高中理科实验综合考查与评价研究报告，本文主要内容关键词为：研究报告论文,理科论文,评价论文,高中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题的提出
高中理科主要包括理、化、生三门学科，均是实验科学，具有很强的实践性，其理论、原理和定律的形成，就是人们不断观察自然、提出问题、建立假设，然后设计实验并对实验的结果进行分析、概括和推理的结果。因此，实验是理科教育的重要组成部分，实验能力的培养是理科教育的主要目标，也是理科本身的特点在教育中的必然体现。
目前，由于受应试教育的影响和学校实验条件的限制，学生可动手实验的机会减少，实验潜能得不到开发，讲实验代替了做实验，实验教学成为理科教学的薄弱环节。另一方面，现行高中理科实验的考查模式也不能适应实验教育发展的需要。因此，理科教育亟待改革。
由此，根据理科的特点和理科教育的现状以及发展趋势，本研究选择高中理科实验考查为切入点，借教育评价的导向作用，推动高中理科教育的改革。
二、研究的目标
近期目标是建构高中理科实验综合考查的模式即测评方案，确立高中理科实验综合考查的策略。最终目标是：（1 ）提高全体学生分析和解决实验问题的能力；（2）探索优秀理科特长生的发现途径；（3）强化理科教师的实验修养，提高理科教师的科研能力。
研究假设：
1.实验考查有助于学生实验操作技能的培养和良好实验习惯的养成。特别是研究型实验题的考查，能培养学生学以致用，分析解决实际问题的能力，有利于理科创造型人才的培养和发现。
2.实验考查有助于有目的、有计划、有阶段、有区别地开展实验教学，改变当前实验教学薄弱的现状。
3.实验考查有助于增强师生的实验意识，形成以实验为基础进行理科教学改革的氛围。
三、研究过程
本研究分以下三个阶段展开：
1.第一阶段研究“实验技能组块式考查与评价方案的建构”
本阶段的研究程序为：
（1）研究确定考查目标。由6名理化生教师组成的研究小组对理、化、生三科的实验技能进行综合、比较、归类和组合，在此基础上确立高中理科实验技能的板块组成及每个板块包含的技能条目。
（2）命题组卷。以实验技能的四个板块为目标命题组卷， 并编制相应的考查评定检核表。
（3）实施考查。研究确定实施考查的具体方案， 并根据方案对我校95学年高二年级204位同学进行实测。
（4）分析总结。对施测结果进行数据处理和资料汇总， 在定性定量分析基础上，撰写第一阶段研究报告。
2.第二阶段研究“命题实验启动式考查与评价方案的建构”
本阶段工作程序与第一阶段类似，包括：研究确立实验能力考查的目标；命题组卷；实验考查；分析总结。对406 位学生的实测结果进行数据处理和资料汇总，在定性和定量分析的基础上，撰写第二阶段研究报告。
3.第三阶段——总结推广阶段
对第一、二两个阶段的研究成果进行分析、综合、比较，在此基础上，（1）提出高中理科实验综合考查的策略，（2）概括高中理科实验考查的操作模式，（3 ）制订在全校范围内推广高中理科实验综合考查的操作方案，并对97学年高一年级8个班、高二年级8个班全体学生进行实测，（4）汇总材料，撰写总报告，推广研究成果。
四、研究结果
（一）建构了两套测评方案
1.实验技能组块式考查与评价方案
（1）确立考查目标。 “实验技能组块式”考查目标的确立首先在综合高中阶段理、化、生三科实验技能的基础上，依据其心智和体能体质上的共性，通过分析、综合、比较、归类，最后组合成四个技能板块，分别为测量和读数的基本技能、常用仪器的使用和调整技能、基本实验的规范操作、实验原理及数据处理等四个板块，每个板块包含了具体的技能考查条目（见附件1）。
（2）命题。根据以上确立的高中理科实验技能的四个板块， 分别命题组卷，依次为卷Ⅰ、卷Ⅱ、卷Ⅲ、卷Ⅳ，每卷视板块内技能条目的多少设置平行卷，如卷Ⅰ有平行卷2份，卷Ⅲ有平行卷6份。这样做既能避免“同类重复”，又有较大的覆盖面。
（3）评价。每次考查，考生须同时完成4份试卷，且4 卷须同时通过，只要有一卷不达标，该生理科实验技能考查评价定为“不合格”。
