張宏輝 王直超

《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中指出，“核心素養(yǎng)指向的測評應(yīng)以學(xué)科核心素養(yǎng)為主線，選擇真實情境、以學(xué)科內(nèi)容為載體，依托具體任務(wù)或問題進(jìn)行。”從2020年1月起，浙江省施行選考、學(xué)考兩考分離。技術(shù)選考通用技術(shù)試題變化開始聚焦電子控制技術(shù)部分。本研究基于學(xué)科核心素養(yǎng)理念，對2018年11月至2020年1月3套浙江省技術(shù)選考試題（以下簡稱“試題”）進(jìn)行橫向比較，通過建立試題的綜合難度模型，探究試題命制的內(nèi)在聯(lián)系、命題規(guī)律與變化趨勢，以期有助于改進(jìn)課堂教學(xué)設(shè)計，促進(jìn)試題命制更加科學(xué)合理。

一、通用技術(shù)電控試題綜合難度模型構(gòu)建

綜合難度系數(shù)模型最初應(yīng)用于教材習(xí)題的難度比較，鮑建生教授在中英初中數(shù)學(xué)課程比較研究過程中，構(gòu)建了包含探究、背景、運(yùn)算、推理和知識含量等五因素、多水平的綜合難度模型。綜合難度系數(shù)模型的公式為：

公式（1）中，di（i=1，2，3，4，5，）分別為“探究水平”“背景水平”“知識含量”“推理水平”“數(shù)學(xué)認(rèn)知”5個難度因素上的取值；dij為第i個難度因素的第j個水平的權(quán)重；nij則表示這組題目中屬于第i個難度因素的第j個水平的題目的個數(shù)；n是題目的總數(shù)。

根據(jù)命題特點，結(jié)合本學(xué)科的五大核心素養(yǎng)，初步確定綜合難度系數(shù)模型為：背景因素、認(rèn)知水平、思維推理、邏輯運(yùn)算、知識綜合等5個因素。由此可以得到控制試題綜合難度系數(shù)的坐標(biāo)圖模型，如圖1所示。

根據(jù)通用技術(shù)學(xué)科的特點，對每個難度因素進(jìn)行了水平劃分，確定各難度因素的賦值標(biāo)準(zhǔn)（見表 1）。

圖1 通用技術(shù)電控試題綜合難度系數(shù)模型

表1 試題綜合難度系數(shù)模型的水平劃分

二、試題樣本選取及綜合難度案例分析

選取2020年1月浙江技術(shù)選考卷中通用技術(shù)部分的第11-12題作為案例，根據(jù)衡量試題難度的5個維度的3個水平層次對每一小題進(jìn)行分析，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行賦值。

小明為雞蛋孵化室（正常工作溫度為37℃—39℃）設(shè)計了如圖所示的溫度監(jiān)測指示電路。其中Rt為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻；A1、A2為電壓比較器，當(dāng)V+＞V-時輸出高電平，當(dāng)V+＜V-時輸出低電平。請根據(jù)電路圖及描述，完成11-12題。

11．雞蛋孵化室溫度介于37℃和39℃之間時，V5發(fā)光，V4和V6不發(fā)光，題圖虛線框位置應(yīng)選用的邏輯門是（）

A．與非門 B．或非門

C．與門 D．或門

12．下列關(guān)于該溫度監(jiān)測指示電路的分析中，恰當(dāng)?shù)氖牵ǎ?/p>

A．Rp2滑動觸點適當(dāng)下移，指示的溫度設(shè)定范圍增大。

B．Rp1滑動觸點適當(dāng)上移，Rt阻值的變化對A1的V+影響增大。

C．孵化室溫度從40℃下降到38℃過程中，由V6發(fā)光轉(zhuǎn)換為V5發(fā)光。

D．孵化室溫度從39℃下降到37℃過程中，V5的亮度逐漸變化。

（1）從背景因素分析，本題組以文字加電路圖的形式呈現(xiàn)，文字題干比較簡單包含了一定的技術(shù)信息，屬于特定的技術(shù)情境與復(fù)雜的電路圖信息提煉判讀，11-12題在背景因素維度均賦值為“3”。

