信息技術(shù)支撐實現(xiàn)初中物理實驗操作考試成績量化

楊春

摘 要：教育部發(fā)布了《關(guān)于加強和改進中小學(xué)實驗教學(xué)的意見》，要求在2023年前將實驗操作納入初中學(xué)業(yè)水平考試，實驗操作考試的重要性日益凸顯。廣東省和上海市率先研究與探索實驗教學(xué)考試方式，以信息技術(shù)支撐，通過建立實驗操作考評系統(tǒng)，實現(xiàn)初中物理實驗操作考試成績量化。如何把學(xué)生的實驗過程進行高清錄像、有效存儲，各層訪問人員如何打分，是信息技術(shù)重點要解決的問題。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)支撐;實驗操作考試成績量化;中考成績

基金項目：本文為黑龍江省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度重點課題“初中物理實驗操作考試成績量化的研究”（課題立項號：JJB1320208）系列成果論文之一。

實驗教學(xué)是國家課程方案和課程標準規(guī)定的重要教學(xué)內(nèi)容，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑。因此在日常教學(xué)中，教師們都要創(chuàng)新實驗教學(xué)方式，研究與探索實驗教學(xué)考試方式。

一、國內(nèi)中考理科實驗操作技能考核的現(xiàn)狀

我國大部分省市都在推行中考理科實驗技能考核，大部分地區(qū)以省轄市為單元具體負責(zé)組織實施。黑龍江省哈爾濱市的初中實驗操作考核現(xiàn)狀是統(tǒng)一規(guī)定時間，兩個學(xué)?；ハ嗯沙鼋處焷肀O(jiān)考，監(jiān)考教師現(xiàn)場用“合格” 或“不合格”來評判學(xué)生的實驗操作過程，并沒有具體的量化為分值的評價標準。

二、“監(jiān)考教師現(xiàn)場評判”實驗操作過程的不足

（一）考查的組織管理難度大

目前，大部分省市在推行中考理科實驗技能考核中，理科實驗操作技能考核采用“推磨”式監(jiān)考和回避制度，即抽調(diào)其他學(xué)校的教師去監(jiān)考，教師往返交通壓力大，考核工作成本高。

（二）監(jiān)考教師不能看全每個學(xué)生實驗的完整操作過程

一個監(jiān)考教師同時看管幾個學(xué)生的實驗操作，在注意觀察一個學(xué)生的某一步驟時，就無法看到其他學(xué)生這一時間段的操作，不能看到每個學(xué)生實驗的完整操作過程，給出的成績公平性不夠。

（三）缺少真實再現(xiàn)的手段和復(fù)議機制

現(xiàn)場監(jiān)考教師的評價標準尺度很難完全一致。沒有一個定量的衡量標準，如果考生對評分結(jié)果有異議，缺少真實再現(xiàn)的手段和復(fù)議機制。

三、南方省份率先進行實驗操作考試改革

2017年12月20日，廣東省教育廳印發(fā)了《廣東省教育廳關(guān)于進一步推進高中階段學(xué)?？荚囌猩贫雀母锏膶嵤┮庖姟?，采取省級統(tǒng)籌管理，地級以上市為主實施實驗操作考試改革，鼓勵先行試點。

四、信息技術(shù)支撐，建立實驗操作考評系統(tǒng)

2020年6月，我申報的黑龍江省重點課題《初中物理實驗操作考試量化的研究》成功立項。課題研究的主要方向是要將學(xué)生物理實驗進行科學(xué)量化考核，所以如何把學(xué)生的實驗過程進行高清錄像、有效存儲，各層訪問人員如何打分，是信息技術(shù)重點要解決的問題。此課題在黑龍江省內(nèi)還處于空白，且對區(qū)域的物理實驗教學(xué)有非常重要的意義。

（一）考務(wù)管理服務(wù)器+視頻文件服務(wù)器二合一

設(shè)備參數(shù)推薦：

1.視頻文件存儲與流媒體服務(wù)軟件。

（1）視頻文件存儲服務(wù)：學(xué)生實驗視頻編解碼處理與存儲、考試視頻分散存儲轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。

（2）加密防篡改：視頻文件加密校驗服務(wù)。

（3）視頻流媒體服務(wù)，為直播、巡視提供遠程轉(zhuǎn)碼推流標準服務(wù)。

2.硬件：視頻文件服務(wù)器二合一（PowerEdge R740服務(wù)器主機機架式雙路2U R740）。

（二）實驗管理系統(tǒng)搭建

師生登錄及管理員運營需要有操作、管理界面，針對這個需求硬件推薦：處理器（Intel酷睿八核i7-9700處理器），內(nèi)存（32G DDR4），硬盤（128G SSD + 1TB 7200 RPM機械硬盤），顯卡（獨立顯卡，4G以上顯存），顯示器（24寸 IPS屏 1920*1080分辨率），網(wǎng)卡（1000Mbps）。軟件推薦：實驗考試監(jiān)考管理軟件。