每份试卷的评价由相应的考查评定检核表完成，采用三级评分法。共中第一级是对某一评分点的判定，第二级是对某一技能的判定，第三级是对某一操作的判定。评定时，第一级评分用“P·F”评定法， “P”代表通过，“F”代表不通过。第二、 三级评分模式由给定的逻辑运算评定，运用逻辑运算符号“∪”和“∩”，分别表示“或”和“且”。其评分模式的确定，考虑到某一操作中的各个技能和某一技能中的各个评分点的地位，有主从、主次和并列之分，以“测量和读数的基本技能”（卷Ⅰ—B）（见附件2、3）考查试卷为例，其中A题是考查游标卡尺的使用，a、b两评分点必须同时通过，二级评分才能通过。而C 题考查安培表和伏特表的使用，a、b两评分点通过一项，二级评分就给予通过。
（4）施测。在已命题的11份试卷中，分别从卷Ⅰ、卷Ⅱ、卷Ⅲ、 卷Ⅳ中抽取1份，进行试卷编组，每卷设一考点。在考试当天， 由学生抽签决定参试的试卷组合，并发下相应试卷。
（5）考查结果及分析。本次测试，实际受测的考核点为48个。 在参试的239名学生中，全部达标，合格率为100%。
实测结束后，我们曾对参与监考的全部理科教师和部分参试学生进行座谈调查。师生共同的看法是：测试的考核点多、考核面广，较全面地反映了学生高中理科的实验技能，更由于在考查当天抽签决定参试的试卷组合，事先未作任何针对性复习和训练，故实验技能的现场判定真实地反映了学生客观实际。
我们又随机抽取90名考生作为样本，以理科实验技能考查前的期中考试中理科成绩为基准进行相关分析，结果发现：（1 ）学生在认知领域的理科学习成绩与理科实验操作的准确度之间显著正相关（相关系数r＝0.25，P＜0.05）。（2 ）学生在认知领域的理科学习成绩与理科实验的速度相关不显著（r＝0.16，P＞0.05）。这说明学生的理科学习成绩好，其实验操作的熟练程度并不一定高，反之亦然。由此，我们认为理科实验操作的正确程度，不是评价学生实验技能水平的唯一指标，应引入速度指标（即操作熟练程度）。
2.命题实验启动式考查与评价方案
（1）确立实验能力考查的具体目标。 用研究型的命题实验启动对实验能力的考查，是本方案研究的重点。那么什么是实验能力？从广义上讲，实验能力是指运用实验手段解决问题的能力。本方案确定如下条目为实验能力考查的具体目标：①设计简单实验方案的能力（包括对实验原理的理解、实验方法的确定，实验用品的选择和实验步骤的编制等），②实验操作的能力（包括仪器和药品的使用、装置的组装和规范的实验基本操作），③观察能力（现象观察准确全面，数据获取准确规范），④分析能力（故障的分析与排除，误差的分析与校正，现象的分析与结论的推出），⑤处理数据能力，⑥表述实验及其结果（撰写实验报告）和最终解决问题的能力（正确得出实验结论）。
（2）命题。命题时，研究型的实验题除了要考查学生以上6个条目的实验能力外，所提出的实验问题还必须符合：①该问题必须通过实验才能解决，②学生必须具备解决该问题的基础知识。研究型实验题，要求考生自行设计实验操作方案，使多种实验能力的考查一题到位，其聪明才智及独创精神得到充分发挥；但少数学生对这种研究型实验题可能不适应，感到无从下手。为此，在试卷的指导语中规定，若有困难应及时举手提出求助。
命题还对试题的长度和结构作了统一安排。实行一卷一题，其长度控制在一课时内完成，其结构由实验目的和要求、实验用品、实验内容、实验方案设计、实验记录等部分组成。其中少数超过现行教材的内容用提供“知识信息”的办法补充，“实验记录”供考生记录实验现象和结论（附件4，略）。
（3）评价。每份试题均编制相应的检核表， 依据实验考查的目标，结合试题的特点编制而成。它由指标体系和相应的权重两部分构成。指标体系做到可测、可察、突出重点，各指标的权重均由层次分析法确定；各表的指标体系均为二级，其中一级指标及权重分配各卷相同，而二级指标及相应权重分配视各卷具体定夺（附件5，略）。
