【摘 要】問題情境被廣泛用于課堂教學(xué)、考試評(píng)價(jià)等教學(xué)環(huán)節(jié)。本文主要針對(duì)考試評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)的“靶向”問題情境所涉及的因素及其相關(guān)性進(jìn)行研究。在分析羅日葉“靶向”情境理論的基礎(chǔ)上，探索了影響試題“情境復(fù)雜度”的相關(guān)因素，揭示了情境維度、情境因素及復(fù)雜性之間的規(guī)律，并對(duì)情境因素之間的相關(guān)性開展量化研究。提出了基于主分量分析的方法對(duì)情境因素模型進(jìn)行化簡，采用幾個(gè)綜合因素取代原有因素，完成對(duì)高維變量的降維處理，進(jìn)一步優(yōu)化模型，為學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的考察提供了新思路。

【關(guān)鍵詞】情境復(fù)雜度；情境因素；主分量分析

【中圖分類號(hào)】G434" 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2022）012-036-04

研究背景與現(xiàn)狀

近年來，國家及上海市政府為了進(jìn)一步落實(shí)立德樹人的培養(yǎng)目標(biāo)，出臺(tái)了一系列有關(guān)考試評(píng)價(jià)的文件，并提出了加強(qiáng)試題相關(guān)情境設(shè)計(jì)的新要求。教育部新頒布的高中各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)都提到了基于真實(shí)情境的問題解決是測(cè)試核心素養(yǎng)水平的重要方式，強(qiáng)調(diào)要從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，通過創(chuàng)設(shè)新的問題情境，在理解、探究、運(yùn)用等不同方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面考核。

由此，問題情境成為了新課標(biāo)背景下大家關(guān)注的熱點(diǎn)。通過問題情境營造一種接近現(xiàn)實(shí)的真實(shí)問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生獲取、整合信息的能力，能使學(xué)生體會(huì)到有意義的學(xué)習(xí)，感受到學(xué)以致用的獲得感[1]。

針對(duì)該問題，國內(nèi)外的研究已經(jīng)取得了不少成果。從20世紀(jì)90年代以來，比利時(shí)著名教育學(xué)家羅日葉和他的團(tuán)隊(duì)提出情境化命題思想，在許多國家的測(cè)評(píng)實(shí)踐中取得了較好的效果。張均兵認(rèn)為羅日葉的情境化命題思想對(duì)我國考試項(xiàng)目在編制情境化試題時(shí)起到了啟發(fā)和借鑒作用[2]。羅日葉的“靶向”問題情境理論，為相關(guān)研究提供了理論參考模型。王俊民采用內(nèi)容分析法和比較研究法從辨別參數(shù)、內(nèi)容參數(shù)和裝扮參數(shù)三個(gè)維度分別對(duì)國內(nèi)外大規(guī)模評(píng)估項(xiàng)目的試題情境進(jìn)行了量化分析與比較[3]。

也有一些研究者通過剖析情境真實(shí)性的內(nèi)涵，探索以“情境系數(shù)”框架量化評(píng)價(jià)試題情境質(zhì)量的方法，或基于情境類型的辨別參數(shù)、內(nèi)容參數(shù)、裝扮參數(shù)重構(gòu)二級(jí)維度，研究試題情境評(píng)價(jià)框架的構(gòu)建并進(jìn)行量化分析，為試題情境的評(píng)價(jià)提供了新的思路。

然而，目前的研究往往局限于對(duì)問題情境的組成部分、情境的復(fù)雜性因素比較、試題情境質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法等方面，但對(duì)影響試題情境相關(guān)因素的研究較少。本文以上海市普通高中信息技術(shù)學(xué)業(yè)水平模擬考試試題為研究對(duì)象，基于羅日葉的“靶向”問題情境理論對(duì)情境復(fù)雜度因素的相關(guān)性進(jìn)行量化分析和研究，以期使試題情境的設(shè)計(jì)更趨科學(xué)化、合理化及標(biāo)準(zhǔn)化，為我國高中階段信息技術(shù)試題的設(shè)計(jì)提供參考。

問題情境理論

“靶向”問題情境理論是比利時(shí)教育學(xué)家易克薩維耶·羅日葉（Xavier Roegiers，以下簡稱“羅日葉”）提出的學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)理論，是指在復(fù)雜情境中，要求學(xué)生對(duì)已學(xué)習(xí)過的若干知識(shí)和技能進(jìn)行聯(lián)結(jié)和合并。羅日葉的“靶向”問題情境理論不僅解釋了何謂“情境”“問題”“問題情境”，還把問題情境分為“教學(xué)論”問題情境和“靶向”問題情境?！敖虒W(xué)論”問題情境指的是教師為學(xué)生組織學(xué)習(xí)的那些情境。本研究主要是基于其中的“靶向”問題情境及其相關(guān)因素開展的量化研究，具體為以下方面。

