第十章 物理教学测量与评价

【基本内容】

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。

 

第一节  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重要概念。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，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（1?2?3）、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。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，按照一定的计划，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：①了解教育现状，掌握有关动态和信息，为教育决策提供依据；②可以验证某种假设，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：①探测性目的，主要用于对现状不甚了解的情形；②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；③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：①调查的项目应能充分反映调查的目的；②项目的表述要简明清晰，便于实施中的操作；③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：①调查事实的问卷；②调查对事物的意见、倾向及评判的问卷；③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． 频数分布表与频数分布图

频数是指某一随机事件在n次试验中出现的次数。各种随机事件在n次试验中出现的次数分布就称为频数分布。对一批数据，将其频数分布用表格的形式表示出来就构成了频数分布表。

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2．统计的特征量数

上述图表法，很形象，很直观，但它是对数据的初步整理和分析。要想深入了解一批数据的全貌及各种特征，还需对所考查的数据作进一步的整理和分析，还需要计算一些特征量数。这些量数在用于反映一个样本的特征时称为统计量；用于反映总体特征时称为参数。在教育测量中最常用的统计量数有集中量数、差异量数、相关量数等。

（1）集中量数

集中量数是指在一批数据中，处于比较中间位置的代表数值，它反映大量数据向某点集中的情况。集中量数可以看成一批数据的代表数值，它既可以反映它们在集中趋势方面的典型特征，又可以用来进行组间比较，以判明一组数据与另一组数据的数值差别。集中量数的形式是多种多样的，譬如算术平均数、中位数、众数等都是集中量数，但最常用的是算术平均数。

算术平均数，简称平均数或平均值，它是用来反映一批数据中某种“水平”的集中量数。

（2）差异量数

利用平均数，可以用来反映一组数据分布的集中情况，可以进行组间比较。但只有算术平均数这个特征量数是不够的。要了解一批数据的全貌，不但要看它的集中量数，而且要看它们的离散程度。有时两组数据的集中趋势相同，而离散程度不同。物理教学中最常用的差异量数有平均差、方差和标准差。

（3）相关量数

我们把表示两变量之间相关关系密切程度的量称为相关量数。教学中最常用的相关量数是积差相关量数。积差相关量数，一般简称相关系数。它是用来描述两个正态连续变量或可分数据（如百分制记分的分数）之间线性关联程度的一种相关量数。

三、物理教学评价概述

1．物理教学评价的定义

自从20世纪30年代，泰勒提出教育评价的概念以来，各种流派的教育评价理论层出不穷，但到目前为止，人们对教育评价的概念还没有一个统一的定义。但是，人们普遍认为，一个较为全面的教育评价定义至少应包括评价的依据、方法、性质和目的。根据这种观点，我们认为，物理教学评价就是依据物理教学目标，通过系统地收集和处理物理教学信息，对物理教学活动地过程和成就进行价值判断的过程。物理教学评价的依据是物理教学目标；评价的方法不仅运用测验，而且也运用观察法、问卷法、统计分析法以及多元分析法等一切客观的先进技术和手段；评价的对象是物理教学活动的过程和成就；评价的性质是价值的判断；评价的目的是为改进物理教学活动提供信息 。

2．物理教学评价的功能

物理教学评价是帮助人们获得信息进行有效决策的重要工具。物理教学评价的功能，概括起来主要表现在以下几个方面：

（1）评定功能。在学校教育中，评价是教学过程的重要环节之一。它不仅能检查和评定学生的学习成绩，而且还可以对教学方法的优劣，教学效果的好坏，课程、教材的质量的高低给予评定。

（2）鉴定功能。教学的目的在于改变学生的行为，通过教学，教育对象究竟发生了什么变化，效果如何，就要对教学的结果进行测量和评价，以确定教学方案是否成功，教学目标是否达到，以及达到的程度等。并通过评价对学校工作作出鉴定，对教材作出鉴定，对学生的成绩，毕业生的水平作出鉴定。

