優(yōu)化考試評(píng)價(jià)的思維梯度算法模型的構(gòu)建與應(yīng)用

付艷平

【摘要】落實(shí)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)很大程度上取決于教學(xué)評(píng)價(jià)，而教學(xué)評(píng)價(jià)始終是課程改革的短板。初中階段大多數(shù)評(píng)價(jià)方式對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)還比較單一，最主要的評(píng)價(jià)是利用重知識(shí)輕素養(yǎng)的試卷進(jìn)行測(cè)試，再通過分?jǐn)?shù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單、片面的評(píng)價(jià)，這嚴(yán)重影響學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展。針對(duì)此，本文以初中物理為例，談?wù)劷?gòu)SOLO-Band- Score Rate思維梯度模型，優(yōu)化試題命制及評(píng)價(jià)，真正促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

【關(guān)鍵詞】SOLO-Band- Score Rate;思維梯度;試題;評(píng)價(jià)

一、SOLO-Band- Score Rate 的提出背景

1.我國(guó)學(xué)生核心素養(yǎng)的提出

2016年9月13日，《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》在北京正式發(fā)布。學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)主要通過課程改革、教學(xué)實(shí)踐、教育評(píng)價(jià)三種途徑來落實(shí)核心素養(yǎng)。

2.高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)教學(xué)與評(píng)價(jià)的建議

物理學(xué)科的測(cè)評(píng)要注重考查物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平。學(xué)生的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)工作最好能有教育測(cè)量理論來指導(dǎo)，會(huì)根據(jù)具體的教學(xué)評(píng)價(jià)目標(biāo)，制訂科學(xué)、有效的多維命題細(xì)目表。

3.大數(shù)據(jù)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)的現(xiàn)代化教育

目前，有關(guān)初中物理學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的文獻(xiàn)集中在國(guó)際經(jīng)驗(yàn)介紹、區(qū)域?qū)嵺`總結(jié)和學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)研制，較少涉及理論層次的探討和評(píng)價(jià)方式的創(chuàng)新研究。學(xué)科考試的主要目的是考查學(xué)生掌握了多少課標(biāo)規(guī)定的核心認(rèn)知和達(dá)到的學(xué)科關(guān)鍵能力水平。要達(dá)到創(chuàng)新學(xué)生物理學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)方式的目的，需要優(yōu)化命題技術(shù)，設(shè)計(jì)符合學(xué)科育人目標(biāo)的試題，再基于大數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)分析，這對(duì)完善命題技術(shù)、提高教研品質(zhì)和優(yōu)化教學(xué)評(píng)價(jià)三個(gè)方面都有重要意義。

二、SOLO-Band- Score Rate 的建構(gòu)和內(nèi)涵

1.SOLO分類理論（Structure of the Observed Learning Outcome）

1982年，澳大利亞教育心理學(xué)家比格斯（John B. Biggs）和卡利斯（Kevin F. Collis）提出SOLO分類理論。以《牛頓第一定律》為例，學(xué)生的SOLO思維水平與其思維表現(xiàn)、學(xué)習(xí)水平的對(duì)應(yīng)關(guān)系，見下表1所示：

SOLO分類是科學(xué)命題、精準(zhǔn)評(píng)價(jià)的有力工具，也是評(píng)估學(xué)生通過學(xué)習(xí)發(fā)展思維能力水平（思維梯度）的重要手段，用SOLO分類進(jìn)行試題分析，進(jìn)而確定學(xué)生的思維梯度，可以實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評(píng)”的有效關(guān)聯(lián)。命題時(shí)可以運(yùn)用SOLO分類確定不同難度試題的數(shù)量，保證試卷的信度、效度和區(qū)分度。評(píng)價(jià)時(shí)重點(diǎn)判斷學(xué)生在學(xué)科問題的回答中處于哪一種思維結(jié)構(gòu)層次，明確其思維水平。

2.思維梯度（The Gradient of Thinking）

結(jié)合SOLO分類理論、學(xué)習(xí)進(jìn)階、關(guān)鍵能力等，我們構(gòu)建新的思維梯度（The Gradient of Thinking）。何謂思維梯度，即學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，所掌握的學(xué)科關(guān)鍵能力等級(jí)與所達(dá)到的SOLO分類層級(jí)水平的綜合思維水平表現(xiàn)。思維梯度搭建起表征學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力與思維水平之間的橋梁，同時(shí)反饋了學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)水平與學(xué)業(yè)質(zhì)量水平。

