中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)研究

邢紅軍 靳 萱

(1. 首都師范大學(xué) 北京 100048； 2. 北京匯文中學(xué) 北京 100061)

長(zhǎng)期以來(lái),如何對(duì)中學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)操作能力進(jìn)行有效評(píng)定,一直是物理教育界關(guān)注的重點(diǎn)課題．由于紙筆測(cè)驗(yàn)難以對(duì)中學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)操作能力進(jìn)行有效考查,就在一定程度上妨礙了中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)操作能力的發(fā)展．有鑒于此,本文對(duì)中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)展開(kāi)系統(tǒng)的理論研究,期望能夠給我國(guó)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展以有益的啟示．

1 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)的構(gòu)建

為了準(zhǔn)確考察中學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)操作能力,需要借助于物理實(shí)驗(yàn)．但如何對(duì)實(shí)驗(yàn)操作步驟賦分,就需要有一把作為標(biāo)準(zhǔn)的“尺子”來(lái)丈量．而這把“尺子”,就是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)．考慮到評(píng)價(jià)指標(biāo)的層次性,我們將中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)的構(gòu)建分為一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)分別加以建構(gòu)．

1.1 一級(jí)指標(biāo)的構(gòu)建

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)的一級(jí)指標(biāo),應(yīng)當(dāng)結(jié)合中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),遵循簡(jiǎn)單、易行、可測(cè)量的原則,按照實(shí)驗(yàn)操作的步驟順序,對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行合理取舍,抓住物理實(shí)驗(yàn)的核心要素進(jìn)行構(gòu)建．按照這種思路,我們經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的理論研究,建構(gòu)了中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)的一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)．如表1所示.

表1 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)的一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.2 二級(jí)指標(biāo)的構(gòu)建

依據(jù)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作的具體步驟,有必要進(jìn)一步將各項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化,這就需要建構(gòu)二級(jí)指標(biāo)．為確保二級(jí)指標(biāo)構(gòu)建的合理性,我們?cè)谘凶x物理課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,分析其所規(guī)定的20項(xiàng)必做物理實(shí)驗(yàn),同時(shí)結(jié)合已有文獻(xiàn),確定出二級(jí)指標(biāo),如表2所示．

表2 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)的二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)

2 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)的信度分析

二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的建構(gòu)只是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)建構(gòu)的第一步,接下來(lái),需要對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行信度分析,從而保證評(píng)價(jià)指標(biāo)的信度．

本研究采用問(wèn)卷調(diào)查法確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重．為使被調(diào)查者能更準(zhǔn)確的對(duì)指標(biāo)按重要性排序,體現(xiàn)指標(biāo)間重要程度差異.本研究采用李克特十級(jí)量表進(jìn)行測(cè)量．調(diào)查對(duì)象均為教學(xué)論專家、一線教師以及物理教學(xué)研究人員．問(wèn)卷共發(fā)放139份,回收問(wèn)卷139份,剔除24份無(wú)效問(wèn)卷,有效問(wèn)卷總計(jì)115份,有效率為83%．

調(diào)查問(wèn)卷的信度分析,是對(duì)調(diào)查問(wèn)卷測(cè)量結(jié)果一致性的分析．信度越高,表明問(wèn)卷的一致性越強(qiáng),結(jié)果穩(wěn)定且可靠．因此,為了了解問(wèn)卷各變量間的一致性與可靠性,故對(duì)問(wèn)卷的同質(zhì)性信度進(jìn)行測(cè)量．結(jié)果如表3．

表3 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)信度分析

如表3所示,一級(jí)指標(biāo)、識(shí)別與選取二級(jí)指標(biāo)、安裝與調(diào)試二級(jí)指標(biāo)的克龍巴赫α系數(shù)大于0.7.這表明上述指標(biāo)內(nèi)在一致性較好,信度良好,測(cè)驗(yàn)結(jié)果較為可靠;操作與觀測(cè)二級(jí)指標(biāo)、記錄與處理二級(jí)指標(biāo)的克龍巴赫α系數(shù)大于0.8.這表明上述指標(biāo)內(nèi)在一致性很好,信度很高,測(cè)驗(yàn)結(jié)果很可靠;總表的克龍巴赫α系數(shù)大于0.9,這表明調(diào)查問(wèn)卷整體內(nèi)在一致性很好,信度很高,測(cè)驗(yàn)結(jié)果非?？煽浚?/p>

值得注意的是,識(shí)別與選取、安裝與調(diào)試的二級(jí)指標(biāo)信度相較其他的指標(biāo)信度較低,我們認(rèn)為,這是由于該指標(biāo)中變量數(shù)目較少造成的,變量的多少會(huì)影響信度的高低．一般情況下,變量數(shù)目增多,信度上升,這與克龍巴赫α系數(shù)的計(jì)算方法有關(guān)．本問(wèn)卷中,上述兩項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)分別只對(duì)應(yīng)2個(gè)變量,因此信度相對(duì)較低．但是,所有指標(biāo)的克龍巴赫α系數(shù)均大于0.7,這表明調(diào)查問(wèn)卷內(nèi)部一致性較好,可靠性較高．

