第十二章----物理教学测量与评价

第十二章物理教学测量与评价物理教学的基本问题：为什么教与学？（第一章）教什么、学什么？（第二章）怎么教、怎么学？（第三、四、五、六、七、八、九、十、十一章）教得怎么样和学得怎么样？（第十二章）教师的专业发展和提高（教学技能和教学研究）一、测量与评价的概念二、测量与评价的内容和方法三、编制测验的基本步骤四、测量数据的初步处理五、测量的质量分析与评价六、物理教师的评价七、物理观摩课的评议一、测量与评价的概念测量：依据一定的法则，对事物及其属性用数字或符号加以确定的过程。1．什么是测量？2．测量的要素3．测量的条件任何一个测量都包括三个要素：(1)事物及其属性——测量的对象或目标。(2)法则——在测量时，给事物及其属性指派数字的依据。(3)数字或符号——测量结果的数学表述数字或符号仅代表某一事物或事物的某一属性，只有当我们赋予它以意义时，在一定条件下，它才具有量的特性。(1)等值单位(2)参照点(3)准确性和可靠性（1）间接性：教学测量具有不可消除的系统误差（2）随机性：教学测量存在着不可避免的随机误差（3）相对性：教学测量的结果只能提供一种顺序关系（4）目的性：教学测量具有明确的目的指向性4．教学测量的特点5．评价（1）评价：对测量结果的价值判断（2）物理教学评价：依据物理教学目标，通过系统地收集和处理物理教学信息，对物理教学活动地过程和成就进行价值判断的过程，并为改进物理教学实践活动提供参考。二、测量和评价的内容与方法科学探究的重要的目标是体验科学过程，形成科学探究能力，增进对科学探究的理解。要理解探究和进行探究取决于学生对物理概念、原理、定律和理论的了解，探究还需要推理能力和基本实验技能。具体评价的内容包括：提出问题、进行猜想和假设、制订计划、设计实验、观察与实验、获取事实与证据、检验与评价、表达与交流等六个方面。但对于每一个具体的科学探究活动，可以有重点地选择其中几项，有针对性地制定评价标准。（一）测量与评价的内容1．对科学探究过程的评价案例1.巧妙判断导线的首尾器材：黑箱（内有三根导线，每侧各有三个接线端），开关，小灯泡附灯座2只（2.5V,3.2V各一只），干电池2节，导线若干。问题：有三根用软塑料套在一起的导线，三根导线的接线端都是同一种颜色，因此我们无法从黑箱外侧来判断哪两端属于同一根导线。假定这束导线很长，如一端在校门口，一端在实验室。请你们想一种方法将三根导线的端点区分开来，看谁的方法巧妙？案例评析这是一个应用简单电路知识的富有挑战性的问题，对解决这一问题的探究能力的评价可包括如下方面：1．解决问题的方案（1）可否形成一个正确的电路；（2）能否作出正确的判断；（3）是否符合实际的可能；（4）是否是最优的方案。答案1：如图，用导线连接1和2两端，将带箭头导线分别与5和6端连接，灯泡亮时，3端必定与右侧空端为同一导线的两端。如果灯泡都不亮，可判断出3和4端为同一导线的两端。然后再用导线把1和3端连接，用同样的方法可判断出另一导线的两端。答案2：将红、绿两只灯泡分别接在1和2端与2和3端之间，用带箭头的导线端分别与5和6端连接，如果红灯亮，则说明3和6两端属同一导线，如果两只灯光都亮（图中是与6端相接），说明灯泡是串联的关系，通过分析很快判断出2和5端属于同一根导线。比较上面两个方案，可以看出方案2较为优越，因为对方案1，实验者必须首先在左端连接电路，再到右端实验，然后再到左端改接线，再到右端实验。因为两边的距离很远，所以从经济角度评价不是好的方案。而方案2，只要在左端连接好线路，到右端来实验即可很快作出判断。2．实际的实验技能（1）能否按电路图连接成正确的电路；（2）过程中操作是否规范，如开关是否先断开；（3）是否具有良好的实验习惯，如是否检查电路，实验完毕是否整理好器材等。3．合作的能力（1）能否在讨论方案时相互启发；（2）能否在实验中相互协作；（3）能否对实验结果共同分析；（4）能否在汇报交流时相互配合。2．