（2）從認(rèn)知水平來分析，兩題均較為復(fù)雜。學(xué)生需綜合應(yīng)用學(xué)科知識進(jìn)行研判，并適當(dāng)?shù)亓_列真值表進(jìn)行解題。兩題都創(chuàng)設(shè)了真實問題情境，考查的是解讀電路圖，運(yùn)用所學(xué)的技術(shù)知識、思想方法遷移到現(xiàn)實生活情景中，解決實際問題的能力，因此屬于認(rèn)知水平中的 “應(yīng)用”，11-12題均賦值為“3”。

（3）從思維推理角度分析，11題考查的是門電路的選擇，了解NPN三極管導(dǎo)通的條件與比較器的功能，學(xué)生只需根據(jù) “V5發(fā)光，V4和V6不發(fā)光”，由邏輯關(guān)系：全0出1，即可推出為或非門。因此屬于“逆向思維”，賦值為2；12題考查的是電路調(diào)試，當(dāng)Rp1、Rp2等作為信號輸入的電阻調(diào)整后，不僅要對電阻分壓、比較器轉(zhuǎn)換、三極管導(dǎo)通等熟練掌握，D選項還需要理解模擬電路與數(shù)字電路信號的區(qū)別，C選項學(xué)生可采用極限法判定電路的狀態(tài)。而對于A項的辨析，更要全面理解溫度監(jiān)測電路的上限、下限設(shè)定及調(diào)整方法，因此屬于“創(chuàng)新思維”，賦值為 3。

（4）從邏輯運(yùn)算角度分析，11題因為包含了三極管的導(dǎo)通推斷，因此可以劃定為 “中等邏輯運(yùn)算”，賦值為2；而12題4個選項包含了整個電路各元器件的聯(lián)動邏輯運(yùn)算，可以劃定為“復(fù)雜邏輯運(yùn)算”，賦值為3。

（5）從知識綜合上分析，11-12題包含了三極管、比較器、電阻分壓、門電路、區(qū)間控制等多個知識點的考查，屬于“需要運(yùn)用三個及以上通用技術(shù)綜合知識”層次，賦值為3。

至此完成了該題組在五個維度上的賦值。

三、試題綜合難度案例分析

基于以上分析框架與案例分析步驟，本研究以2018年11月-2020年1月的3次浙江省技術(shù)選考通用技術(shù)電子控制試題為樣本，利用綜合難度系數(shù)模型進(jìn)行了整體分析。表2是根據(jù)綜合難度系數(shù)模型公式計算出的浙江省這三次試題的統(tǒng)計表。

表2 2018年11月-2020年1月試題統(tǒng)計

（一）背景因素

統(tǒng)計顯示，2018年11月至2020年1月三次選考電子控制試題中，屬于 “無背景”的試題分別占33%、33%和0%；屬于 “公共常識”的試題分別占17%、17%和0%；屬于 “技術(shù)情境”的試題分別占50%、50%和 100%（見圖 2）。

圖2 3套試題在背景因素方面的比較

從以上數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，3次考試“技術(shù)情境”的比例都達(dá)到了50%，2020年1月已經(jīng)達(dá)到了100%。技術(shù)試題命題強(qiáng)調(diào)真實情境，關(guān)注基于真實情境的技術(shù)問題解決能力。

這下小家伙急了，他到處找橡皮。一會兒翻書包，一會兒鉆到桌子底下。常愛蘭看到周小羽這副模樣，倒是產(chǎn)生了一點好奇心，于是一邊拿起畫紙，一邊漫不經(jīng)心的問，哪里要擦掉??？周小羽還是不說話，只是找橡皮。

在此基礎(chǔ)上，也要注意“技術(shù)情境”的復(fù)雜化。例如2020年1月選考卷的第17題，題干就多達(dá)215個字符（不含標(biāo)點），其中不乏無效的過渡性語句，電路圖的繪制、信號的傳遞也呈現(xiàn)出復(fù)雜性，題目考查的是湖水閘門的自動控制過程，其中涉及了水位差檢測、渾濁度檢測、組合邏輯判斷與觸發(fā)器等，學(xué)生需要結(jié)合題干文字與電路圖的信號傳遞，進(jìn)行判讀與分析。因此如何在繁雜的信息中，對電路中信號傳輸?shù)倪^程進(jìn)行簡化梳理、正確判讀，成為學(xué)生解題的關(guān)鍵。

（二）認(rèn)知水平

統(tǒng)計顯示，三次選考電子控制試題中，屬于“了解”水平的試題分別占 0%、0%和 14%；屬于“理解”水平的試題分別占33%、33%和 14%；屬于 “應(yīng)用”水平的試題分別占67%、67%和72%（見圖 3）。

