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519070【摘要】物理是一門以實驗為基礎的學科,物理實驗是高中物理教學的重要內(nèi)容,制訂針對學習者的評價方案是教學設計的重要環(huán)節(jié)。本文在國內(nèi)對高中物理探究性實驗評價研究的基礎上,運用教育學理論和非量化評價方法,對探究性實驗發(fā)展性評價的觀點進行述評,構建非量化評價模式,并用教學案例來證明這種探究性實驗評價的可行之處,建立適合高中物理教學的探究性實驗評價模式。【關鍵詞】物理;探究性實驗;發(fā)展性;評價 1 引言1.1課題研究的背景和意義新的課程評價要求重視學生在評價中的主體地位,強調(diào)學生主動參與評價。因此教師要改變單一由教師評價學生的傾向,要將評價有機地融入教學過程,建立開放、寬松的評價氛圍,使學生成為實驗評價主體中的一員,加強評價者與被評價者之間的互動,鼓勵學生個人和小組進行自我評價和合作評價,促使他們對自己的學習過程進行回顧、反思,從而培養(yǎng)學生學習的主動性和對自己的學習負責的態(tài)度,自覺地調(diào)控自己的探究性實驗學習過程1。新的物理課程標準從培養(yǎng)人的全面發(fā)展的角度提出了最新的評價理念和要求:強調(diào)評價在促進學生發(fā)展方面的作用,而不強調(diào)評價的甄別與自動選拔功能;重視學生在活動、實驗、制作、討論等方面的評價,不贊成以書面考試作為唯一評價方式,倡導客觀記錄學生成長過程中的具體事實,不過份強調(diào)評價的標準化。這無疑對物理實驗教學評價提出了新的挑戰(zhàn)和要求。探究性物理實驗對培養(yǎng)學生的科學態(tài)度、初步掌握科學的實驗方法、提高實驗技能、加深對物理理論的理解都是十分重要的2。現(xiàn)行高中實驗中普遍存在著不注重實驗的操作過程,只注重實驗報告寫作的現(xiàn)象,在實驗過程中抄襲數(shù)據(jù);為獲得好的實驗結果,修改和編造數(shù)據(jù);在實驗操作中,依賴老師或者其他動手能力較強的同學。這種情況直接影響著對學生實驗能力和實驗素養(yǎng)的培養(yǎng)和訓練3。在新一輪課程改革中,高中物理實驗評價問題已得到了專家和中學教師的重點關注,而探究性實驗作為物理課程的一個新課程標志脫穎而出,新教材把過去的一些驗證性實驗也改為探究性實驗,如把“驗證動能定理”改為“探究恒力做功與物體動能變化的關系”,可以說,將探究性實驗評價體系完善了,對推動高中物理新課程的實施具有重要現(xiàn)實意義。1.2探究性實驗評價的研究現(xiàn)狀國內(nèi)中學物理實驗評價方式可以概括為:(1)以實驗報告成績作為實驗成績;(2)紙筆考試;(3)形式上的操作測驗,這三種評價方式無法全面評價學生的實驗能力和情感態(tài)度。對傳統(tǒng)實驗評價的批判大有人在,專家和中學教師大力倡導對物理實驗的發(fā)展性評價。國內(nèi)外都出版有各種版本的物理實驗教材和實驗手冊,有些出版社也編輯出版了一些有益的實驗教學參考書,但真正意義上圍繞中學物理探究性實驗進行評價的具體方案和操作手冊,卻很少見。由于涉及到對人的評價,評價因素太多,探究性實驗的可控性不太強,不好量化進行評價,很多定性評價方法又不太被教育界認可。所以,對中學開展探究性物理實驗評價研究才剛剛起步。張德啟等在物理實驗教學與研究(科學出版社2005年8月)一書中提出了物理探究性實驗的形成性評價;張海濤在中學物理教學中表現(xiàn)性評價的設計與實施一文中提出了“評價學生物理實驗技能的等級量表”和“學生活動表現(xiàn)評價表”等兩種表格量化評價模式4;楊寶山等人在試論撰寫物理實驗探究的基本技能一文中從提出問題、形成假設、設計實驗、操作實驗、分析結果、表達交流等幾個方面對物理實驗探究基本技能進行了論述,他們在高中物理實驗教學的評價策略一文中在物理實驗探究活動評價的設計與實施、物理實驗能力評價的設計與實施等兩個方面對實驗教學的評價策略進行了論述56。