1.影響情境復(fù)雜度的因素

情境復(fù)雜度是因人而異的。一般一個(gè)情境的復(fù)雜性水平由以下三個(gè)因素決定[4]：（1）情境的背景化。學(xué)生對(duì)情境背景的熟悉程度，是決定情境復(fù)雜性的首要因素。如果一個(gè)情境背景對(duì)學(xué)生來說既陌生又無法理解，那這個(gè)情境對(duì)他來說就是復(fù)雜情境；而如果一個(gè)情境對(duì)學(xué)生來說很熟悉，那么他對(duì)情境中問題的解決可能會(huì)覺得簡單或無意義。（2）需要調(diào)動(dòng)的資源。包括在情境中解決問題需要引入知識(shí)的多少、技能的應(yīng)用等方面的因素。（3）要求學(xué)生聯(lián)結(jié)這些知識(shí)和技能的類型。如上要求學(xué)生在理解情境背景的前題下，解決問題需要調(diào)動(dòng)的知識(shí)和技能等資源的多少，以及如何把這些信息聯(lián)結(jié)起來的能力。

值得注意的是，復(fù)雜情境并非一定是優(yōu)質(zhì)情境。同樣的，一個(gè)優(yōu)質(zhì)情境并非一定是一個(gè)復(fù)雜情境。

2.羅日葉的“靶向”問題情境理論

羅日葉和他的團(tuán)隊(duì)的研究表明，問題情境包含“情境”“問題”兩個(gè)方面，“情境”指一個(gè)主體的背景；“問題”指一個(gè)障礙或一個(gè)待完成的任務(wù)及其要聯(lián)結(jié)起來的信息[5]。而“靶向”問題情境是問題情境的一種方式，指的是對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)。其具體指在復(fù)雜情境中，要求學(xué)生對(duì)已學(xué)習(xí)過的若干知識(shí)和技能進(jìn)行聯(lián)結(jié)和合并，是可以通過辨別參數(shù)、內(nèi)容參數(shù)、裝扮參數(shù)表征“靶向”問題情境的類型[6]。

羅日葉和他的團(tuán)隊(duì)的研究還表明，復(fù)雜情境中一個(gè)好的優(yōu)質(zhì)情境應(yīng)同時(shí)具備如下特征：（1）一個(gè)真正的靶向情境；（2）一個(gè)對(duì)學(xué)習(xí)有用的情境；（3）一個(gè)激發(fā)學(xué)生動(dòng)機(jī)的情境；（4）一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的情境。[7]

3.問題情境的局限性

問題情境的設(shè)計(jì)存在的局限性主要體現(xiàn)在語言、熟悉性和注意力三個(gè)方面，其具體分別指：（1）問題表述若采用大量文字，則閱讀能力也在被測(cè)試，會(huì)影響學(xué)科能力的測(cè)試；（2）學(xué)生對(duì)問題情境的熟悉程度的影響；（3）情境中大量干擾信息的存在，會(huì)使學(xué)生有限時(shí)間內(nèi)的注意力被這些無用信息干擾。因此在問題情境設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能將這些負(fù)面因素降至最低，如可以采用插圖、圖表等直觀方式，盡量減少文字的閱讀量；盡可能地選擇與學(xué)生的經(jīng)歷相適應(yīng)的情境等。

在設(shè)計(jì)問題情境時(shí)應(yīng)盡量保留好的情境的主要特征，減少上述局限性因素，以便優(yōu)化情境的實(shí)施與測(cè)評(píng)。

基于“靶向”問題情境理論的情境因素相關(guān)性研究

上面所述理論為“情境復(fù)雜度”相關(guān)因素的量化研究提供了理論參考模型，但怎樣設(shè)計(jì)、從哪些方面設(shè)計(jì)試題情境才能實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的有效評(píng)價(jià)，這一問題的相關(guān)研究較少。為了更清楚地表達(dá)應(yīng)設(shè)計(jì)怎樣的試題情境才能實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，本文在信息技術(shù)學(xué)習(xí)領(lǐng)域進(jìn)行了一系列問題情境因素之間的相關(guān)性研究，并基于羅日葉的“靶向”問題情境理論對(duì)情境復(fù)雜度相關(guān)因素進(jìn)行了量化分析，其具體過程與內(nèi)容如下。

1.框架設(shè)計(jì)與編制

本研究從理清試題情境設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)關(guān)注的方面著手，從分析具體試題出發(fā)，在綜合分析情境維度、研究情境因素及復(fù)雜性的基礎(chǔ)上，邀請(qǐng)國內(nèi)大學(xué)教授、學(xué)科專家、評(píng)價(jià)專家等參與研究，共同提出了高中信息技術(shù)試題情境復(fù)雜度研究模型。結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者的研究結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)提出了試題情境的背景、情境任務(wù)的類型、情境涉及的學(xué)科領(lǐng)域、已知條件的性質(zhì)、情境任務(wù)涉及的知識(shí)模塊、情境涉及的數(shù)學(xué)公式或計(jì)算、情境任務(wù)的明確程度、情境材料的邏輯清晰度、情境與任務(wù)的結(jié)合程度、情境的圖形化呈現(xiàn)方式、情境指示的聚焦性等11個(gè)相關(guān)因素，并對(duì)這些構(gòu)成要素進(jìn)行了內(nèi)容指標(biāo)描述（表1）。

