中学物理教学论：第十三章物理教学测量与评价

1、第十三章 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？（第一章） 怎么教、怎么学？（第二、三、四、五、六、七、八、九、十章） 教得怎么样和学得怎么样？（第十一章） 教师的专业发展和提高（第十二、十三章 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

2、)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

3、，对物理教学活动的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。 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

4、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

5、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

6、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。,（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) 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,金属丝被拉断时拉力的大小和什么因素有关？某同学在一台拉力机上通过实验来探究这个问题。这台拉力机可以逐渐增大固定在该机器上金属丝的拉力，可以读出金属丝拉断时的拉力大小。实验可提供的金属丝有右表所列

7、个品种（每个品种有多根），请根据有关猜想选择实验的金属丝。 (1)猜想一：相同材料、相同横截面积的金属丝被拉断时，其拉力大小与金属丝长度无关。 为验证猜想一应选用金属丝_、_、_。 (2)猜想二：相同材料金属丝拉断时单位横截面积所受拉力相同。 在猜想一已获得验证的情况下，为验证猜想二，应选用的金属丝为_、_、_。 (3)猜想三：不同材料的金属丝拉断时，其单位横截面积所受的拉力不同。 在猜想一、猜想二都获得验证的情况下，为验证猜想三，应选用的金属丝为_、_、_。,试题：（制定探究计划）,(1)猜想一：相同材料、相同横截面积的金属丝被拉断时，其拉力大小与金属丝长度无关。 为验证猜想一应选用金属丝_

8、、_、_。 (2)猜想二：相同材料金属丝拉断时单位横截面积所受拉力相同。 在猜想一已获得验证的情况下，为验证猜想二，应选用的金属丝为_、_、_。 (3)猜想三：不同材料的金属丝拉断时，其单位横截面积所受的拉力不同。 在猜想一、猜想二都获得验证的情况下，为验证猜想三，应选用的金属丝为_、_、_。,知识要求：金属丝受的拉力太大会被拉断。,探究能力：1.明确探究目的和已知条件，经历制定计划的过程,2.尝试选择科学探究的方法和所需的器材,3.尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识,能力要求,The diagram shows four positions of a car on a roll

9、er coaster ride. At which point during this ride would the occupant experience maximum g force? (A) P (B) Q (C) R (D) S,Sample Exam Questions,Two students, Kim and Ali, performed a simple pendulum experiment to determine g. Their procedure was as follows: 1. Adjust the length of the string (L) to me

10、asure 0.08 m. Hold the mass to the side to give a small angular displacement Release the mass and measure the time for one period (T). Record the result in a table. Repeat using a string length (L) of 0.09 m and continue until the string length is 0.19 m (going up in 0.01 m increments, using the sam

11、e initial angular displacement each time). The results are shown in the table: Outline TWO changes that could be made to the experimental procedure that would improve its accuracy.,Two students, Kim and Ali, performed a simple pendulum experiment to determine g. The results are shown in the table: K

12、im used the data in the table to obtain a mean value for g. Kims result was g = 9.3 m s-2. Ali used the results to produce the following graph. Alis line of best fit was used to calculate g. (b) Compare Kims and Alis methods of calculating g and identify the better approach.,2对物理知识与技能的评价,1）对物理知识与技能的

13、评价，主要是学生对物理知识的理解力。 理解力主要表现在： 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。 2） 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。,3）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。 4）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

14、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。,(一)注重物理问题与学生生活实际的联系 （岳阳市2002年中考题）初三年级王强同学是一位品学兼优的学生，平时善于观察生活中所遇到的现象，提出问题并思考，养成了写日记的良好习惯。下面是他一天日记的摘要： 今天是星期六，下午四点爸爸带我去游泳。为了节省时间，我们去搭公共汽车，车上的人较多，我站在车上，公共汽车启动时我感到身体往后仰。到体育馆后，我换上游泳衣，赤着脚接受路面鹅卵石的“怃摸”，走向游泳池。当我由浅水区走向深水区时，爸爸拿着照相机不断地给我拍照，我也感到自己越变越轻，真是舒服极了。游完泳从游泳池中爬起来，我感到有点冷，一阵风吹来，我