圖3 3套試題在認(rèn)知水平方面的比較

值得關(guān)注的是，在3個認(rèn)知水平上，2018年11月與2019年4月的電子控制試題完全一致，且均不包含“了解”水平的試題。而2020年1月在題量增加的基礎(chǔ)上，3個認(rèn)知水平的試題均有體現(xiàn)。例如選擇題第10題，考查的是電路符號對應(yīng)的電子元器件的引腳個數(shù)，這就需要學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)過程中有真實的實踐體驗。通用技術(shù)是立足于技術(shù)實踐的課程，沒有真實的技術(shù)體驗，就無法形成技術(shù)意識、工程思維與物化能力等方面的學(xué)科核心素養(yǎng)。電子控制選考試題將呈現(xiàn)更合理的階梯化命制，不僅要體現(xiàn)對學(xué)生的認(rèn)知水平、知識點深度的較高要求，也要有基于實踐的基礎(chǔ)性試題。

研究發(fā)現(xiàn)，3套試題對“理解”與“應(yīng)用”的考查都占據(jù)了絕對多數(shù)，這充分體現(xiàn)了選考選拔性考試的“能力立意”考查目標(biāo)。

（三）思維推理

統(tǒng)計顯示，三套試題中屬于“順向思維”的試題分別占17%、0%和14%；屬于“逆向思維”水平的試題分別占33%、50%和29%；屬于“創(chuàng)新思維”水平的試題分別占50%、50%和57%（見圖4）。

試題的思維推理方式對學(xué)生能否正確解題至關(guān)重要，電子控制系統(tǒng)在設(shè)計時往往包含信號輸入、信號處理、信號輸出3個模塊，而電子控制試題的命制自然也在這三個模塊中著手。2019年4月的第17題、2020年1月的第11題和第17題都出現(xiàn)中間信號處理部分缺失、由考生自行創(chuàng)新設(shè)計的情境，這往往也是失分的重災(zāi)區(qū)。學(xué)生習(xí)慣了信號由前向后傳遞的“順向思維”，如何由輸出信號的特點反饋推導(dǎo)出電子信號相應(yīng)的處理方式，打通電子系統(tǒng)中承上啟下的關(guān)鍵一環(huán)，這不僅需要對學(xué)科知識的機(jī)械性掌握，更需要的是學(xué)生在長期深度學(xué)習(xí)下，形成將所學(xué)的知識遷移運(yùn)用到現(xiàn)實案例的能力，以創(chuàng)新思維進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，來解決真實情境中的技術(shù)現(xiàn)象與技術(shù)問題。如果學(xué)生審題不清，或缺乏思維推理能力與技巧，就可能無從入手或切題不準(zhǔn)，造成丟分。

圖4 3套試題在思維推理方面的比較

（四）邏輯（數(shù)值）運(yùn)算

圖5 3套試題在邏輯運(yùn)算方面的比較

邏輯運(yùn)算是數(shù)字電路的基本功能，也是電路創(chuàng)新設(shè)計能力的基本要求。 在電路的選擇、基本觸發(fā)器的應(yīng)用這些常規(guī)題目之上，2018年11月的第17題和2020年1月的第17題，都出現(xiàn)了較為復(fù)雜的邏輯運(yùn)算。其中，2018年的第17題主要是命題者對預(yù)置信號輸入邏輯電路的巧妙設(shè)計，形成了不可能出現(xiàn)的邏輯結(jié)論。而2020年1月的第17題則是考查考生的復(fù)雜邏輯電路的設(shè)計能力，主要的難點是信號的輸入由2個上升為3個，4個供選用的或非門組成的組合邏輯電路后面又緊接著1個基本觸發(fā)器。這樣多個邏輯前提的、連續(xù)運(yùn)算的復(fù)雜邏輯，會明顯增加試題的難度，考生可能因為某一細(xì)節(jié)的判斷失誤而影響總體的答題情況。

從試題邏輯層次的分布情況看，2019年4月試題中等邏輯題量較為突出，而其余兩次試題在3個層次上分布更為均衡，但也更突出了復(fù)雜邏輯的考查。因此，“邏輯運(yùn)算”與“知識水平”相似，力求讓選考作為選拔性的考試，篩選出的考生盡可能地體現(xiàn)出合理的梯度。