2.數(shù)據(jù)采集與分析

本研究采用隨機(jī)抽樣的方式，在上海全市各類別學(xué)校一線教師中抽取教師并邀請(qǐng)同比例的另一批未參與框架設(shè)計(jì)的大學(xué)教授、學(xué)科專家、評(píng)價(jià)專家等共同為上述11個(gè)因素進(jìn)行匿名獨(dú)立打分，以確?；厥諗?shù)據(jù)的代表性和有效性。運(yùn)用Matlab工具對(duì)采集結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用主成分分析法[8]對(duì)每個(gè)因素的重要性進(jìn)行打分，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

本研究在對(duì)所得到的數(shù)據(jù)去均值的基礎(chǔ)上，構(gòu)建相關(guān)系數(shù)矩陣，進(jìn)行相關(guān)性分析。具體步驟如下：設(shè)為輸入的數(shù)據(jù)清洗后的打分值，對(duì)于輸入的n維隨機(jī)向量，數(shù)學(xué)期望為：

協(xié)方差矩陣為，，cij是隨機(jī)變量xi的方差，cij是x的第 i 分量與第 j 分量的協(xié)方差。如果隨機(jī)向量x的第i分量與第j分量不相關(guān)，則cij=cji=0 。

隨機(jī)向量的數(shù)學(xué)期望和協(xié)方差矩陣可以用下述公式進(jìn)行估算：

設(shè)的特征值，且單調(diào)排列。與這些特征值對(duì)應(yīng)的特征向量是一組正交歸一化的向量。

接下來本文通過對(duì)協(xié)方差矩陣的特征值和特征向量分解來驗(yàn)證各個(gè)因素之間的相關(guān)性。

3.基于主分量分析的指標(biāo)量化

在上述分析的基礎(chǔ)上，得到第一到第四主分量的載荷矩陣（表2）。

據(jù)表2載荷矩陣進(jìn)一步得到第一到第四主分量的載荷矩陣圖（圖1）。

由圖1可知，第一主成分主要包含學(xué)科領(lǐng)域；第二主成分主要包含情境主題；第三主成分主要包含已知條件性質(zhì)；第四主成分主要包含涉及的知識(shí)模塊。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)中累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85%以上的要求，我們選擇了4個(gè)主分量，通過分析載荷矩陣發(fā)現(xiàn)，四個(gè)成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到87.64%（表3），這說明所選的評(píng)價(jià)指標(biāo)能夠包含足夠多的信息，因此取前4個(gè)主成分進(jìn)行分析是合理的，這四個(gè)主成分的可視化分布如圖2所示。

因此，我們?cè)诒Ａ糁黧w信息的情況下對(duì)模型進(jìn)行化簡，采用幾個(gè)綜合因素取代原有因素，進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有的模型，對(duì)高維變量完成降維處理，得到以下情境因素：情境主題、學(xué)科領(lǐng)域、已知條件性質(zhì)和涉及的知識(shí)模塊。

結(jié)論與展望

在國家對(duì)教育評(píng)價(jià)的新要求以及普通高中新課程改革的背景下，考試命題的設(shè)計(jì)要從原來零碎的知識(shí)點(diǎn)考核轉(zhuǎn)變到對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的考核。這種考試評(píng)價(jià)需要命題者將情境融入到試題任務(wù)中，同時(shí)試題題型要有一定的變化，學(xué)生在解答此類試題時(shí)需要遷移運(yùn)用已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還要在新材料、新情境中創(chuàng)造性地給出新問題的解決途徑和具體方案。因此可以說，情境是試題至關(guān)重要的組成部分。

試題情境涉及的相關(guān)因素龐雜且非獨(dú)立，本文從分析羅日葉“靶向”問題情境出發(fā)，提出基于情境因素的試題情境相關(guān)性研究，為了克服在情境因素選擇上的主觀選取造成的重復(fù)計(jì)算問題，我們利用主分量分析的方法進(jìn)一步去相關(guān)，使各個(gè)因素之間保持相對(duì)的獨(dú)立性，確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性。本文通過實(shí)證數(shù)據(jù)得出四個(gè)主成分，并揭示了11個(gè)因素與四個(gè)主成分之間的關(guān)系。

研究初步可以得出結(jié)論，在有限的命題時(shí)間內(nèi)，普通高中信息技術(shù)試題情境需要在情境主題、學(xué)科領(lǐng)域、已知條件性質(zhì)和涉及的知識(shí)模塊中做更多地考量，才能設(shè)計(jì)出符合課標(biāo)要求的試題。

隨著國內(nèi)外對(duì)試題情境研究的不斷深入以及學(xué)科專家和一線老師對(duì)信息技術(shù)學(xué)科的認(rèn)識(shí)加深，本文的因素框架也要做出及時(shí)地調(diào)整與變化。

發(fā)展與變化正是信息技術(shù)學(xué)科的發(fā)展特征。同時(shí)，本文也為其他學(xué)段或其他考試科目的試題情境設(shè)計(jì)提供了一種研究思路。

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作者單位： 上海市進(jìn)才中學(xué)" "上海市教育考試院" 上海師范大學(xué)