（4）施测。每次测试同时启用两卷实施考查，每卷设一试场。 学生按学号编组，单号和双号分别编在不同试场，一人一桌，全班同时施考。试卷在学生进入试场后发放，准备10分钟后即开考。监考容量控制在6人左右，监考时，除“操作规范化”、 “操作熟练程度”和指导下完成的考核指标（主要是“实验方案设计”）等须现场判定外，其余指标可放在场外依据考生试卷判定。对于每个考生不再分科进行实验考查，只考其中一卷就评定其理科实验成绩。并从检验各科实验能力的兼容性出发，我们又随机抽取高二（1）的24名考生，同时进行卷A和卷B 的实验考查，并进行相关分析。
（5）成绩评定。在检核表中， 四个一级指标仅“操作熟练程度”这一指标不能直接亮分，其分值由下式计算：
X[,t]＝K·[（T[,标]－T[,i]）／T[,标]+0.6]
X[,t]——受试学生实验操作熟练程度分
T[,标]——绝大多数学生（95%以上）完成实验所耗时间
T[,i]——受试学生完成实验所耗时间
常数K＝20，其值由“操作熟练程度”这一指标的权重决定。
由检核表计算所得的成绩为百分制，其等第按表1确定。
表1 等第的划分标准
标准(分)
≥93
93—80
79—50 ≤49
等 第
A(最优) B(次优) P(合格) E(不合格)
不同的试卷其难度不一，操作时我们采用等第拉平的方法，使之等效。具体做法是：确定一份难度适中的标准试卷对一定范围的代表性考生测试后，建立标准等第分布，另一试卷的等第划分标准与标准试卷的标准等第分布拉平。也就是说，考生不因参试试卷的不同而影响他们的成绩（即等第）。等第拉平这一思想来源于我们将测试的群体分成两半完全是随机的，又发现统计这两半的理科学习总成绩的平均分和标准差完全吻合，从而我们认为这两半的实验成绩的等第分布也是相同的。
（6）考查结果及分析。本次考查我们随机抽取1／3A卷考生的测试情况：均分84.37，标准差14.23，最高分100分，最低分54分； A 等率43.3%，B等率25.24%，P等率31.3%，E等率为零。这一结果反映了我校学生理科实验的总体水平较高，但个别差异较明显，有利于实验特长生的脱颖而出。
24名考生的卷A和卷B的理科实验成绩相关极其显著（（r＝0.76， P＜0.76，P＜0.001）。这说明在统计意义上， 考生并不因试卷的不同而影响他们的实验能力水平。说明卷A、卷B涉及的实验内容尽管不同，但反映的理科实验能力的要素基本一致。从一定意义上讲，也说明了作为实验能力，各学科间的兼容性较大，也体现了理科实验能力考查方案的科学性和可行性。
（二）提出了高中理科实验综合考查策略
我们在第三阶段的研究中提出了理科实验实行综合、分层考查策略：即在高一阶段用A方案测评， 在高二（也可在高三理科班进行）阶段增加实验能力的考查，用B方案测评。这一考查策略在我校97 学年高一年级8个班、高二年级8个班全面推广，并作为我校实施素质教育的重要举措，列入学校教育计划，并在以后学年全面铺开。实践表明，这种改革是可行的。
（三）形成高中理科实验综合考查的操作体系
分析概括A、B两套测评方案的实施过程，形成如下高中理科实验综合考查的操作模式。
五、研究成效
（一）确立了有创新思想的高中理科实验综合考查模式
本研究的两套实验考查方案，即“实验技能组块式考查与评价方案”（简称A方案）和“命题实验启动式考查与评价方案”（简称B方案）。其中A方案突破具体实验的框架和学科的界限，对理、化、 生三科的实验技能进行综合、比较、归类和组合。B 方案则确立了以高中理科实验技能和相应学科知识为载体的实验能力为主的考查目标，提出了采用研究型命题实验启动能力考查的“命题实验启动式考查与评价方案”。高中理科实验实行综合、分段的考查策略，即高一阶段用A方案测评， 高二阶段用B方案测评。
（二）发现并培养了一批理科实验优秀生
1.学生的科研意识增强