对物理知识与技能的评价对物理知识与技能的评价，主要是学生对物理知识的理解力。这种理解力表现在学生对物理概念、原理、定律和理论的了解；运用知识进行推理的能力；交流的能力，包括口头交流和书面交流。根据对学生的课堂活动表现和对其学习成果的分析，可以推断出学生的理解力。活动的类型包括在课堂上和公开场合的研究报告；与同学或老师讨论科学问题；在实验室进行实验。学生的学习成果包括考试成绩，每天的笔记，撰写的报告，图表，数据等。对于以活动表现和成果为依据的评价来说，交流是至关重要的。理解具有不同的角度和不同的深度，显然每个学生对知识的理解存在着角度和理解深度的合理差异，如何将这种差异性转化为对一个或一组学生对知识理解程度的判断，是评价过程中所面临的一个挑战。3．对科学态度、情感与价值观的评价主要依据学生在学习的各类活动中的表现。如是否积极参与，是否热情关注、记录实验结果，是否实事求是，是否有学习物理课程的兴趣来评价学生在情感、科学态度和科学价值观方面的现状和变化。要注意观察，作出记录，并和过去的记录进行比较。学生也应该在这些方面反思自己的表现和内心体验。4．对科学技术与社会关系认识的评价要联系实际、创设情景和寻找范例，来评价学生对有关科学、技术与社会问题的关注程度、参与决策的意识以及对科学、技术与社会关系的认识。例如，噪声污染是一个联系学生生活实际和体现科学、技术与社会之间关系的问题。可以根据学生在调查、讨论过程中的关注和参与程度，以及能否从科学、技术和社会多个角度分析噪声污染的来源和提出解决方法，对学生作出评价。（二）测量和评价的方法方法：通过对学生较长一段时间的连续观察或面谈，记录学生在物理课程达成目标上的表现，从而作出评价。特点：该方法作出的评价较客观深入，但花费时间较多，适用于对学生某一方面或在某一段时间内的表现作出评价。1．连续观察与面谈实践活动包括科学探究、实验、调查、科技制作、问题研讨、演讲表演、角色扮演等。实践活动评价指对学生在实践活动过程中的表现和成果作出评价，可以通过多种方法进行。观察、记录和分析学生在活动过程中的表现，如参与意识、合作精神、表达交流、实验操作等；分析学生的实践活动成果，如作品与制作、调查报告、观察记录、实验报告等。实践活动评价主体要体现多元化，提倡采用个人、小组和班级等的组织形式。实践活动评价既可以在学习过程中进行，也可以在学习结束后进行。2．实践活动评价由学生本人、家长、教师记录学生物理学习活动的成长经历，包括学习内容、学习成绩，在校内外参加科学实践活动的过程、体会、成果家长、教师的期望等。把上面的情况综合起来，以发展地眼光对学生作出评价。3．个人成长记录书面测验是最常用的评价方法，要改变以知识记忆为主、脱离实际的书面测验内容和方法，试题要努力创设引起学生兴趣和联系实际的情境，加强试题的综合性、探究性和开放性。按测验的目的来分：诊断性测验、形成性测验、终结性测验按解释测验结果的参照标准来分：（1）目标参照测验（2）常模参照测验按测验的来源来分：（1）标准化测验（2）教师自编测验4．书面测验三、编制测验的基本步骤1．确定考试的目的2．确定考试的目标测量什么，以及测量到什么程度，即要确定测量的内容范围和能力要求。3．确定试题的类型4．制订命题计划命题计划应包括两部分内容：一是试题和试卷的编制原则和要求。具体说明考试的目标和内容范围，考试方法和试题类型，编制试题和组配试卷的要求等。二是试卷中试题分布规定。具体规定出考试内容中，各部分的试题数量和占分比例，常常以命题双向细目表的形式给出。表物理必修模块1命题双向细目表比例内容题目的功能及具体考查要求知识技能科学探究合计了解理解应用独立操作要素运动的描述46414匀变速直线运动规律6967836力和力的运算46414牛顿运动定律6967836合计2030201416100要求5．编制试题编制试题的具体依据：①命题双向细目表；②编制测验的基本原则；③不同题型的具体编制要求6．