中学物理实验教学评价和测量成果

教学评价与测量是教学设计的重要内容。教学评价的依据是教学目标的制订，教学评价的方法应采取科学评价方式，教学评价的目的是检验开始制订的教学目标是否达到，教学评价的对象是教师的教学行为和学生的学习效果。在笔者所收集到的数字化教学资料中，能够研究实验教学测量与评价问题的并不多。教师们对教学测量与评价不够理解、不够重视或方法不能掌握是造成这种现象的根本原因。

实验教学实施后的教学效果如何需要通过科学的判断得出科学的判断不应该是主观臆断，而应是依靠精确的测量和客观的评价。

（一）实验教学的评价

实验教学问题是教育学问题，而教育学属于社会科学（即用自然科学的研究方法处理社会问题），对教育教学活动优劣的判断需要科学判断。科学判断应该是“价值无涉”的，意思是科学判断应该与人的价值取向无关。

1.科学判断与评价

人们对事物的评价，按判断依据的主体区分可分为主观评价与客观评价，而按判断依据的强度区分可分为定性评价与定量评价，于是就存在4种不同的评价方式：主观定性评价、主观定量评价、客观定性评价和客观定量评价。其中，主观定性评价与主观定量评价属于价值判断；客观定性评价属于认知判断；客观定量评价属于科学判断；科学判断的评价方式应该是“价值无涉”的。科学研究一般应避免使用属于价值判断的主观评价方式，因为这种评价方式受到评价者知识背景、阅历、经验、文化习俗、价值取向等主观条件的限制，甚至评价者评价时的社会关系、身体状况与心理情绪等都会成为重要的影响因素。

2.对实验教学效果的评价

实验教学问题属于教育学范畴，是社会科学，所以应该使用科学判断来进行客观定量评价。对实验教学效果的评价存在着两方面内容：第一是对实验教学实施情况的评价，评价的对象为授课教师；第二是对接受实验教学后学生能力提高程度的评价，评价的对象是学生。当然，从逻辑关系上分析，只要学生接受实验教学后相关能力提高了，实验教学的目标达到了，教师的授课情况就已经十分清晰了，不必再做其他评价。但是，学生能力的提高是一个长期的效果，而对教师的评价是对一节实验课或一门实验课的评价，是对一个短期的情况进行判断，所以对实验教学实施情况的评价还是非常必要的，它也是使最终的实验教学目标得以达成的有力保障。

对实验教学实施情况的评价需要有一系列的变量，并具有一个规定的指标：对学生能力提高的评价，同样有一系列的变量和规定的指标。这些变量中要有输入变量（自变量或投入变量）和输出变量（因变量或产出变量），实验教学研究就是要寻找、发现这些变量，并以此制订评价模型或指标体系，通过测量得出指标值看其是否达到规定的指标，从而判断出实验教学的教学效果。

（二）实验教学的测量

实验教学的效果如何要通过科学判断进行考察，符合科学判断的评价是客观定量评价，而客观定量评价必须借助于测量手段。测量本身就是一个量化过程，即它可以解决定量问题，同时测量是一个客观操作，因为它需要凭借测量工具与数学演算（而不是主观推断），即它满足了客观条件。所以，对于客观定量地评价实验教学效果，测量是必需的。

1.实验教学测量工具

实验教学测量工具的主要测量对象是教师。对于知识本位的课堂教学过程或效果，人们在实践中总结制作了大量的测量工具，比较典型的有S、T（student-teacher）分析、Flanders互动分析、VICS（语言交互分类系统）等。这些工具能够很好地测量传统的课堂教学，却不适用于能力本位的实验教学，因此，中学实验教学应该研究制订出具有针对性的测量工具。

2.学生能力测量工具

学生能力测量工具的测量对象显然应该是学生。在知识本位的课堂教学中，学生获取的是显性知识，测量工具就是人们熟知的卷面考试，这是由显性知识的特点决定的。而对于学生能力（隐性知识）的提高，测量工具就变得鲜为人知了。

3.测量的数学演算

科学研究方法的根本特征在于将研究问题进行数学化处理，即建立数学模型，再通过数学演算来解决问题。实验教学的测量也需要建立数学模型，通过数学演算来解决问题。但是，数学模型并不一定是数学表达式，它有可能只是一组数据、一个矩阵、一个指标体系等，数据量大时还需要设计计算方法，通过计算机处理来解决。