（五）知識綜合

統(tǒng)計顯示，三次選考電子控制試題中，屬于“1個知識點”的試題分別占17%、17%和0%；屬于“2個知識點”的試題分別占33%、33%和0%；屬于“3個及以上知識點”的試題分別占50%、50%和100%（見圖6）。

圖6 3套試題在知識綜合方面的比較

選考試題綜合性較強(qiáng)，因此在對知識點賦值時，主要是按照考查的深度來確定每題的知識點，如果只是在題目中簡單地出現(xiàn)或包含，則不能計入知識點的數(shù)量。如2018年11月和2019年4月的第11題都出現(xiàn)了3種元器件，但其實主要只考查三極管的電路特性，因此只能計為1個知識點。根據(jù)以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年1月在題量、分值增加的基礎(chǔ)上，考題知識點的綜合性同步提升到前所未有的高度，所有題目都已經(jīng)綜合了3個及以上知識點，不能自主構(gòu)建起通用技術(shù)知識體系、綜合運(yùn)用多個知識點解題的考生，已經(jīng)越來越無法應(yīng)對題量、閱讀量、綜合性全方位提升的通用技術(shù)試題。

（六）綜合難度

為了進(jìn)一步分析電子控制試題的綜合難度水平，研究組對各個難度因素的不同水平上的題量進(jìn)行加權(quán)平均（見表2），繪制了2018年11月至2020年1月3套試題的綜合難度模型（見圖7）。

從整體態(tài)勢上看，近3次試題在“認(rèn)知水平”“思維推理”“邏輯運(yùn)算”上大體相當(dāng)，而2020年1月試題在“背景因素”與“知識綜合”上尤為突出。

就背景因素而言，學(xué)生能否讀懂且快速獲取文字、電路圖的技術(shù)信息是正確解題的關(guān)鍵。就知識綜合而言，通用實踐與自主構(gòu)建，全面、系統(tǒng)地掌握電子控制知識，將極大地有助于解決試題中真實情境下的復(fù)雜問題，而機(jī)械性地記背所謂的易考點等應(yīng)試作法，必將為新選考所拋棄。

四、試題綜合難度分析的教學(xué)啟示

（一）創(chuàng)設(shè)技術(shù)情境，強(qiáng)化技術(shù)實踐

教學(xué)貴在真實，技術(shù)意在實用。在新課教學(xué)的時候，教師往往能夠以真實情境創(chuàng)設(shè)課堂，但是在復(fù)習(xí)課中，機(jī)械性的解題訓(xùn)練占據(jù)了教學(xué)的大多數(shù)時間。師生在枯燥的課堂中失去了教學(xué)情趣，課堂缺失生命力。從2020年1月開始，浙江省調(diào)整兩次選考時間為1月與6月，教師要依據(jù)正常的教學(xué)進(jìn)度及安排，在保證新課教學(xué)與復(fù)習(xí)課時充足的前提下，堅持在課堂營造真實的技術(shù)情境，通過項目式學(xué)習(xí)引領(lǐng)，強(qiáng)化技術(shù)實踐，讓學(xué)生在解決技術(shù)問題的過程中，提升學(xué)科核心素養(yǎng)。例如在555時基芯片的教學(xué)過程中，教師引入日常家用熱水壺?zé)@個情景，設(shè)立 “定時燒水”“定時報警”等情境任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生對已設(shè)計成型的電路進(jìn)行分析，對設(shè)定的情境任務(wù)進(jìn)行電路控制系統(tǒng)設(shè)計的項目式學(xué)習(xí)。

物化能力作為通用技術(shù)學(xué)科培養(yǎng)的核心素養(yǎng)之一，更加注重對技術(shù)實踐的要求。例如2020年1月的第10題，需要學(xué)生判斷對應(yīng)元器件符號的引腳個數(shù)，其對認(rèn)知水平的要求在“了解”層次。學(xué)生只有經(jīng)歷過電子控制技術(shù)實踐，才能提升自身的物化能力。因此，在日常的教學(xué)過程中，教師要強(qiáng)化技術(shù)實踐，通過設(shè)計與加工“小鋁錘”“三棒孔明鎖”等金工木工項目、“光控路燈控制”“搶答器”等電子項目，促進(jìn)學(xué)生物化能力的提升。

