9%和76.9%，其他地區(qū)學生的平均得分率為81.7%和73.7%，上海學生的數學和化學平均得分率均高于其他地區(qū)學生的平均得分率。進一步分析可得，在高等數學期中測試中，效應量d為0.40，說明上海學生與其他地區(qū)學生在高等數學考試中存在著中等程度的差異，上海學生的平均表現要好于其他地區(qū)的學生。同樣的，在無機化學期中測試中，效應量d為0.26，說明了上海學生在化學考試中的平均成績也要略好于其他地區(qū)的學生。

大學物理與高等數學和無機化學期中成績的對比說明，上海學生的物理基礎知識掌握情況較差，并不是人們通常認為的高考競爭壓力較小所造成的。如果是競爭壓力小而導致了他們的劣勢的話，這種劣勢應該普遍存在于所有科目中。然而他們的高等數學，化學水平實際上是要略高于其他地區(qū)的學生的。不選擇物理作為高考(等級考)科目的上海學生只需要掌握部分物理概念，知識體系不夠完整，物理基礎比其他地區(qū)學生要薄弱一些。這不僅造成了他們大學物理課程的學習困難，也可能會影響他們在后續(xù)課程中的表現。

3.2 知識體系不完整——以電磁學為例

在平均得分率和效應量的分析中，我們都發(fā)現在電磁學相關概念的測試中，上海學生的得分與其他地區(qū)學生的得分差異最大。因此，我們將電磁學概念前測(BEMA)的結果進行了進一步分析。BEMA測試卷中的題目按其所考察的知識點類型可以分為4類：靜電場、直流電路、靜磁場、法拉第電磁感應定律[10]，上海學生在每一類題目中的得分率如圖2所示。

圖2 上海學生電磁學分類試題得分率

從統(tǒng)計結果中，我們不難看出，在電磁學這一模塊中，上海學生存在知識掌握程度不均的現象。學生在考查法拉第電磁感應定律題目上的得分率僅為24.1%，明顯低于其他3種類型題目的得分率，而在與靜電場有關的題目上的得分率高達67.1%。分析這一現象產生的原因時我們發(fā)現，部分上海學生基本沒有學習過與法拉第定律有關的知識。根據《2014 上海高考改革方案》[4]，參加合格考的學生僅需掌握物理課程標準中基礎型課程的知識，只有參加等級考的學生才需要學習拓展型課程的知識，而在2015年發(fā)布的《上海市中學物理課程標準(試行稿)》調整意見[10]中刪除了包括法拉第電磁感應定律及應用在內的拓展型課程Ⅱ中的所有知識點(見表2)。即使是參加物理等級考的上海學生，他們也無需掌握法拉第電磁感應定律。

表2 《上海市普通高中物理課程標準》節(jié)選

續(xù)表

3.3 學生對選考物理的反思

事實上，上海的學生在學習了大學物理課程之后，也意識到了高中物理知識的缺失對于大學學習的影響。因此，我們在大學物理課程進行過程中，采訪了部分上海學生，提出的問題是：“如果再給你一次重新選擇的機會，你會在高中選考物理嗎”。而學生的回答卻顯示，即使已經知道物理在理工科學習中的重要性，學生仍可能基于現實因素的考慮而棄選物理。例如，一位選擇“化學歷史地理”組合的學生是這樣回答的。

“如果我知道我選化學還得學物理，我高中肯定加物理啊，但是有可能我加了物理不一定能上華師大，或者可能未必能自由選擇專業(yè)。我高考歷史是70分滿分的，但物理我感覺滿分不太可能，最多67分。但是即便不選物理，肯定至少會認真聽物理課，而不是在物理課上做數學做化學……”

這位同學的回答反映出3個方面問題：第一，學生在高中階段的選科具有一定的盲目性，學生并不了解自己所感興趣的專業(yè)發(fā)展方向需要哪些必備的基礎知識。一位想要報考化學系的高中生，很可能根本不知道從事化學研究是要有許多物理基礎知識的(“如果我知道我選化學還得學物理，我高中肯定加物理啊”)；第二，學生在選擇選考科目時實際上還是以能否在高考中取得高分為依據，選學科目與未來專業(yè)的匹配性在分數面前只能是退而求其次，即使知道化學系要求物理，也未必會選(“有可能我加了物理不一定能上華師大”)；第三，高中學生對于不選為高考科目的學科，重視程度是非常低的(“在物理課上做數學做化學”)。

但另一方面，也有一部分學生認為，自己會在高中時選考物理，因為這帶給了自己更大的專業(yè)選擇余地。例如一位選擇了“物理化學地理”組合的上海學生在訪談中表示：

“還是會選。當初考慮加物理就是沖著學校物理是強項，有好老師好資源。其次理化這個搭配讓我專業(yè)選擇很自由，基本都可以按喜好來了(我考前沒有明確目標，文理通吃，還有幾個因為經濟條件最后錯過了的很喜歡的專業(yè))。我最后去了化學系，現在還覺得選了物理學起來都有點吃力，何況不選?！?/p>

從這位學生的回答中，我們看到，高中生對于專業(yè)選擇不一定具有明確的方向。這時，物理在各個專業(yè)中的基礎作用可以得到顯現。如果有更多的高校在招生時強調物理的重要性，可以引導高中學生更加重視物理的學習。

4 結語

上海新高考改革的選考制度客觀上造成了物理選考人數的下降和物理學科地位的降低,本屆上海學生的物理基礎相對薄弱且沒有形成完善的物理知識體系，對其進入大學后的學習造成了困難。本研究重點關注的對象為首屆上海新高考考生，參與調查的學生樣本量受到專業(yè)與課程容量的限制，但本研究的結果已經能夠在一定程度上反映出選修選考制度對上海學生大學物理學習產生的影響。而這一問題也引起了教育部門和各大高校的重視。在上海和浙江最新公布的高考方案中，都對于物理科目實行了最低選考人數保障制度，而且越來越多的高校也在上海和浙江的招生中強調必須選考物理。我們期望這些舉措可以幫助高中和大學的物理教學更好地開展。同時我們也將持續(xù)關注和研究新高考模式下的學生在大學物理和其他相關課程學習中的表現。