物理課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的一種先進(jìn)工具

摘 要：本文介紹美國俄亥俄州立大學(xué)研制的Voting Machine教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，詳細(xì)論述了該教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的組成和安裝、師生使用方法以及系統(tǒng)的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)評(píng)價(jià)；Voting Machine；安裝；理論；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2007)1(S)-0053-3

教學(xué)評(píng)價(jià)是對(duì)教師工作和學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量做出客觀衡量和價(jià)值判斷的過程，是教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié)。古語云：“工欲善其事，必先利其器”。要做好教學(xué)評(píng)價(jià)，必須先了解并熟練掌握教學(xué)評(píng)價(jià)工具。這里介紹一種先進(jìn)的評(píng)價(jià)工具-Voting Machine評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

Voting Machine評(píng)價(jià)系統(tǒng)由美國俄亥俄州立大學(xué)(The Ohio State University)包雷(Lei Bao)博士所在的物理教育研究組研制而成，該評(píng)價(jià)系統(tǒng)在美國多所學(xué)校已經(jīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，表明它能夠有效地促進(jìn)教學(xué)。本文進(jìn)行介紹：

1 Voting Machine評(píng)價(jià)系統(tǒng)的組裝

評(píng)價(jià)系統(tǒng)組成元件包括若干選擇器（Handheld units）、一個(gè)接受器（One receiver）、一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器（Onepoweradapter: AC12V，I>850mA）、一條電纜（One 9-pinRS-232cable）、應(yīng)用軟件（application software）。選擇器和接收器如圖所示，（圖1、圖2）。

在計(jì)算機(jī)上裝上Voting Machine評(píng)價(jià)系統(tǒng)應(yīng)用軟件，將計(jì)算機(jī)一系列的接口和接受器連接在一起，接收器和12伏的電壓調(diào)節(jié)器相連，安裝好整個(gè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)（圖3）。

軟件安裝方法是：將CD插入計(jì)算機(jī)CD驅(qū)動(dòng)器，在根目錄下會(huì)發(fā)現(xiàn)“選擇器”的文件，將此文件復(fù)制到C盤目錄中，再在桌面上創(chuàng)建“選擇器”的快捷方式，雙擊快捷方式就可以啟動(dòng)軟件了。

在一間教室內(nèi)放置一臺(tái)接受器就可以了。接受器應(yīng)放在教室前方的一個(gè)較高位置。接受器接受信息范圍水平方向可偏160°，上下可偏20°，接受距離可達(dá)120米（圖4、圖5）。

一臺(tái)接受器可裝配380臺(tái)選擇器裝置，1秒鐘內(nèi)可以和100臺(tái)選擇器進(jìn)行信息交流，這樣，學(xué)生的信息就可以在眨眼之間通過接受器和應(yīng)用軟件在電腦屏幕上展現(xiàn)，使教師和學(xué)生很清楚地知道學(xué)生當(dāng)前的理解狀態(tài)，以便靈活地調(diào)控教學(xué)進(jìn)度，修改和調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)。

2 Voting Machine評(píng)價(jià)系統(tǒng)的使用方法

2.1 教師使用方法

軟件啟動(dòng)后將自動(dòng)監(jiān)測接受器，因此只要確認(rèn)接受器和計(jì)算器通過一系列的接口連接在一起就可以了。硬件連接恰當(dāng)，軟件會(huì)促使儲(chǔ)存在文本文件中的學(xué)生的ID號(hào)碼保存到叫做“班級(jí)ID”的文件包，每位學(xué)生用四位數(shù)字的ID號(hào)碼，ID裝上后軟件會(huì)在左上側(cè)自動(dòng)出現(xiàn)一浮動(dòng)面板（如圖6所示），現(xiàn)在評(píng)價(jià)系統(tǒng)已準(zhǔn)備好接收學(xué)生的答案了。

浮動(dòng)面板上有一設(shè)置問題的方框，將顯示裝進(jìn)“問題”軟件包的所有問題，此軟件可以識(shí)別幾種不同的格式，如文本、圖象和超文本等。也可以自己臨時(shí)編寫新的問題，程序?qū)⑻峁┪谋揪庉嬳撛试S教師在文本的狀態(tài)下編寫新的問題，但是只能是文本格式。問題選中后點(diǎn)擊“確定”按鈕，將問題呈現(xiàn)在浮動(dòng)面板上（圖7）。

教師點(diǎn)擊“開始”按鈕，收集學(xué)生的答案，記時(shí)器將從前置時(shí)間減到零，直至選擇過程停止。

一旦選擇停止，可以用“前進(jìn)”按鈕自動(dòng)展開數(shù)據(jù)表。在選擇期間也可以利用“暫停”按鈕，停止記時(shí)器和選擇，繼續(xù)選擇按“繼續(xù)”按鈕。同學(xué)們選擇結(jié)束后，老師點(diǎn)擊“統(tǒng)計(jì)（stat）”按鈕，則出現(xiàn)學(xué)生答題情況的統(tǒng)計(jì)柱狀圖及其它相關(guān)信息（圖8）。