15、似乎开始冷得打颤 阅读王强同学的日记摘要，要求从中找出四个跟物理知识密切相关的物理名词、短语或句子，并分别写出涉及的物理知识（概念、规律或名词），完成下表。,表格,(二)关注科学、技术和社会的联系和协调发展 （恩施自治区2001年中考题）1998年9月全世界最大的垃圾发电站在我国杭州建成。它利用垃圾产生丰富的沼气，每年可发电1.5*107kWh，而火力发电厂发电1.0*104kWh约需燃烧3t焦碳，此垃圾 发电站每年可为国家节约 t焦碳。,(三)注重体现学科渗透 例1 （北京市西城去区2002年中考题）物理之美，无处不在。李白早发白帝城一诗的意境。通过读这首诗，可以联系到我们学过的一些物理概念

16、、现象或规律。 早发白帝城 朝辞白帝彩云间， 千里江陵一日还， 两岸猿声啼不住， 轻舟已过万重山。 请你写出其中的一个诗句： ； 跟这句诗相联系的物理知识： 。,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

17、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。,题目1、调查活动的评价 调查的主题： 1、调查了解你居住的社区内在哪些噪声源？所执行的是国家城市区域环境噪声标准中哪个等级？采用了哪些降低噪声的措施？为进一步降低本社区的噪声，你有什么建议？ 2、调查家庭或学校所在社区的光污染现象。 调查要求： 1、必须以3-5人为一个小组，合作制定调查计划，约定调查时间，写出调查报告。调查工作在一个星期内完成。

18、 2、调查者必须以事实为依据，根据自己的访谈、观察、资料查找和亲身体验收集信息。,（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

19、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。,档案袋,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

20、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。,表一、 物理必

21、修模块1命题双向细目表,要求,5 编制试题 编制试题的具体依据： 命题双（多）向细目表； 编制测验的基本原则； 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

22、个分数在团体中所处相对位置的一个量数,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,r=,3 相关量数,五、测量的质量分析与评价,（一）信度 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 当假定两半测验分数的方差相同时 当两半测验分数的

23、方差不相等,（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-,（2）KuderRichardson估计法,3影响信度的因素,（3）系数法,r,=,( 1-,）,（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。 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 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。 在考虑内容效度时，还要注

24、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 对教材中所包含的内容和教学目标进行系统的逻辑分析。 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。 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。 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。

25、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

26、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）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；,考查知识点的多少。 考查能力的复杂程度或层次的高低。 考生对题目（或内容）的熟悉程度。 命题的技巧性（题目中的信息与干扰）。 另外，试题的难度与学生的素质（知识、能力水平）有关。,最后由下式计算该题的难度,P=,3评

27、判试题难易的一般标准,4影响难度的因素,评判等级 难 较难 一般 较易 易,难度指数 0.00-0.19 0.200.29 0.300.59 0.600.79 0.801.00,（四）区分度,1什么是区分度,试题的区分度是指试题对不同知识和能力水平的考生的区分程度和鉴别能力,2用“两端分组法”计算试题的区分度,D=PH-PL,式中，D称为区分度指数。-1D+1。当D=+1时，表示高分组全部答对，而低分组全部答错；反之，D=-1；若两组答对的百分比相同，则D=0。,3评价标准,区分度指数D 评价 0.40以上 非常良好 0.300.39 良好，如能改进更好 0.200.29 尚可，用时需作改进

28、0.19以下 劣，必须淘汰或加以修改，以提高区分,六、物理教师的评价,（1）教学水平。包括物理专业知识水平、教育教学业务水平、教学的创造性等。 （2）教学态度。包括对教育事业、对学生的热爱，对工作的负责精神和积极性。 （3）思想修养。包括正确的政治态度，较高的道德修养，教书育人等。,1物理教师的教学情况,（1）备课。对备课的评价主要包括：教学目标的制定，教学内容的处理，教学方法、教学手段的选择，以及对学生认知能力、基础知识和非智力因素的了解程度。 （2）上课。对一堂课的评价主要包括：教学目标、教学内容、教学方法、能力的培养、师生共同活动情况、教学效果等。 （3）学习成绩的考查、作业批改、个别辅导的情况等。,2教师的素质情况,课前、上课、课后,教学水平、教学态度、思想修养,（1）目的性 评价的方向 （2）客观性 客观公正、实事求是 （3）全面性评价内容全面，评价过程应充分搜集有关信息 （4）一致性同类评价中，要用一致的标准 （5）可行性指标应尽量简炼，标准应尽量简明可测，计量方法应尽量简单易行。 （6）指导性指导、改进,评教师评价,由谁评价？ 评价什么？ 怎样评价？ 结果怎样？,3评价的原则,（1）定性评价与定量评价相结合。 （2）随机评价与定期