1.功能一：TCTS-ES100【現(xiàn)場監(jiān)考管理】——監(jiān)考老師帳號登錄。信息化監(jiān)考管理：按場次自動置頂，可查詢完成場次監(jiān)考記錄。全程可視化監(jiān)控：分頁顯示所有實驗桌的視頻畫面，每實驗桌2路視頻實時預(yù)覽和切換，雙擊可以全屏顯示高清細節(jié)。電子試卷自動分發(fā)與收卷：支持提前交卷確認，支持自動收卷1分鐘倒計時。

2.功能二：TCTS-ES101【考場紀律管理】——監(jiān)考老師帳號登錄?？忌矸葜悄茯炞C：支持人臉識別身份驗證，支持人臉認證失敗提示，監(jiān)考老師可以線下核對手動驗證通過，支持認證操作超時重發(fā)驗證。考試過程異常管理：支持缺考與作弊處理，上報管理系統(tǒng)安排補考或仲裁。支持記錄考場考試異常，支持打印簽字上報。

3.功能三：TCTS-ES102【考試設(shè)備自檢管理】——監(jiān)考老師帳號登錄。完善的系統(tǒng)設(shè)備自檢，實時感知考場設(shè)備狀態(tài)，及時上報設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)連接故障，并提供修復(fù)建議。最多支持32座位標準考試間監(jiān)考。檢測對象包括：學(xué)生端及其外接設(shè)備（電子目鏡、電子顯微鏡、抓拍控制器等）、智慧視頻采集系統(tǒng)。

4.功能四：TCTS-ED100【實驗室設(shè)備配置管理】——校級管理員/監(jiān)考老師帳號登錄。設(shè)備安裝初始化配置：學(xué)生端桌號綁定、通信端口號配置;智慧視頻采集系統(tǒng)桌號綁定和錄制參數(shù)初始化、系統(tǒng)時鐘同步。支持攝像頭參數(shù)初始化批量操作。設(shè)備更換初始化配置：同初次安裝，針對單臺設(shè)備進行初始化。設(shè)備軟件升級管理：支持學(xué)生端和智慧視頻采集系統(tǒng)軟件（批量）升級。支持設(shè)備出廠自動檢測與初始化。

（三）智慧實驗操作數(shù)據(jù)采集終端硬件需求

1.極致簡約設(shè)計，顯示、觸控一體化超薄設(shè)（378*240*11mm），美觀實用;大屏（15.6寸）顯示器，IPS全視角，全高清，分辨率1920*1080;完美10點觸摸電容屏，支持手寫及多點手勢;響應(yīng)時間小于3ms;抗光干擾，確保操作的準確性（強光直射照常使用）;擴充性好：配置靈活，3個USB2.0，1個mini USB，100M/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)口，可擴充安裝客戶需求的各種功能配件;安全性高：更輕更薄，無銳利邊緣，通過CCC認證;視頻解碼支持1080P 全高清（Full HD）MPEG、H.264 等;亮度：≥ 250 cd/m2，對比度：≥ 800：1，刷新頻率：60HZ，色彩總數(shù)：262 K（6-bit），CIE1931 60%;使用壽命：最小值為15000小時， 最大值為50000小時。

2.實驗操作考試數(shù)據(jù)采集軟件：（1）支持人臉識別，準確快速驗證考生身份;（2）結(jié)構(gòu)化答題卡，讓學(xué)生通過觸摸屏便捷、準確、清晰記錄實驗數(shù)據(jù);支持電路原理圖拖拽式便捷繪制，支持填圖、顯微圖像標注，支持表格記錄多組實驗數(shù)據(jù)等;（3）支持實驗現(xiàn)象拍照報告、顯微鏡抓圖功能;（4）可選AI賦分功能，代替老師人工評分。

五、結(jié)語

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，實驗操作考試成績量化后納入中考考試范疇，中小學(xué)實驗教學(xué)在基礎(chǔ)教育階段中的作用和地位必然會逐步提高，這是我國經(jīng)濟社會發(fā)展對創(chuàng)新型人才的現(xiàn)實需求所決定的，也必然是中國教育改革發(fā)展的方向和著力點。

參考文獻

[1]教育部.關(guān)于加強和改進中小學(xué)實驗教學(xué)的意見[R].教基〔2019〕16號.