思維梯度明確了“學(xué)”的水平與進(jìn)階，讓教師能夠更加準(zhǔn)確地把握教學(xué)的方向和目標(biāo)，遵循學(xué)生學(xué)習(xí)思維的進(jìn)階規(guī)律，開展高效教學(xué)。同時(shí)，思維梯度也建立了“學(xué)與評(píng)”的標(biāo)準(zhǔn)，既明確了學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量水平（關(guān)鍵能力），又通過SOLO分類定量標(biāo)記了測(cè)試點(diǎn)（即考點(diǎn)）的思維結(jié)構(gòu)水平，便于測(cè)評(píng)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，為診斷“教與學(xué)”的質(zhì)量做出客觀與科學(xué)的診斷。命題和評(píng)價(jià)時(shí)圍繞教學(xué)程度、思維梯度、試題難度（“三度”）展開。下表2為命題觀測(cè)“三度表”細(xì)目表。

3.SOLO-Band- Score rate 思維梯度模型

思維梯度的兩個(gè)核心變量是：Band能力等級(jí)和SOLO層級(jí)所對(duì)應(yīng)的思維水平。由于學(xué)生在學(xué)習(xí)進(jìn)階過程中表現(xiàn)出差異性，這種差異體現(xiàn)在學(xué)生在測(cè)評(píng)中通過該點(diǎn)的得分情況，即測(cè)評(píng)點(diǎn)的得分率（Score rate，記為f）。組合SOLO層級(jí)、Band能力等級(jí)和Score rate，形成SOLO-Band- Score rate思維梯度算法模型。具體方法如下： ①SOLO層級(jí)進(jìn)階系數(shù)。按思維結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度遞增，由U到E依次記為： U=1，M=2，R=3，E=4;②Band能力進(jìn)階系數(shù)。按能力進(jìn)階水平表現(xiàn)由低到高賦值： B1=1，B2= 2，B3=3，B4=4，B5=5;③測(cè)評(píng)點(diǎn)屬于U層級(jí)、B1等級(jí)時(shí)，得分率符號(hào)記為f1×1，測(cè)評(píng)點(diǎn)屬于U層級(jí)、B2等級(jí)時(shí)，得分率符號(hào)記為f1×2，以此類推;④合并SOLO 層級(jí)、 Band能力等級(jí)及得分率，得到單個(gè)思維梯度（Gi） = SOLO層級(jí)系數(shù)×Band能力等級(jí)系數(shù)×得分率r。思維梯度的算法矩陣見下表3。

用三者的乘積來表征學(xué)生的單個(gè)思維梯度，乘積既反饋著學(xué)生關(guān)鍵能力的進(jìn)階，又表現(xiàn)了學(xué)生SOLO層級(jí)的思維進(jìn)階，形成了動(dòng)態(tài)的思維梯度進(jìn)階。思維梯度反映了知識(shí)和能力進(jìn)階水平和問題解決的思維結(jié)構(gòu)，有機(jī)融合了“知識(shí)、能力、思維、學(xué)生個(gè)體差異”四個(gè)因素之間的關(guān)系，避免四者之間的割裂。根據(jù)矩陣，得出每一個(gè)梯度對(duì)應(yīng)的思維梯度的計(jì)算方法為：

G1= U×B1×f1×1+U×B2×f1×2+U×B3×f1×3+U×B4×f1×4+U×B5×f1×5;

G2= M×B1×f2×1+M×B2×f2×2+M×B3×f2×3+M×B4×f2×4+M×B5×f2×5;

G3= R×B1×f3×1+R×B2×f3×2+R×B3×f3×3+R×B4×f3×4+R×B5×f3×5;

