物理教育测量与评价

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1、第八章 物理教学测量与评价教学测量与评价是物理教学的重要内容，也是物理教学过程的重要环节。在 教学过程中如何确定学生的学习困难，如何确定学生达到教学目标的程度，如何 确定学生能力发展的状况，如何对学生进行筛选比较，如何监控和指导教师的教 学过程，以达到最优化的教学效果，如何帮助教师认识自身教学的不足和困难， 以促进教师专业的发展等，都可以通过教学测量与评价的手段予以回答。本章的 内容包括：物理教学测量与评价概述，学生物理学业成就测量与评价，中学物理 课堂教学测量与评价，物理教师评价。物理教学测量与评价概述物理教学测量与评价是教学测量与评价的一般原理和方法在物理教学中的 应用。为了正确理解和科学

2、应用这些原理和方法，本节对教学测量与评价的基本 知识作一简要的概述。一、物理教学测量的概念、特点和方法 1测量与物理教学测量（1）测量的定义和要素 测量是教学测量与评价理论中的首要概念。谈到测量，人们自然而然地会联 想到各种各样的仪器，例如测量长度的米尺，测量质量的天平，测量时间的钟表 等等。但是，对某些变量的测量并不一定要用仪器，例如有经验的炼钢工人，可 以根据炉火的颜色估计炼钢炉中的温度，音乐家可以用耳朵分辨出不同频率的声 音，优秀的售货员可以根据手感确定商品的质量。这些都是仅仅依靠人的感官和 大脑，而不利用仪器进行测量的例子。由此可见，仪器的使用并不是测量的最基 本的特征。那么，测量的最

3、基本的特征是什么？很显然是将事物及其属性进行区 分。这种区分的过程必须是按照一定的法则进行的，区分的结果必须是能够用数 学的方式进行描写的。因此，我们把测量定义为依据一定的法则，对事物及其属 性用数字或符号加以确定的过程。从测量的定义可以看出，任何一个测量都包括三个要素：1）事物及其属性，这是测量的对象或目标。2） 法则，这是指导我们如何测量的准则和方法，即在测量时，给事物及其属性 指派数字的依据。依据法则可以制成各种量具。法则的好坏，直接影响测量的结 果。因而，法则是测量中最重要的要素。3）数字或符号，数字指 1、2、3等，符号指 A、B、C 等。数字或符号仅代表 某一事物或事物的某一属性，

4、只有当我们赋予它意义时，在一定条件下，它才具 有量的特性。需要特别强调的是，数字系统本身具有一些特性，如区分性（2不 同于3）、序列性（123）、等距性（3-1=4-2）和可加性（2+3=5）。那么数 字所代表的事物的某一属性是否也具有同样的性质呢？例如我们在测量学生的 物理学习能力时，分别用1 、 2、 3 代表高、中、低三种能力水平，这里的1、 2、3 仅具有区分性和序列性，而不具有等距性和可加性。因此，我们只能根据事物 本身所具有的特性来使用数字系统的某些性质。制订法则时，一定要明确指出如 何指派数字于事物，以及所采用的数字具有什么特性。（2）测量的条件 任何测量都是依据某种法则，采用一

5、定的程序对具有某种属性的对象给出可 以比较的数值的过程。从这个意义上讲，任何测量必须首先满足以下三个条件：1） 等值单位。这是对量具的最基本要求。它包括两方面的含义：一是单位要 具有确定的意义，即对同一单位，所有人的理解都相同，不允许有不同的解释。 二是单位的距离要等值。一般来说，教育与心理测量的单位往往不等距或等距不 等值。2） 参照点。这是计算的起点，也称零点。对同一事物同一属性或不同事物同 一属性的测量，若参照点不同，测量的结果也就不同，测量的结果也就无法比较。 参照点分为两种：一是绝对零点。二是相对零点。相对零点是人为确定的。在教 育测量中的参照点一般都是相对零点。在相对零点的量具上的