這些作者從不同的角度對中學物理實驗的評價體系構建進行了許多有益的探討和研究,但大多數(shù)研究停留在探討層面,尚未進入到實際操作層次上來,其操作性有待進一步提高。本文重點發(fā)揮傳統(tǒng)實驗評價的優(yōu)點,研究物理探究性實驗的非量化評價模式,完善發(fā)展性評價,嘗試在發(fā)展性評價過程中進行一些符合中學教學實際、操作性較強的研究。13研究方法與主要工作本文主要的研究方法是文獻資料法、觀察法、案例研究法和訪談法。主要工作是將高中教材、課標、考綱上的探究性實驗分類并整理,通過調(diào)查研究給出恰當?shù)脑u價內(nèi)容,并通過案例作出初步評價方略。在評價實踐與操作過程中進行反思,對評價方案測試、分析、調(diào)整、修正等。2 高中物理探究性實驗發(fā)展性評價研究的基本理論21探究性實驗評價的定義界定所謂探究性實驗,簡單地說就是實驗情景具有新穎性、實驗結論具有開放性、實驗操作自主性、過程性、實踐性,能深刻體現(xiàn)自主、合作、探究的實驗。探究性實驗要求有心理動機去探索、尋求解決問題的方法,以類似科學家探究的方式獲取知識、應用知識解決問題、從而在掌握知識的同時,通過自主的探究活動體驗獲得新結論,解決新問題和對事物的真假作出判斷。探究性實驗有利于學生感悟科學研究方法,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。實驗評價,就是依據(jù)一定的客觀標準,對實驗過程中學生表現(xiàn)及結果進行測量、分析和評定的過程。從廣義來看,評價是評價目的、理論、方法以及過程的有機統(tǒng)一體。新的物理課程標準提出了“要建立促進學生全面發(fā)展的評價體系。評價不僅要關注學生的學業(yè)成績,而且要發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學生多方面的潛能,了解學生發(fā)展的需求,幫助學生認識自我,建立信心,發(fā)揮評價的教育功能,促進學生在原有水平上的發(fā)展?!?22高中物理探究性實驗發(fā)展性評價的理論依據(jù)2.21教育學基礎教育是培養(yǎng)人的活動,而人是生活在一定社會中的現(xiàn)實個體,只有培養(yǎng)出適應社會發(fā)展并積極推動社會發(fā)展的人,教育對社會才有促進作用。探究性實驗以學生自主性、探究性學習為基礎,從學習生活和社會生活等各個方面選擇探究課題或項目,以個人或小組合作方式展開研究,從中培養(yǎng)人的創(chuàng)造精神和實踐能力7。教育社會學認為,教育活動在學生個體社會化方面,主要為未來社會成員進行知識技能準備,培養(yǎng)個性品質(zhì)和合作精神。高中物理探究性實驗評價模式重視全員參與合作學習,能促進每個學生發(fā)展。學生在實驗過程中有更多機會養(yǎng)成社會規(guī)范(如自主意識、責任意識、合作精神、誠實美德等),獲得社會性品質(zhì),使他們更具社會性。22.2心理學基礎布魯納的認知結構學習理論是探究性實驗的心理學基礎之一。布魯納認為,學生不是被動的知識接受者,而是積極的信息加工者。強調(diào)學習過程、強調(diào)直覺思維、強調(diào)內(nèi)在動機、強調(diào)信息提取。而探究性實驗非常重視學生對信息的獲取、選擇、分析、判斷和運用等能力。同時,布魯納認為學習、了解一般的原理原則固然重要,但尤其重要的是培養(yǎng)一種態(tài)度,即探索新情境的態(tài)度,作出假設,推測關系,應用自己的能力,以解決新問題或發(fā)現(xiàn)新事物的態(tài)度。