軟件允許一題多選，而且可以將教師和學(xué)生的行為儲(chǔ)存在叫做“數(shù)據(jù)（data）”和“語言”的文件包中，這些文件可以被導(dǎo)入數(shù)字基本軟件中，而且可以在屏幕上展開以便作進(jìn)一步的分析。

2.2 學(xué)生使用方法

在應(yīng)答時(shí)，學(xué)生可以對(duì)一道題目選擇一個(gè)或多個(gè)答案。學(xué)生可以根據(jù)自己所選選項(xiàng)的信心程度，對(duì)每一個(gè)答案給出三種不同的信心指數(shù)（用按鍵旁邊的二極管發(fā)光的顏色代表）。這一功能還可用于實(shí)現(xiàn)其它類型的題目，如排序題，多重是非題等。

學(xué)生用選擇器裝置（圖9）通過紅外線直接和接受器交流信息（接受器在教室中應(yīng)處于一較高位置），手控裝置和接受器之間的直射光線是必要的。在將要應(yīng)答前，打開開關(guān)，應(yīng)答完成后應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電源以節(jié)省電池。當(dāng)選擇器開啟時(shí)，狀態(tài)發(fā)光二極管緩慢地閃爍綠燈。在和教室前的接收器進(jìn)行傳輸時(shí)，狀態(tài)發(fā)光二極管亮起橘紅色的燈。

在應(yīng)答前，應(yīng)仔細(xì)地閱讀思考問題。選出答案后，按應(yīng)答器上的按鍵，每個(gè)按鍵代表一個(gè)選擇項(xiàng)。按鍵旁邊的二極管發(fā)光的顏色代表你的信心程度：（圖9）

綠色-非常自信，非?？隙?/p>

橘紅-比較自信，基本肯定

紅色-不太自信，很不肯定

關(guān)閉-不予選擇

然后按“發(fā)送（send）”鍵，將手中的應(yīng)答器對(duì)準(zhǔn)接受器，因?yàn)樗鼈冋ㄟ^紅外線進(jìn)行傳輸，確定前面沒有物體阻擋紅外線的路徑，發(fā)送答案到前面的接收器。在此傳輸過程中，發(fā)光二極管顯示為橘紅色。一旦傳輸結(jié)束，發(fā)光二極管將變?yōu)檎ＤＪ较碌拈W爍綠燈狀態(tài)，同時(shí)表示答案已被成功接受。

若狀態(tài)發(fā)光二極管總是持續(xù)顯示橘紅色，這意味著應(yīng)答器正試圖與接收器進(jìn)行通信傳輸。這種情況通常發(fā)生在學(xué)生已經(jīng)按了“發(fā)送（send）”鍵而教師還沒有開始接收活動(dòng)。這時(shí)，學(xué)生應(yīng)該關(guān)閉手中的應(yīng)答器，重新開啟開關(guān)并答題。如果問題發(fā)生在正常的接收過程中，需要向老師請教，或請求相關(guān)技術(shù)人員幫助。

3 Voting Machine評(píng)價(jià)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)

3.1 建構(gòu)主義教育思想

杜威強(qiáng)調(diào)教育必須建立在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教育就是經(jīng)驗(yàn)的成長和經(jīng)驗(yàn)的改造，學(xué)生對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)是在獲得了一系列的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和前面學(xué)習(xí)的知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，這些經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)就是學(xué)生的前概念。有些前概念可能成為學(xué)生理解物理概念的障礙，有些前概念則將成為學(xué)生形成科學(xué)概念的基礎(chǔ)和依據(jù)。及時(shí)、準(zhǔn)確地診斷有關(guān)前概念，實(shí)乃課程實(shí)施的關(guān)鍵。

維果茨基認(rèn)為，個(gè)體的學(xué)習(xí)是在一定的歷史、背景下進(jìn)行的，社會(huì)可以對(duì)個(gè)體的學(xué)習(xí)發(fā)展起重要的支持與促進(jìn)作用。他很重視學(xué)生原有的經(jīng)驗(yàn)和新知識(shí)之間的相互作用，并用“最近發(fā)展區(qū)”的概念來描述這種關(guān)系，他把學(xué)習(xí)者的日常經(jīng)驗(yàn)稱為“自下而上的知識(shí)”，而把他們在學(xué)校里學(xué)到的知識(shí)稱為“自上而下的知識(shí)”，自下而上的知識(shí)與自上而下的知識(shí)相聯(lián)系才能成為自覺的、系統(tǒng)的知識(shí)；自上而下的知識(shí)與自下而上的知識(shí)相聯(lián)系才能獲得成長的基礎(chǔ)。所以，適時(shí)了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對(duì)概念的理解，有針對(duì)的促進(jìn)上述兩類知識(shí)的聯(lián)系，是很必要的。