（二）圍繞核心素養(yǎng)，科學(xué)教學(xué)評價

通用技術(shù)是立足于技術(shù)實踐的課程，沒有真實的技術(shù)體驗，無法形成技術(shù)意識、工程思維與物化能力等方面的學(xué)科核心素養(yǎng)。同時，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也是教師評價自身教學(xué)的最佳尺度。教學(xué)評價方式直接決定了師生教學(xué)活動的方向與開展方式。通用技術(shù)電控教學(xué)評價，如果過分地強(qiáng)調(diào)成果性評價，而忽略了過程性評價，將不利于激發(fā)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中富有創(chuàng)造性的行為。例如教師在復(fù)習(xí)課中，過分強(qiáng)調(diào)草圖訓(xùn)練的有效性，讓學(xué)生機(jī)械性地仿畫、默畫已有的成熟方案，并讓學(xué)生在考試過程中直接套用，這種做法同樣忽視了“創(chuàng)新設(shè)計”這一核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。例如2020年1月第15題的設(shè)計題是基于電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，結(jié)合齒輪傳動與連桿傳動等形式，實現(xiàn)窗戶的關(guān)閉與開啟的設(shè)計項目，它以創(chuàng)新的題型與設(shè)計要求，否定了前述的教學(xué)方式。單一的成熟設(shè)計，較難開展有效的課堂討論，反觀學(xué)生多元化的不成熟的設(shè)計，反而能引起其他學(xué)生的共鳴，并協(xié)作改進(jìn)。這要求教師在教學(xué)過程中更加注重作品的設(shè)計和制作過程，以及對過程的及時評價，不斷激發(fā)學(xué)生對技術(shù)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。

教師在教學(xué)過程中，可以組織學(xué)生以小組為單位，對電子控制模塊進(jìn)行體驗性和項目綜合性的沉浸式學(xué)習(xí)，分背景評價、輸入評價、過程性評價、診斷性評價及發(fā)展性評價等五個步驟，進(jìn)行學(xué)習(xí)小組內(nèi)的互評、師生之間互評，形成學(xué)生個體的電子成長報告，構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的記錄與反饋平臺，這樣將有利于電控模塊教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。通用技術(shù)在諸多高考科目中仍然顯得先天不足，根基不深。教師在重視教學(xué)成果的同時，更應(yīng)著重關(guān)注教學(xué)過程中學(xué)生的認(rèn)知、情感和行為等多維度感官的良好體驗，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。只有學(xué)生真正成長了，真正喜歡通用技術(shù)學(xué)科，學(xué)科才有蓬勃發(fā)展的生命力。

（三）開展深度學(xué)習(xí)，師生教學(xué)相長

縱覽近年來的浙江省技術(shù)選考通用技術(shù)試題，試題閱讀量大，加大了對背景因素（材料、電路圖、設(shè)計場景）的深度閱讀與理解的要求。例如2020年1月第17題的電子控制綜合題，是關(guān)于東方湖水位監(jiān)測與閘門開關(guān)項目設(shè)計的。從背景因素分析，涉及到光敏電阻、發(fā)光二極管等輸入部分元器件，控制部分涉及到比較器、邏輯門、RS基本觸發(fā)器等元器件，輸出部分涉及到繼電器、電機(jī)等元器件。該題分別設(shè)計了如何調(diào)節(jié)水的清澈度、水的清澈度發(fā)光顯示、用繼電器來控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)開關(guān)閘門等項目。該題加大了對背景因素閱讀能力的考查。因此，教師要引導(dǎo)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)，使學(xué)生在掌握技術(shù)概念、原理內(nèi)含的基礎(chǔ)上，能夠應(yīng)用所學(xué)知識去分析問題、綜合問題、評價問題。學(xué)生能夠批判性地學(xué)習(xí)新的知識和技術(shù)思維方法，將它們?nèi)谌胱约涸械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，有效遷移到新的情景，才能使思維從低級向高階發(fā)展，不斷做出決策和解決新的問題。

引導(dǎo)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)的同時，教師要主動參與到學(xué)生自主構(gòu)建學(xué)科知識體系的活動中，而不是把自己的學(xué)科知識強(qiáng)塞到學(xué)生的頭腦里。只有教師與學(xué)生一起實踐，共同經(jīng)歷知識的架構(gòu)過程，通過反復(fù)的比較與分析、推理與判斷、整合與內(nèi)化，形成師生共同探究的課堂學(xué)習(xí)模式，才能進(jìn)一步促進(jìn)師生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升，實現(xiàn)師生教學(xué)相長。