布魯納認為,教育工作者的任務是,把知識轉換成一種適應正在發(fā)展著的形式,以表征系統(tǒng)發(fā)展順序,作為教學設計的模式,讓學生進行探究學習8。22.3教學法基礎加德納多元智能理論為我們在改進評價方式方面提供了重要的理論依據(jù),為探究性實驗的多元評價提供了另一個理論的新視角擺脫標準化測驗,轉變學生評價機制,對學生進行多元評價,使得學生的各種智力都得以開發(fā)。使探究性實驗的評價可以從評價功能的轉換、評價指標的拓寬、評價方法的優(yōu)化等方面進行設計9。多元評價模式通過引導學生自主探究、合作討論、共同掌握,體現(xiàn)學生主體作用并調(diào)動學習積極性。學生通過診斷和反思,判斷自己學習目標的距離,調(diào)整自己的學習方法,而且還能提高元認知水平。該模式強調(diào)學習合作,注重情感體驗、交往能力發(fā)展和合作精神培養(yǎng),通過合作探究實驗中的交流、反思和同伴反饋與評價,學生客觀認識自我,揚長避短走向完善。3 高中物理探究性實驗發(fā)展性評價模式-非量化評價模式31量化評價與非量化評價“教育測量與評價,即是人們按照一定的教育目標,通過系統(tǒng)地收集資料,進而對教育現(xiàn)象作出價值判斷的過程。根據(jù)評價方式方法的不同,又有量化與非量化之分,簡單地說,對事物用數(shù)量化的方法進行價值評定,叫做量化(定量)評價;用非數(shù)量化的方法進行價值評定,叫做非量化(定性)評價。 從根本上講,非量化評價本質(zhì)上也并不排斥量化評價。非量化評價與量化評價從不同的側面,用不同的方法對事物進行評價。在課程評價領域中,兩者都無法單獨使用來解釋所有問題。它們是互為補充、互相支持的,非量化評價內(nèi)在地包含了量化評價10。 量化評價主要是為了確定個人對知識記憶的多少和智能的水平,局限性很大,它對于學生的態(tài)度、動機、興趣等方面的評價無能為力,而發(fā)展性教學評價是一種以促進評價對象發(fā)展為根本目的,重過程、重評價對象主體性的教學評價。因此非量化評價是一種更適合發(fā)展性評價的方式。32物理實驗評價的內(nèi)容物理課程的評價應從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三方面關注、評價學生的發(fā)展。關于知識與技能的評價,應該關注學生對概念、原理、規(guī)律的理解和應用,物理實驗的基本技能的提高,對物理學基本思想與觀點的了解等方面。對過程與方法的評價,應重視評價學生的科學探究能力、實驗能力、分析與解決問題的能力,以及在科學探究與學習過程中,應用物理學研究方法、數(shù)學工具的情況。關注學生的觀察和實驗的能力、提出問題的能力、做出猜想和假設的能力、收集信息和處理信息的能力、交流的能力的現(xiàn)狀和發(fā)展。情感、態(tài)度與價值觀的評價,應該通過學生在學習過程中的表現(xiàn),來了解其現(xiàn)狀和進步,注意觀察,做出記錄,關注學生表現(xiàn)和內(nèi)心體驗。33探究性實驗評價要素及非量化評價測量表根據(jù)新課標對課程評價的要求,在吸收上文提到的張海濤等專家關于發(fā)展性評價的觀點和做法,結合本人在中學物理實驗的教學,經(jīng)過反復摸索、實踐和修改,初步制訂下列評價測量表。測量表以學生在實驗和交流中的表現(xiàn)作為評價的依據(jù),著重關注學生在知識和技能,過程和方法,情感、態(tài)度、價值觀等多方面的發(fā)展。讓學生參與評價活動,反思和診斷自己的學習。