《高中理科实验综合考查与评价研究》实施的考查，增强了学生的科研意识，使一批理科实验的优秀生脱颖而出。例如吴巍同学，当他发现家乡的养蚕户中出现“薄头茧”时，就在丰乔村叔叔家进行实验研究，从高二一直坚持到高三，终于发现：“薄头茧”形成与光照强弱及均匀程度密切相关，提出了防止“薄头茧”形成的措施是蚕房的光线应该暗而均匀的研究结论，撰写了“关于光线影响薄头茧形成的发现”一文。这一新技术已在晚村乡和同福乡推广，获得明显增产效果，它的研究成果已转化为生产力，并由此更激发了他探索科学问题的兴趣，形成了爱好和志向。又如陈啸侠同学，他观察到周围同学有沾唾液翻书的不良习惯，就对书本中细菌的存在情况进行研究，在我校图书馆查阅大量资料，又在医院的生理室进行了书本菌落的培养，根据实验结果撰写了“关于书本中菌落情况的研究”一文，此文获得第八届省青少年发明创造奖银牌。这位学生所反映的科学思路、科学方法正是我们教学中所追求的科学素质的培养目标。
2.学生在理科各类竞赛中成绩显著
学生在理、化、生的各类竞赛中成绩显著，获得奖牌数逐年增多，95、96、97学年获得省级以上奖牌数分别为10、50、67人次。
（三）促进理科教师快速成才
《高中理科实验能力综合考查与评价研究》的研究与实施，①提高了研究人员教育科研能力，例如商月明老师仅在短短的三年时间内就在省级以上报刊上发表研究论文十五篇。②带动了全体理科教师以实验为基础的课堂教学改革。如97学年我校涉及到理科教育方面的研究论文有90篇发表或获奖，占我校发表或获奖论文总数的63.3%。
（四）学校理科教育以实验为中心的素质教育氛围初具规模
（1）以实验为中心的课外科技活动蓬勃展开。从95学年开始， 理科各门学科在高一、高二年级都为学生开设了实验选修课。
（2）高中理科实验综合、分段考查策略，列入学校教学计划， 在全校范围内全面推广。
附件1：
实验技能组块式考查内容
板块名称考查条目
1.测量和读数a.温度计的使用和读数;b.量筒的使用和读数;c.游
的基本技能 标卡尺的使用和读数;d.螺旋测微器的使用和读数;
e.弹簧秤的使用和读数;f.安培表的使用和读数.
2.常用仪器的a.秒表的使用;b.低压电源的使用;c.变阻器的使用;
使用和调整技能 d.万用电表的使用;e.容量瓶的使用;f.天平的使用;
g.分液漏头的使用;h.试纸的取用;i.显微镜的使用.
a.电路联接;b.电磁打点计时器的安装和使用;c.验
证玻玛定律的器材安装和使用;d.平抛运动轨迹的确
定;e.碰撞运动轨迹的确定;f.碰撞中的动量守恒,小
3.基本实验的球落点的确定;g.静电场(恒流场)等热线的描绘;h.
规范操作测玻璃砖折射率中大头针的扦插;i.共轭法测透镜焦
距中的位置调整;j.临时装片制作的规范操作;k.碳
酸氢铵受热分解和产物的检验;l.乙醛被氢氧化铜氧
化;m.乙烯的制取和性质试验;n.NH[+][,4]的检验.
a.由打点计时器打出的纸带,计算即时速度和加速度
4.实验原理及;b.验证机械能守恒实验中对纸带的挑选△EK、△EP
数据处理的计算;c.描点作图法确定电源电内阻;d.共法测透
镜焦距;e.测定电阻率.
附件2： 高中理科实验技能综合考查
“测量和读数的基本技能”考查试卷（卷Ⅰ—B）
班级__________姓名_________学号_____________
按“考查内容”和要求完成下列操作，每项操作完成后均须举手报告老师，经监考老师检核后，方可进行下一项操作。
题号 实验器材考查内容
A 游标卡尺一把 试用游标卡尺测出某一指定硬币
硬币一枚 的直径_________毫米
B 弹簧称一把试用弹簧秤称出一重物的重力
重物一件 _________牛顿
由安培表、伏特表、电 按监考教师指令,读出在变阻器
C 珠、滑动变阻器、电键 为某一阻值时A表和V表的读数.
、电源用导线联成如图 A表读数_________A
电路 V表读数_________V
题号 整理要求
A 游标卡尺及硬币
分别按样放好
B 按原样放好
C 断开电源
附件3
高中理科实验技能综合考查
“测量和读数的基本技能”（卷Ⅰ—B）考查评定检核表
施测时间：_______ 监考教师：