集合成测验试卷在编排试题时，试卷的格式、试题的排列顺序，要符合一定的要求；试题的难易排列，要有层次，先易后难。编制测验的试卷，一般应有正题、副题以及补考题等，几份试卷要等价平行。7．试答8．编制参考答案，规定评分标准四、测量数据的初步处理（一）次数分布表对一批数据按一定的次序排列并加以分组，编成反映这群数据在各组上出现次数的统计表格，就是次数分布表。（二）统计的特征量数1．集中量数：平均数2．差异量数：标准差标准分Z：以标准差为单位，表示一个分数在团体中所处相对位置的一个量数niixxn12)(1SXXS=Z=常用的相关量数有积差相关量数、点二列相关量数、等级相关量数等。积差相关量数，一般简称相关系数。它是用来描述两个正态连续变量或可分数据（如百分制记分的分数）之间线性关联程度的一种相关量数。若设x1,x2,……，xn及y1,y2……，yn分别表示两组数据，则变量x与y之间的相关系数用下列皮尔逊积差相关系数公式来计算yxSnSyyxx)])([(r=3．相关量数五、测量的质量分析与评价1、含义信度是表示测验分数一致性或可靠性的质量指标，是测验结果能够反映考生稳定水平的程度。2．信度的估计方法（1）分半信度估计①当假定两半测验分数的方差相同时②当两半测验分数的方差不相等rR=1-rr1222xdSSrS-B=（一）信度rRK201nn（1）试卷的长度（2）受分数分布（3）试题难度（4）评分者的影响（5）命题过程的影响（6）测验实施过程的影响（7）考生本身因素的影响=[1-2xSpq]（2）Kuder—Richardson估计法3．影响信度的因素（3）α系数法rα=1nn(1-22xiSS）（二）效度（1）内容效度是指测验内容对所要测量的内容的代表性程度。①测验的内容包括教学内容和教学目标，所以教学内容和教学目标是内容效度的两个要素②当我们要以测验结果作为了解一个学生在某一学科的整体表现时，应采用内容效度来评价。一个试卷是否具有理想的内容效度，关键在于试题的取样是否恰当，而不在于测验的形式。③在考虑内容效度时，还要注意避免和表面效度相混淆。1．效度的概念效度是衡量测验结果的有效性或准确性的质量指标，是反映测量结果与所要测量的结果相符合的程度，是一个测验对于它所欲测量的行为特征，能够测量到的程度。2、测验的效度分类内容效度、效标关联效度和结构效度。3、内容效度（2）提高内容效度的方法①对教材中所包含的内容和教学目标进行系统的逻辑分析。②根据各部分内容及教学目标各个层次的重要性，确定其比重。③编制命题双向细目表。细目表要能体现所要考查的内容重点和目标重点以及它们之间的相对重要性。④根据命题双向细目表编制有代表性的试题，并按表中的比例恰当分配试题，组成整个测验。（3）检验内容效度的方法逻辑判断法。检验内容效度的方法，一般是由本学科的专家或有经验的教师根据测验的目的、测验的内容范围以及各部分内容和教学目标各层次的比重，用逻辑分析的方法，对编拟的试题能否符合命题细目表中的考查内容和考查目标，能否符合细目表中所规定的权数作出判断。符合的程度愈高，内容效度就愈好。这种检验方法的缺点在于缺乏数量化指标，不同的判断者对同一门学科的内容范围和教学目标可能有不同的理解，对同一试题所考查的目标也可能有不同的理解。因此，对整个测验内容效度的判断就有可能不一致，带有一定的主观性。（三）难度（1）用试题的答对率（或通过率）计算难度（2）用考生答对某题的百分比表示难度（3）用“两端分组法”估计试题的难度首先把考生的总分进行由高分到低分的排列；其次从最高分开始向下取27%的考生作为高分组，从最低分开始向上取27%的考生作为低分组；然后计算高分组答对该题的百分比PH，低分组答对该题的百分比PL；1．什么是试题的难度难度是指测验试题的难易程度，它是试题对学生的知识和能力水平的适合程度的质量指标。表示难度的数量指标叫做难度指数，用P表示。难度只具有统计意义。2．估计难度的方法①考查知识点的多少。②考查能力的复杂程度或层次的高低。③