（三）对测量变量的要求

在实验教学评价的测量工作中，确定变量是十分重要的任务。科学评价所依赖的变量应该具有正交性与完备性，这是科学研究的要求，要给予重视。

1.变量的正交性(www.xing528.com)

评价实验教学效果时待测量的变量必须具备正交性。变量要具备正交性是数学语言，在教育学、心理学方面的说法为“变量之间不应具有相互依存性”，它们要互不影响，独立存在。变量的正交性用几何语言说就是“表示这些变量的坐标是相互垂直的，每个坐标轴在其他坐标轴上的投影都只能是一个点”，这就是“正交”的原意。变量的正交性用统计学语言说就是“变量之间既不能线性相关，也不能非线性相关”，它们是统计独立的。

测量与评价中变量的正交性是非常重要的因素，在数学上是有严格的判断公式的，而在社会科学中就只有凭经验来确定了。

2.变量的完备性

评价实验教学效果时待测的变量还应具有完备性。变量的完备性包括充分性与必要性，或者称为充要条件，用数学语言表述就是“当且仅当”。充分性要求能够反映被测量对象性质的所有变量都必须包括在内，变量的确定是充分的，缺一个不行；必要性是要求所确定的变量都是能够反映被测量对象性质的，它们都是必要的，多一个不可。先将所有与被测量对象可能有关的变量找出来（符合充分性），再从中去掉那些不能够反映被测量对象本质的变量（符合必要性），这就满足了充要条件。实验教学评价与测量中变量的完备性同样是非常重要的因素，判断变量完备性也需要依靠经验。

3.显变量与隐变量

实验教学评价与测量中的变量一般都可以被赋予明确的社会科学或教育学意义，我们称这样的变量为显变量。其实在实验教学问题研究中还存在着大量的隐变量，它们并没有明确的社会科学或教育学意义，甚至没有一个确切的名称，而只能用变量名来代替。有时我们必须使用隐变量来进行测量和评价，例如，学生创新能力是一个复合型能力，一般没有直接进行测量的方法，但是我们可以通过数据挖掘和统计分析找到一些隐变量，它们与创新能力具有一定的关系，并且能够侧面反映创新能力水平的高低。

4.空间变量与时间变量

空间变量与时间变量确切的叫法应该是空间序列变量和时间序列变量，在实验教学问题研究中经常出现它们之间的转化应用。例如，我们希望知道开展实验教学是否会使得学生的学业水平有所提升，其输入变量容易获得，它们无非都是反映实验教学实施情况的一些显变量，而在采集学生学业水平情况时，由于不同地区测量学业水平的标准不同，如果使用空间序列变量的学业水平进行对比研究将没有实际意义，但是，如果使用时间序列变量的学业水平在当地进行逐年对比，则研究结果就具有实际意义了。

（四）评价指标体系的建立

建立一个评价指标体系是对实验教学效果进行科学评价的方法，并且最终可以得到一个量化的指标，能够客观地反映实验教学的情况。但是，该体系的建立必须科学，变量的选择确定应该严格，建立过程可参考下列流程。

1.选择变量系列

选择测量变量常使用德尔菲法：聘请一批业内专家和有经验的教师（总人数应在15人左右），请每一位专家和教师背对背独立地写出自己认为测量中应该选中的变量名，公布所有的变量系列方案，让专家和教师分别对自己提出的方案进行讲解和理由阐述。注意此时应采用头脑风暴的原则，即只说明自己的道理，不评论，不否定别人的观点（不进行讨论、辩论）。听完别人的讲解阐述后，对自己提出的变量系列方案进行修改，反复进行几轮，使专家和教师的意见逐渐趋同。一个被认为是有效的测量变量系列就确定下来了。

2.确定变量维度

对上述确定下来的变量系列进行分类，以确定变量的维度。分类时应掌握正交性与完备性的原则。对于中学实验教学，一般可以将变量分为3个维度：教师教学行为维度、学生学习行为维度和实验器材情况维度。再将确定的变量分别分配到各个相应的维度中去。

3.变量维度加权

科学严谨的加权方法应该使用层次分析法，也可以简化而延续应用上述的德尔菲法，让专家和教师根据各个变量和维度在实验教学中的重要程度，为它们加权赋值。加权时一般采用百分制，各个变量的加权值之和以及各个维度的加权值之和应该是100分。

【注释】

[1]杨正雨.数字化技术在中学物理实验教学中的应用研究[D].合肥：合肥师范学院，2020.

[2]陈李沁.数字化信息系统辅助中学物理实验教学中的应用研究[D].成都：四川师范大学，2018.