6、数值只能表示差异 的大小，而不表示倍数。3）准确性和可靠性。准确性是指所测量的正是所需测量的东西；可靠性是指 测量的结果不能因时因人而异。虽然测量难免有误差，但这种误差必须是在测量 可控制的允许范围内。（3）物理教学测量物理教学测量应该具有一般测量概念的特点和要求。因此，我们可把物理教 学测量定义为：根据一定的客观标准，运用各种手段和统计方法，对物理教学领 域内的事物或现象进行严格考核，并依一定的法则对考核的结果予以数量化描述 的过程。2物理教学测量的特点物理教学测量不同于一般的物质测量，它具有自身的特点。（1）间接性。物质测量可以很方便地使用仪器进行，但教学测量比一般的 物质测量要复杂得多。

7、它所测量的是教学活动中教师和学生的外显行为或外在表 现特征。我们只能根据这些外显行为或外在表现特征对教师的教学工作成效和学 生学习的质量作出推断。因此，教学测量是一种间接测量。这就使得教学测量具 有不可消除的系统误差，因为教学测量只能就有关的外显行为取一组样本，不可 能是有关行为的全部。因此，样本的选择是否合理，是否有代表性，代表的程度 如何，就导致了系统误差的出现。系统误差的大小，将直接影响着测量结果的准 确程度。（2）随机性。在物质的测量中，我们知道，使用同一工具，采用同一种方 法，对某一个量进行多次测量，其结果将不完全相等，这是由于测量中存在着随 机误差的缘故。但是，如果采用多次测量取平

8、均值的方法，则几乎可以消除随机 误差。然而，在教学测量中，不仅很难排除一些偶然因素的影响，而且同一测量 更不可能在同一时期连续多次地进行，因而教学测量存在着不可避免的随机误差。 随机误差的大小，将直接影响测量结果的可靠程度。（3）相对性。教学测量的结果，如果不经转化或转换，它只能表明哪个大， 哪个小，只能提供一种顺序关系，不能表明大多少，小多少。如测验中，从 30 分至40 分之间，90 分至 100 分之间，虽然都相差 10 分，但是它们的差异是不 同，这两个10 分的难度是不相等的。目前在教学测量中，人们总是不自觉地将 测验所得到的分数看成等距的，而且可以进行加减运算。实际上，在一般教师的

9、 自编测验中，所得到的结果只是一个相对量数，决不等距。（4）目的性。物理教学测量是一种具有明确目的的测量。整个测量过程包括 内容、难度、程序和方法等方面都要符合测量的目的，都要以课程标准和教材内 容为依据来制定。3物理教学测量的方法物理教学测量的内容不仅仅包括知识、技能和能力，也包括兴趣、态度、情 感等方面的行为表现。由于不同的内容有不同的特点，所以，测量不同的内容应 该采用不同的测量方法。常用的教学测量方法有观察法、调查法和测验法。（1）观察法 观察法是在某种条件下，以观察学生的特定行为表现为目标的测量方法。它 只适用于难以用纸笔测量的领域，如态度、兴趣、习惯、操作及技巧等方面。观察法常用的

10、评定工具是制定观察评定量表。制定观察评定量表的要求是： 将学生在活动中预期的行为表现或学习结果，用具体统一而明确可测的语言加以 表述，以此为标准判断学生在活动中的等级水平。在使用评定量表进行具体评定 时，要防止和避免个人偏见、月晕效应、逻辑错误等现象的发生，以提高评定的 一致性和客观性。（2）教育调查法 教育调查法是在自然条件下，依据一定的计划，有目的对客观事物或现状进 行观察、收集、综合等所要了解的情况，以取得数据和资料，最后形成调查报告。教育调查的基本特征在于着重描述现有事件和现象，在自然条件下，收集有 关资料。教育调查的主要作用：了解教育现状，掌握有关动态和信息，为教育决策 提供依据；可