3.2 掌握學(xué)習(xí)理論

“掌握學(xué)習(xí)”的基本內(nèi)涵是：根據(jù)期望學(xué)生達(dá)到的具體教學(xué)目標(biāo)來確定“掌握學(xué)習(xí)”目標(biāo)；根據(jù)明確劃分的教學(xué)單元來組織教學(xué)，使學(xué)生達(dá)到教學(xué)要求的目標(biāo)；在學(xué)生學(xué)習(xí)下一單元之前，要求他們完全掌握前一單元；在學(xué)習(xí)完每一單元時(shí)進(jìn)行一次不打分的診斷測驗(yàn)，學(xué)生已掌握80%-85%的知識(shí)點(diǎn)即達(dá)到“掌握學(xué)習(xí)”水平。這樣以提供教學(xué)反饋，學(xué)生學(xué)習(xí)由此得到強(qiáng)化；在課堂教學(xué)中可以利用測試題進(jìn)行及時(shí)診斷，根據(jù)診斷信息，對(duì)每個(gè)學(xué)生原來的教學(xué)補(bǔ)充適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)矯正措施，使他們完成單元的學(xué)習(xí)，并最終達(dá)到“掌握學(xué)習(xí)”水平。

4 Voting Machine評(píng)價(jià)系統(tǒng)課堂教學(xué)應(yīng)用舉例

中測試題一

在圖10描述的五種情景中，人對(duì)物體做功的是（ ）

中測試題二

放學(xué)后，某同學(xué)背著重40N的書包沿水平路面走了200m，又登上了約10m高的四樓才回到家，則她在回家過程中對(duì)書包所做的功約為（ ）

A.0 J B.400 J C.2000J

D.8000 JE. 8400 J

說明 中測試題一和中測試題二是師生共同把教材中的主要內(nèi)容“力學(xué)中的功”和“功的計(jì)算”學(xué)習(xí)完后進(jìn)行的測試，目的是考查學(xué)生是否能利用“做功的兩個(gè)必要因素”判斷各種情境中人是否對(duì)物體做功，以及應(yīng)用功的計(jì)算公式計(jì)算人對(duì)書包做功的大小。根據(jù)測試情況對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)提供指導(dǎo)。

應(yīng)用結(jié)果分析:

說明 圖11表明學(xué)生約90%應(yīng)用“做功的兩個(gè)必要因素”來判斷力對(duì)物體是否做功，約93%能應(yīng)用功的計(jì)算公式計(jì)算功的大小。學(xué)生應(yīng)用“做功的兩個(gè)必要因素”和“應(yīng)用功的公式計(jì)算”已經(jīng)達(dá)到“掌握學(xué)習(xí)”水平。

5 小結(jié)

5.1 Voting Machine評(píng)價(jià)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式比較有兩個(gè)典型特征：即時(shí)反饋和精確測量。即時(shí)反饋是指學(xué)生在1秒內(nèi)通過手中的選擇器向教室前方的接收器發(fā)送答題信息，教師通過操作即刻可在大屏幕上顯示反饋的信息。精確測量指該評(píng)價(jià)系統(tǒng)通過統(tǒng)計(jì)柱狀圖的方式精確展示選擇題各選項(xiàng)的選擇情況，包括選擇各項(xiàng)的人數(shù)，每項(xiàng)的信心度，答題時(shí)間甚至可以知道每個(gè)學(xué)生在整個(gè)測試過程中所選擇的項(xiàng)目以及答題時(shí)間等。

5.2 課堂上利用Voting Machine評(píng)價(jià)系統(tǒng)只能有效地解答選擇題，對(duì)填空題、問答題、計(jì)算題和論述題則無法進(jìn)行解答。所以，測試題都以選擇題的形式編制。正因?yàn)槔肰oting Machine評(píng)價(jià)系統(tǒng)只能解答選擇題，我們只能較好考查教學(xué)目標(biāo)中的認(rèn)知領(lǐng)域，而對(duì)情感、動(dòng)作技能兩個(gè)領(lǐng)域則不易于考查。對(duì)于“過程與方法”和“情感態(tài)度與價(jià)值觀”的形成性評(píng)價(jià)我們應(yīng)采用質(zhì)性評(píng)價(jià)方法：表現(xiàn)性評(píng)價(jià)、學(xué)生成長記錄和檔案袋評(píng)價(jià)等。

備注：VotingMachine評(píng)價(jià)系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家是：南京奧雷光電科技中心。地址：江蘇省南京市鼓樓區(qū)湖北路83號(hào)5單元210室。郵編：210009。

參考文獻(xiàn)：

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［3］Project Galileo.ConceptTest Search Results［Z］. http://galileo.harvard.edu.

［4］巨瑛梅．劉旭東．當(dāng)代國外教學(xué)理論［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2004.8.

(欄目編輯王柏廬)

<注>：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文