G4= E×B1×f4×1+E×B2×f4×2+E×B3×F4×3+E×B4×F4×4+E×B5×F4×5

實(shí)際上，上述Gj（j=1、2、3、4）算出了能力進(jìn)階狀態(tài)下新的SOLO思維結(jié)構(gòu)值，我們可以稱之為U'、M'、R'、E'，可以用來直接比較學(xué)生的不同水平思維結(jié)構(gòu)（U、M、R、E），對(duì)學(xué)生的不同類型思維結(jié)構(gòu)進(jìn)行差異性分析?；蛘?，相應(yīng)的乘以十倍或一百倍，將其轉(zhuǎn)化為兩位整數(shù)進(jìn)行比較。

思維梯度的測(cè)量要通過紙筆測(cè)試等反饋出來，由于一份試題由若干道題組成，每一道題又包含若干小題，其難度和分值不等。要把全卷所有考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的思維梯度疊加在一起，即得到學(xué)生的思維梯度綜合值（記為G總）。為了突出思維梯度的梯度進(jìn)階影響，將所有G1的總和乘以1，所有G2的總和乘以2，所有G3的總和乘以3，所有G4的總和乘以4，即：

G總=1×ΣU×Bi×fU×Bi+2×ΣM×Bi×f M×Bi+3×ΣR×

Bi×fR×Bi+4×ΣE×Bi×f E×Bi

（i表示Band等級(jí)的數(shù)目，i=1，2，3，4，5 ;U = 1，M = 2，R= 3，E = 4;B1 = 1，B2 = 2，B3 = 3，B4 = 4，B5=5）

通過測(cè)試，計(jì)算出學(xué)生的思維梯度綜合值，不僅能判斷學(xué)生的知識(shí)和能力進(jìn)階水平和問題解決的思維結(jié)構(gòu)，關(guān)注學(xué)生的核心素發(fā)展水平，還能診斷出學(xué)生物理思維結(jié)構(gòu)中的隱性問題，充分體現(xiàn)考試評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的功能。

三、SOLO-Band- Score Rate 的實(shí)踐應(yīng)用和思考

1.基于SOLO-Band- Score Rate 的試題命制

命題時(shí)根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求圍繞教學(xué)程度、思維梯度、試題難度編制命題觀測(cè)“三度表”，具體以下表4為例：

2.基于 SOLO-Band- Score Rate 的分析評(píng)價(jià)

試卷測(cè)試后經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析得出測(cè)評(píng)點(diǎn)的得分率，通過SOLO-Band- Score rate思維梯度算法模型，測(cè)得學(xué)生的思維梯度（G總）。大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，學(xué)生個(gè)人、班級(jí)、學(xué)校的物理學(xué)業(yè)質(zhì)量水平與思維梯度綜合值之間存在高度一致性。

從評(píng)價(jià)角度，基于 SOLO-Band- Score Rate的分析，拋棄了用分?jǐn)?shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單粗暴的評(píng)價(jià)，而是從學(xué)生所處的思維梯度和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平來評(píng)價(jià)學(xué)生，且能有效診斷出學(xué)生物理思維結(jié)構(gòu)中的隱性問題，從而在“教”“學(xué)”方面進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的改進(jìn)和提升，切實(shí)促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展。另外，還能通過比較學(xué)生的思維梯度綜合值，進(jìn)一步推斷學(xué)生或者群體的學(xué)習(xí)能力和發(fā)展趨勢(shì)。

3.基于SOLO-Band- Score Rate優(yōu)化試題命制及評(píng)價(jià)的思考

基于SOLO-Band- Score Rate，建立學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)創(chuàng)建學(xué)業(yè)質(zhì)量檢測(cè)平臺(tái)，是創(chuàng)新評(píng)價(jià)方式的有效途徑。通過SOLO-Band- Score Rate完善命題技術(shù)、優(yōu)化教學(xué)評(píng)價(jià)、提高教研品質(zhì)，達(dá)到創(chuàng)新學(xué)生物理學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)方式的目的，最終使物理學(xué)科核心素養(yǎng)真正扎根。

[本文系廣東省教育科研“十三五”規(guī)劃2019年度教育科研項(xiàng)目“基于教學(xué)評(píng)一體化的初中物理教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2019YQJK072）;“粵港澳大灣區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略下以‘項(xiàng)目式’教學(xué)為基礎(chǔ)的初中生理科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)”（項(xiàng)目編號(hào)：2020WQYB086）的重要研究成果之一]

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責(zé)任編輯? 胡春華