11、以验证某种假设，发现新情况、新问题，提出新见解或新理论。教育调查的步骤是：制定调查方案实施调查和收集数据整理和分析 数据写出调查报告等四个阶段。其中制定调查方案是关键的步骤，直接影响 着调查的成败。制定调查方案的程序及要求如下：1）确定调查的目的和任务。调查的目的一般可分为三类：探测性目的， 主要用于对现状不甚了解的情形;描述性目的，一般用于对现状有一定的了解， 但对其程度缺乏了解的情形；解释性目的，主要用于对现状的原因作出分析的 情形。调查的目的一定要明确，调查的任务一定要具体，这样，才能收集到所需 要的信息。2）确定调查的范围及对象。要根据调查的目的、人力、物力和时间等条件 来确定调查的范

12、围；根据调查的目的和任务确定调查的对象。调查的范围要清楚， 调查的对象要明确，否则会影响调查资料的准确性。3）确定调查的项目及指标。把调查的任务分解成一个个具体的可操作的项 目。调查的项目就是调查的纲要，它要求：调查的项目应能充分反映调查的目 的；项目的表述要简明清晰，便于实施中的操作；项目的设立还应考虑到调 查后便于归纳、统计和分析等。把项目具体化为可测度的量就成了指标。指标要 精选、独立、客观、具体，并尽量给予量化。4）选择适当调查方式。考虑调查的组织工作，以取得调查的最佳效果。教 育调查的基本方法有表格法、问卷法、谈话法和个案调查法等表格法：它是根据调查的目的，事先设计好调查表格，使被调

13、查对象按要求 填写的一种调查方法。问卷法：它是把所要调查的问题或事项列在“卷”上，要求被调查者以书面 的形式回答，从而获得所要了解的情况，并取得资料和数据的一种调查方法。问 卷的内容可分为：调查事实的问卷;调查对事物的意见、倾向及评判的问卷； 调查情感、态度的问卷等。问卷中对项目的回答方式有直接填写形式、是非判 断形式、多项选择式、评定量表的形式、自由叙述的形式、顺位排列的形式等。谈话法：这种方法是通过面对面交谈的方式，调查有关问题。利用谈话法， 可以调查思想、兴趣、态度、品德等内心活动的问题，也可以了解学生掌握知识 时的认知特点、思维状况、推理过程以及学习中的困难及原因。因此，谈话法有 诊断

14、价值，但对谈话结果的分析易受主观个人偏见的影响。个案调查法：它是教师针对某些在学习上和行为上有突出问题的学生，为深 入了解整个问题的情况、原因及发展等，广泛地收集有关资料，以作出整体性的 诊断、解释与诊疗而采用的调查方法。收集的资料要全面而详细；对个案调查的 结果的解释与处理要客观合理。（3）测验法 测验法是通过选取具有代表性的一组试题，组成试卷，对学生施测，然后根 据解答的过程和结果，从而获得可靠的成绩评定的一种方法。测验是教育测量中 最常用的一种手段，试卷是测量的工具。测验的实施程序主要包括考查目标的确 定，试卷的编制、施测、评分和分数的解释等。测验可以根据不同的分类标准加 以分类，但测验

15、有两种最主要的形式：常模参照测验和目标参照测验。一个好的 测验既是有效的又是可靠的。二教育统计的基本概念 1次数分布表与次数分布图 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。（1）编制次数分布表的步骤编制次数分布表是数据整理的基本方法，下面我们结合一个实例来说明次数 分布表的编制步骤。例1一次物理测验之后，某班48位同学的成绩如下。867763789272668775837447838176829769828871676575708277866093718076785795786479826874738476798668 求全距（用R表

16、示）。全距是原始数据中的最大值与最小值之差，即R二maxx -minx 。式中R是全距，maxx为这批数据x中的最大数，minxiiiii为x中的最小数。在本例中，maxx =97，minx =47，因此R=97-47=50。iii 定组数（用K表示）。根据全距决定组数（K）。组数就是对这批数据分 组的个数。一般而言，组数以10组为宜，多至20组，少至5组。若组数太多， 便会失去实行分组化繁为简的作用；若组数太少，又会引起计算结果的失真。组 数与数据的个数有关，若数据多时，要分10组以上；数据少时，可分510组。 定组距（用i表示）。组距就是每一个组内包含的间距，即组距（i）是 指每个小组的组上限（即