（3）反馈功能。教学评价能够对各个环节进行信息反馈，从而使教学评价在各个环节上具有调控的功能，从而使教学工作始终处于优化状态。

（4）激励和强化功能。通过教学评价帮助教师了解到自己的成就与缺陷，成功与失败，从而激励教师的社会责任感，激发教师的内在需要和动力，增强工作的热情，提高教师改进教学的积极性和自觉性。学生通过考试可以看到自己学业成绩的进步，提高学习的兴趣，增强学习的信心，提高学习的动机。还可以促使学生对学过的知识进行全面系统的复习，巩固学习成果，促进知识的迁移，提高学习的效果。

（5）导向功能。导向功能是指通过制订评价指标、考试目标和编制测试工具的内容以及测量结果的解释和使用而影响办学的方向，办学的思想等，从而评价起到“指挥棒”的作用。

（6）诊断功能。对学习上有困难的学生实施诊断性测验，可以及时了解这些学生在学习上的困难及原因，以便采取有针对性的补救措施以及提供特殊的帮助和指导。

（7）教育研究功能。教学评价是教育研究的基本工具，学校教育工作中的许多问题，都需要借助于教育测量的方法进行研究。教育科学研究中，尤其在现代教育科学研究中，定量研究和定性研究相结合已成为主要趋向，进行定量研究就需借助于教育测量和教育评价。

3．物理教学评价的类型

（1）宏观评价和微观评价

从评价对象的角度可分为宏观评价和微观评价。宏观评价是指以物理教育的全领域为对象，它涉及物理教育的各个方面的评价。微观评价是指教育对象个体发展状况的评价。学生的知识能力、道德品行、身体发育、审美情操、劳动表现及个性品质的形成等方面的评价，教师的素质，教学等方面评价均属于微观评价。

（2）绝对评价和相对评价

从评价指标性质的角度可分为绝对评价和相对评价。绝对评价是以评价对象以外的某一客观目标为参照标准的评价。这种评价比较客观，但鉴别性较差。相对评价是以评价对象团体的平均水平为参照标准的评价。这种评价有较好的鉴别作用，但不同团体评价结果缺乏可比性。

（3）诊断性评价、形成性评价和总结性评价

从评价目的角度可分为诊断性评价、形成性评价和总结性评价。诊断性评价是为了对评价对象的发展状态作出判断而进行的评价。其目的主要是了解发展状况，发现存在问题，分析问题原因，找到解决问题的办法。形成性评价是在教学活动运行过程中进行评价，其目的是为了及时了解动态过程的效果，及时反馈信息，以便及时强化，及时调节，使教学活动能在不断调控中，得到及时完善，顺利达到预期目标。总结性评价是在教学过程某一阶段终结时，为对其总体状态和阶段效果作出判断而进行的评价。其作用主要是进行阶段总结，为今后改进提供依据。

（4）外部评价和内部评价

从评价主体的角度可分为外部评价和内部评价。外部评价是指不包括评价对象在内的其它评价者对评价对象进行的评价，又称他人评价。内部评价是指评价对象自己参照评价标准进行的自我评价。这时评价对象又是评价主体，评价过程也是自我比较、自我改进、自我提高的过程，又称自我评价。

（5）定性评价和定量评价

从评价方法角度可分为定性评价和定量评价。定性评价是使用描述性语言来评价对象“质”的特征程度、状态和性质等。定量评价是指采用定量计算方法，以数量分析为依据的评价，主要反映对象“量”的特征。

4．物理教学评价的原则

物理教学评价的原则是指开展评价活动必须遵循的基本要求，我们提出以下评价原则。

（1）目的性原则

这一原则是指开展教学评价必须明确评价目的，即明确评价的方向，这是使教学评价能充分发挥其导向功能的根本保证。

教学评价是一种目的性极强的活动，在评价活动中，对教学对象进行价值判断的主要依据就是教育目的。而开展评价活动根本目的是提高教学质量，使教学活动达到预定目标。所以，强调评价目的正确性和明确性，不仅因为它是决定评价内容与标准的重要依据，同时也因为它还是决定评价效果和教学活动方向的重要因素。因此贯彻目的性原则，就要做到开展评价活动首先要明确评价目的，评价目的又必须服从教学目标。

（2）客观性原则

这一原则是指开展教学评价时，必须采取客观公正、实事求是的态度，不能主观臆断或掺杂个人感情。

教学评价最根本标准之一就是其客观性。评价、判断时，只能依据客观事实，而决不能凭主观印象，更不能受个人感情因素影响。同时评价方法必须具有客观性和科学性。搜集信息，处理信息，都采用客观方法，尽量减少评价过程中主观随意性。