3 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)的效度分析

為了使中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)在具體測(cè)驗(yàn)中是有效的,需要進(jìn)一步對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行效度分析,從而保證評(píng)價(jià)指標(biāo)的有效性．

本研究利用SPSS22對(duì)問(wèn)卷的結(jié)構(gòu)效度進(jìn)行測(cè)量．首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行“KMO和Bartlett球形度檢驗(yàn)”,獲取KMO值;如果KMO值大于0.5,則可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行因子分析;如果起始特征值大于1.0的變量,其累計(jì)解釋變異量占比大于60%,則表明問(wèn)卷結(jié)構(gòu)效度良好．具體因子分析如表4所示.

表4 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)的KMO值分析

由表4可以發(fā)現(xiàn),3項(xiàng)KMO值均大于0.5,故可以對(duì)其進(jìn)行因子分析,因子分析結(jié)果如表5所示.

表5 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)的因子分析

由表5可知,4項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)的累積解釋變異量為57.766%,大于40%,表明該結(jié)果是可接受的．其余兩項(xiàng)累計(jì)解釋變異量大于60%,表明指標(biāo)的結(jié)構(gòu)效度良好．

4 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分析

在對(duì)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行信度與效度分析的基礎(chǔ)上,還要對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分析.這是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)能夠應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)測(cè)驗(yàn)的必要步驟．

權(quán)重,表明該指標(biāo)的重要程度．調(diào)查問(wèn)卷的全部指標(biāo)權(quán)重之和為1,每項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重用小數(shù)進(jìn)行表示．我們將采用調(diào)查問(wèn)卷所獲取的數(shù)據(jù),借助層次分析法對(duì)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行確定．

層次分析法(AHP)是由美國(guó)匹茲堡大學(xué)教授薩蒂于20世紀(jì)70年代初提出,其開(kāi)創(chuàng)性的把定性與定量的研究方法聯(lián)系在一起,常用于多目標(biāo)的決策．該方法的特點(diǎn)為,可以以少量的定量信息為基礎(chǔ),將決策過(guò)程數(shù)學(xué)化,為解決多目標(biāo)、多準(zhǔn)則的繁復(fù)問(wèn)題,給出一套系統(tǒng)、簡(jiǎn)潔,且高效的決策范式．在使用層次分析法時(shí),需先將待處理的復(fù)雜問(wèn)題拆分為若干層次與因素,并對(duì)不同層次與因素進(jìn)行重要程度的兩兩比較,之后建立判斷矩陣,最后利用判斷矩陣的最大特征值與特征向量,得出指標(biāo)權(quán)重．

首先,為了確定兩個(gè)不同因素的重要性程度,現(xiàn)對(duì)標(biāo)度的選取進(jìn)行規(guī)定,如表6所示.

表6 標(biāo)度選取的規(guī)定

現(xiàn)以4項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算為例,介紹權(quán)重的計(jì)算過(guò)程．

(1) 確定各指標(biāo)的平均值.

根據(jù)調(diào)查問(wèn)卷的測(cè)量結(jié)果,一級(jí)指標(biāo)的平均得分如表7所示.

表7 各項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)的重要性程度平均得分

(2) 確定判斷矩陣.

由表7可以發(fā)現(xiàn),D的重要性程度平均得分最高,值為9.04．現(xiàn)用D的分?jǐn)?shù)與A的分?jǐn)?shù)做差得0.57,介于0.5與0.75之間,故標(biāo)度取值為4,意為“D相較A明顯重要”．根據(jù)上述方法,依次判斷出D與B、C的標(biāo)度,填入判斷矩陣當(dāng)中．一級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣A如下所示:

(3) 計(jì)算各個(gè)元素的權(quán)重.

① 對(duì)上式利用算術(shù)平均法進(jìn)行權(quán)重的計(jì)算,得到最終的權(quán)重向量W(亦稱為最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量):

(4) 檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性.

表8 一致性指標(biāo)RI數(shù)值

如果數(shù)據(jù)的一致性比例系數(shù)CR<0.10,則認(rèn)為判斷矩陣的一致性較好,結(jié)果

能夠被接受．

③ 用判斷矩陣A乘以權(quán)重向量W,再根據(jù)AW=λmaxW求出最大特征值λmax,因此CI=0.007．由于判斷矩陣A為4階矩陣,查表可知RI=0.89,則CR=0.01．由于CR<0.1,故判斷矩陣A一致性很好．

根據(jù)上述計(jì)算方式,最終得出中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)的分值分配,如表9所示.

表9 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)的分值

續(xù)表

至此,中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo)的理論建構(gòu)完畢．評(píng)價(jià)指標(biāo)經(jīng)過(guò)信度、效度檢驗(yàn)與權(quán)重確定后,就成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo),可以用來(lái)指導(dǎo)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作的評(píng)價(jià)．顯然,這樣一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)指標(biāo),就具有重要的理論價(jià)值與實(shí)踐價(jià)值．