表1 探究性實驗評價要素及非量化評價測量表分類要素項目要求自評小組評教師評1、探究性評價(1)發(fā)現(xiàn)、提出問題1、明確研究對象能明確物理實驗研究的對象2、提取有效信息對物理現(xiàn)象和研究對象能提取發(fā)現(xiàn)和提出問題的有效信息3、發(fā)生問題靈感對研究對象能產(chǎn)生發(fā)現(xiàn)和提出問題的靈感4、提出明確問題能提出明確的實驗研究的問題(2)制定解決方案1、方案的原理、方法制定的實驗方案符合物理原理,方法科學2、方案的技術、條件實驗方案的技術可靠,切合實際條件3、方案的實施計劃實驗方案實施計劃切實可行,科學合理4、數(shù)據(jù)記錄、處理實驗數(shù)據(jù)記錄方法科學,數(shù)據(jù)處理可靠(3)條件控制1、變量控制原理實驗條件變量控制原理科學2、技術控制方法與設計實驗條件控制技術與設計合理3、技術控制實施實驗條件控制實施到位2、理論性評價(4)實驗目的1、內(nèi)容科學性實驗目的的內(nèi)容科學2、特征貼切性抓住實驗的基本物理特征3、實驗可行性實驗研究能順利完成實驗目的(5)實驗原理、方法1、科學性物理實驗基于的實驗原理是否真確無誤,沒有科學性的錯誤。2、可行性實驗的設計、應用等是否合理。3、抽象性是否為實驗材料的選擇、實驗步驟制定等實驗的全部過程提供理論依據(jù)。4、控制性是否為實驗材料的選擇,實驗裝置的設計,實驗條件的選擇和處理等提供依據(jù)。(6)理論運用交流與表述實驗探究活動中語言或文字的交流與表述。方案設計對實驗方案的設計活動。實驗報告對實驗探究結果的報告。實驗習題鞏固和檢查實驗探究活動的練習與測試。3、操作性評價(7)實驗操作1、儀器識別對基本儀器的識別。2、儀器使用對基本儀器的正確使用3、儀器選擇對實驗儀器的正確、合理選擇。4、儀器組裝對實驗儀器的正確組裝。5、實驗步驟對實驗步驟的正確操作和合理安排。6、數(shù)據(jù)讀取科學、客觀地計劃和實際讀取物理實驗的數(shù)據(jù)。7、故障排除能科學地排除實驗中的故障。8、數(shù)據(jù)處理科學、合理地處理數(shù)據(jù),并得出實事求是地得出結論。9、誤差分析對實驗誤差進行一定的可靠和科學分析。(8)現(xiàn)象觀察、分析與數(shù)據(jù)記錄、處理1、觀察對象、內(nèi)容觀察對象正確,觀察內(nèi)容具體、明確2、觀察原理、方法觀察原理科學,觀察方法正確3、現(xiàn)象特征提取物理現(xiàn)象特征提取確切4、現(xiàn)象特征表述、辨析物理現(xiàn)象特征表述正確,對現(xiàn)象辨析論據(jù)充分5、數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式實驗數(shù)據(jù)能以適當?shù)男问襟w現(xiàn)和提取6、數(shù)據(jù)記錄設計實驗數(shù)據(jù)記錄設計恰當合理7、數(shù)據(jù)處理分析數(shù)據(jù)處理科學,分析到位8、數(shù)據(jù)處理結論實驗結論客觀、科學9、結論表述、辨析結論表述合理,辨析邏輯性強4、實驗品質(zhì)評價(9)實驗品質(zhì)1、科學態(tài)度遵守安全操作規(guī)則和尊重實驗事實2、科學精神實驗過程中始終認真、細致的開展實驗3、科學意識能敏銳觀察和發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象和結果4、實驗習慣愛護儀器,實驗結束后將實驗器材整理、收回5、合作與交流在實驗過程中能服從分工,與他人合作、交流評定等級:A優(yōu)秀 B良好 C一般 D有待努力34測量量表的使用及效果 上表對于探究性實驗具有普適性,在具體的實驗中,教師要根據(jù)表中各項目及要求編寫具體的內(nèi)容(如案例),但一個實驗不可能對學生所有的科學素養(yǎng)的考查都面面俱到,所以,教師要根據(jù)該實驗重點訓練學生的項目上編寫具體內(nèi)容而忽略其他項目,而這正是本評價模式操作中的重點和難點。