（3）全面性原则

这一原则是指评价内容应尽量全面，评价过程应充分搜集有关信息，以防止评价结论的简单化和片面性。

评价过程中，评价内容根据目的需要分成若干指标，这些指标相互联系在一起，构成一个完整体系。这一体系要尽可能全面反映评价内容，不可偏废哪一部分；进而要保障搜集信息的全面性，不要遗漏哪一方面；最后作出评价也要全面、恰当。

（4）一致性原则

这一原则是指在进行一次评价或同类评价中，要用一致的标准。

评价时遵循一致性原则，才能区分评价对象的好坏和优劣，使被评者知道自己在评价群体中的位置；从而发扬长处，弥补不足，激励自己，积极向上。

（5）可行性原则

这一原则是指教学评价实施必须符合各项制约条件的要求，使评价活动简单易行，切实可行。

教学评价的实施要受许多主观条件的制约，因此评价实施要充分考虑各种条件和要求，以使评价活动可以顺利进行，并取得成效。所以评价指标体系应尽量简炼，评价标准应尽量简明可测，计量方法应尽量简单易行。

（6）指导性原则

这一原则是指评价应与指导紧密结合，以保证评价目的最终实现。

评价的目的是改进工作，为此，必须将评价结果及时反馈给评价对象，并对其进行有效指导，帮助他们不断调节自己的行为，这样才能达到改进提高的目的。原则上，有什么问题的评价，就应有什么问题的指导，否则评价工作就失去了它存在的意义和价值。把指导作为实现教学目的关键环节对待，使评价与指导紧密结合，形成一个评价、指导、改进三者循环往复，不断发展的封闭回路。这样才能使教学活动不断接近教学目标，使教学目标得以实现。

5．物理教学评价的过程

评价的过程随评价理论的不同而不同，但一般的评价遵从一下程序：

（1）确定评价对象

主要解决评价的客体是什么或评价的领域是什么的问题。例如，评价的对象在学校范围内，主要是指学生学习成绩、学生能力水平，教师授课质量、学校领导班子与办学思想等等。

（2）设计评价指标体系

所谓指标体系，就是关于被评价对象的全部因素的集合。以学生学习评价而言，首先将学生的学习水平加以分类，而后，按此编制测验、收集资料、处理资料、对学生的学习进行价值判断。由此可见，设计评价指标体系，就是规定评价哪些因素，不评价哪些因素，将评价所依据的目标具体化、行为化。

上述指标体系的含义是狭义的。广义的指标体系，不仅包含各项指标的集合，而且还包括各项指标的权重系数的集合以及各项指标描述和测量的方法。

因此，在实施评价之前，评价者不仅要将评价所依据的目标加以具体化、行为化，而且要规定好各项指标的权重系数以及各项指标的描述和测量方法的选用，即评价工具的选用。

（3）运用评价工具广泛地收集资料

选用效度和信度高的评价工具收集一切与评价有关的资料。例如，谈话、问卷、测验、评定量表等方法均可获得评价所需的资料。

（4）处理评价资料

在评价过程中，评价者是对各个单项指标进行评价的，但如何将这些分数综合成总分？可按不同的评价方法进行分数的综合。

如果所使用的评价工具是常模参照测验，则可运用常模表找出与原始分数相应的量表分数。

如果所使用的评价工具不只一个，而是几个，每种工具所测量的数值参照点相同，单位相等，则可用加权平均方法求其平均分数。

如果被评价的指标是模糊的，可用模糊数学综合评判法来求得综合分数。

评价资料的处理不仅有分数综合问题，有时还有分数之间相关分析，显著性检验的问题，这些都可以运用统计方法来解决。其它诸如从多个因素中找出主要因素，就可用多元分析的方法。

（5）作出评价结论

作出评价结论，就是指形成综合判断和分析诊断问题。所谓形成综合判断就是从整体上对评价对象作出定量或定性的综合意见。例如，作出优良程度的区分，或作出是否达到目标的结论。基于评价的目的，我们不仅要在评价的结果处理上要作出综合评判，而且更重要的是分析问题、诊断问题，以促进被评对象的状况的改善。