測量表是在實驗結束后印發(fā)給每位學生,要求學生自評,由小組同伴評或小組長完成“小組評”,最后交給老師完成“老師評”。以上評價等級的設定沒有給出具體標準,而是由學生、教師對照“內(nèi)容”按自己的理解來給定,這樣做的目的,是促使學生通過對照實驗要求,診斷和反思自己與學習目標的距離,從而實現(xiàn)評價的診斷和激勵功能。本評價模式不具備甄別和選拔的功能,若要給出學生該實驗的終結性評價,可由教師和學生商定由以上A、B、C、D個數(shù)來確定終結性等級的規(guī)則。從我校學生使用的情況來看,學生不僅看重老師的評價,更看重小組的評價。本評價模式大大激發(fā)了學生的自我意識,能幫助學生認識自我,體會成功的喜悅,受到學生的認同和接受。4 高中物理探究性實驗發(fā)展性評價模式的應用案例表2 研究平拋運動的規(guī)律非量化評價測量表研究平拋運動的規(guī)律評價測量表 班級: 姓名:分類要素內(nèi)容自評小組評教師評1、探究性評價(1)發(fā)現(xiàn)、提出問題(1) 平拋運動物體的軌跡是否拋物線?(2)能否求出小球拋出的水平速度? (2)制定解決方案在畫出的x軸上由o點起取等距離的點,再由軌跡曲線測量出各點所對應的下降的高度,看這些高度的比值是否近似等于1:4:9從而說明軌道是拋物線。再利用自己描出的軌跡及實驗原理中的公式求出v0的表達式。(3)條件控制在軌跡上多取幾個點,求出對應的水平速度值,最后求其平均值。要在平拋軌道上選取距O點遠些的點來計算球的初速度,這樣可使結果的誤差較小。2、理論性評價(4)實驗目的學習描繪曲線運動軌跡的方法探究平拋運動物體的軌跡的性質(zhì)從實驗軌跡中測定平拋小球的初速度。(5)實驗原理、方法平拋物體的運動可以看做是兩個分運動的合運動:一個是水平方向的勻速直線運動,其速度等于平拋物體的初速度;另一個是豎直方向的自由落體運動。在平拋物體運動軌跡上由o點起取等水平距離的幾個點對應的下降的高度的比值應等于1:4:9。已知平拋運動的軌跡,我們就可以量得軌跡上任一點的水平位移x和豎直位移y,再根據(jù)公式及求出平拋物體的初速度v0。在這個實驗里,我們先描出平拋物體的運動軌跡,再求出平拋物體的初速度。(6)理論運用嚴格按實驗要求進行的實驗后得到獲得一條軌跡曲線。并從理論上簡要證明是拋物線。合理的在軌跡曲線上取好點并準確、科學測量好各點的水平位移x和豎直位移y。正確記錄和處理實驗的數(shù)據(jù)并求出小球的初速度。3、操作性評價(7)實驗操作1、實驗器材的安裝與調(diào)試:安裝調(diào)整斜槽:用圖釘把白紙釘在豎直板上,在木板的左上角固定斜槽,可用平衡法調(diào)整斜槽,即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處,能使小球在平直軌道上的任意位置靜止,就表明水平已調(diào)好。調(diào)整木板:用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上,固定木板,使在重復實驗的過程中,木板與斜槽的相對位置保持不變。2、實驗操作:確定坐標原點O:把小球放在槽口處,用鉛筆記下球在槽口時球心在圖板上的水平投影點O,O點即為坐標原點。用鉛筆記錄在白紙上。描繪運動軌跡:在木板的平面上用手按住卡片,使卡片上有孔的一面保持水平,調(diào)整卡片的位置,使從槽上滾下的小球正好穿過卡片的孔,而不擦碰孔的邊緣,然后用鉛筆在卡片的缺口上點個黑點,這就在白紙上記下了小球穿過孔時球心所對應的位置。保證小球每次從槽上開始滾下的位置相同,用同樣的方法,可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。取下白紙用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運動的軌跡。 (8)現(xiàn)象觀察、分析與數(shù)據(jù)記錄、處理1、測量數(shù)據(jù)以O點為原點畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸,由o點起取等水平距離的幾個點,用刻度尺測出它們對應的坐標y的值并填入數(shù)據(jù)表中。在平拋軌道上選取距O點遠些的A、B、C、D、E、F點,用刻度尺測出它們的坐標x和y的值并填入數(shù)據(jù)表中。在讀取實驗數(shù)據(jù)時,要求取三位有效數(shù)字。2、數(shù)據(jù)處理根據(jù)表中的測量結果,判斷軌跡是拋物線,利用公式及算出各組中的初速度值,再求出它們的平均值,就是小球做平拋運動時的初速度。4、實驗品質(zhì)評價(9)實驗品質(zhì)遵守安全操作規(guī)則和尊重實驗事實,實驗過程中始終認真、細致的開展實驗,敏銳觀察和發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象和結果,愛護儀器,實驗結束后將實驗器材整理、收回,在實驗過程中能服從分工,與他人合作、交流。評定等級:A優(yōu)秀 B良好 C一般 D有待努力5總結與展望發(fā)展性評價是一項系統(tǒng)工程,除了關注評價的過程性和評價的多元性,還強調(diào)評價主體的互動性,關注評價者和被評價者之間的溝通、協(xié)商,最終使學生對評價結果認同并接受。發(fā)展性評價還注重學生的行為、情感等因素,使評價的目的在于促進學生的發(fā)展和成長。探究性物理實驗的評價是一項復雜的任務,新一輪國家基礎教育課程改革大力倡導學生主動參與的科學探究,其教學方式仍處于探索和反思階段,探究性實驗的評價則更為滯后。我們提倡的非量化評價模式能較好地評價學生在探究性實驗中的表現(xiàn),使過程性評價得到有效地落實,具有可操作性。但是,該評價模式未能也很難融入家長評價、社區(qū)評價,未能完全實現(xiàn)多元化評價,而且,該評價模式如何與當前高考實驗仍是紙-筆考試模式對接,還需要同行們共同努力探索。致 謝 本論文是在華南師大李德安老師和張軍朋教授的鼓勵和悉心指導下完成的。論文從選題、開題、研究到最終定稿,都得到他們的熱情鼓勵和精心指導,他們在百忙之中通過郵件、Q群等方式多次對我的論文提出修改意見,在此謹向尊敬的老師們致以由衷的感謝和崇高的敬意! 在課題研究與論文寫作過程中,我得到了珠海市教育研究指導中心的楊志倫老師和珠海市香洲區(qū)教科培中心的熊志權老師的大力幫助和專業(yè)指導,以及我校物理科組教師們的鼎力支持和共同協(xié)作,在此表示衷心的感謝!【參考文獻】1 王笑君廣東省普通高中新課程學科教師培訓系列教材(物理)M廣州:廣東教育出版社,2005:1241552 李靜,厲志明普通物理實驗M廣州:華南理工大學出版社,19963 李豐果等普通物理實驗操作過程評價系統(tǒng)的設計J中山大學學報論叢,2006,5:36-384 張海濤中學物理教學中表現(xiàn)性評價的設計與實施J教育科學研究,2006, 55 楊寶山高中物理實驗教學的評價策略J物理教師,2006,27(3):4-66 楊寶山試論撰寫物理實驗探究的基本技能J物理教師,2005,11:1-37 扈中平等現(xiàn)代教育理論M北京:高等教育出版社,2005:418443 8張大均教育心理學M北京:人民教育出版社,2006:1111349坎貝爾等多元智力教與學的策略M霍力巖,沙莉北京:人
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