物理課堂教學評價的一種先進工具

摘 要：本文介紹美國俄亥俄州立大學研制的Voting Machine教學評價系統，詳細論述了該教學評價系統的組成和安裝、師生使用方法以及系統的理論依據。

關鍵詞：教學評價；Voting Machine；安裝；理論；應用

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2007)1(S)-0053-3

教學評價是對教師工作和學生的學習質量做出客觀衡量和價值判斷的過程，是教學工作的重要環節。古語云：“工欲善其事，必先利其器”。要做好教學評價，必須先了解并熟練掌握教學評價工具。這里介紹一種先進的評價工具-Voting Machine評價系統。

Voting Machine評價系統由美國俄亥俄州立大學(The Ohio State University)包雷(Lei Bao)博士所在的物理教育研究組研制而成，該評價系統在美國多所學校已經進行了實驗，表明它能夠有效地促進教學。本文進行介紹：

1 Voting Machine評價系統的組裝

評價系統組成元件包括若干選擇器（Handheld units）、一個接受器（One receiver）、一個電壓調節器（Onepoweradapter: AC12V，I>850mA）、一條電纜（One 9-pinRS-232cable）、應用軟件（application software）。選擇器和接收器如圖所示，（圖1、圖2）。

在計算機上裝上Voting Machine評價系統應用軟件，將計算機一系列的接口和接受器連接在一起，接收器和12伏的電壓調節器相連，安裝好整個評價系統（圖3）。

軟件安裝方法是：將CD插入計算機CD驅動器，在根目錄下會發現“選擇器”的文件，將此文件復制到C盤目錄中，再在桌面上創建“選擇器”的快捷方式，雙擊快捷方式就可以啟動軟件了。

在一間教室內放置一臺接受器就可以了。接受器應放在教室前方的一個較高位置。接受器接受信息范圍水平方向可偏160°，上下可偏20°，接受距離可達120米（圖4、圖5）。

一臺接受器可裝配380臺選擇器裝置，1秒鐘內可以和100臺選擇器進行信息交流，這樣，學生的信息就可以在眨眼之間通過接受器和應用軟件在電腦屏幕上展現，使教師和學生很清楚地知道學生當前的理解狀態，以便靈活地調控教學進度，修改和調整教學設計。

2 Voting Machine評價系統的使用方法

2.1 教師使用方法

軟件啟動后將自動監測接受器，因此只要確認接受器和計算器通過一系列的接口連接在一起就可以了。硬件連接恰當，軟件會促使儲存在文本文件中的學生的ID號碼保存到叫做“班級ID”的文件包，每位學生用四位數字的ID號碼，ID裝上后軟件會在左上側自動出現一浮動面板（如圖6所示），現在評價系統已準備好接收學生的答案了。

浮動面板上有一設置問題的方框，將顯示裝進“問題”軟件包的所有問題，此軟件可以識別幾種不同的格式，如文本、圖象和超文本等。也可以自己臨時編寫新的問題，程序將提供文本編輯頁允許教師在文本的狀態下編寫新的問題，但是只能是文本格式。問題選中后點擊“確定”按鈕，將問題呈現在浮動面板上（圖7）。

教師點擊“開始”按鈕，收集學生的答案，記時器將從前置時間減到零，直至選擇過程停止。

一旦選擇停止，可以用“前進”按鈕自動展開數據表。在選擇期間也可以利用“暫停”按鈕，停止記時器和選擇，繼續選擇按“繼續”按鈕。同學們選擇結束后，老師點擊“統計（stat）”按鈕，則出現學生答題情況的統計柱狀圖及其它相關信息（圖8）。

軟件允許一題多選，而且可以將教師和學生的行為儲存在叫做“數據（data）”和“語言”的文件包中，這些文件可以被導入數字基本軟件中，而且可以在屏幕上展開以便作進一步的分析。

2.2 學生使用方法

在應答時，學生可以對一道題目選擇一個或多個答案。學生可以根據自己所選選項的信心程度，對每一個答案給出三種不同的信心指數（用按鍵旁邊的二極管發光的顏色代表）。這一功能還可用于實現其它類型的題目，如排序題，多重是非題等。

學生用選擇器裝置（圖9）通過紅外線直接和接受器交流信息（接受器在教室中應處于一較高位置），手控裝置和接受器之間的直射光線是必要的。在將要應答前，打開開關，應答完成后應及時關閉電源以節省電池。當選擇器開啟時，狀態發光二極管緩慢地閃爍綠燈。在和教室前的接收器進行傳輸時，狀態發光二極管亮起橘紅色的燈。

在應答前，應仔細地閱讀思考問題。選出答案后，按應答器上的按鍵，每個按鍵代表一個選擇項。按鍵旁邊的二極管發光的顏色代表你的信心程度：（圖9）

綠色-非常自信，非常肯定

橘紅-比較自信，基本肯定

紅色-不太自信，很不肯定

關閉-不予選擇

然后按“發送（send）”鍵，將手中的應答器對準接受器，因為它們正通過紅外線進行傳輸，確定前面沒有物體阻擋紅外線的路徑，發送答案到前面的接收器。在此傳輸過程中，發光二極管顯示為橘紅色。一旦傳輸結束，發光二極管將變為正常模式下的閃爍綠燈狀態，同時表示答案已被成功接受。

若狀態發光二極管總是持續顯示橘紅色，這意味著應答器正試圖與接收器進行通信傳輸。這種情況通常發生在學生已經按了“發送（send）”鍵而教師還沒有開始接收活動。這時，學生應該關閉手中的應答器，重新開啟開關并答題。如果問題發生在正常的接收過程中，需要向老師請教，或請求相關技術人員幫助。

3 Voting Machine評價系統的理論基礎

3.1 建構主義教育思想

杜威強調教育必須建立在經驗的基礎上，教育就是經驗的成長和經驗的改造，學生對新知識的學習是在獲得了一系列的個人經驗和前面學習的知識的基礎上進行的，這些經驗和知識就是學生的前概念。有些前概念可能成為學生理解物理概念的障礙，有些前概念則將成為學生形成科學概念的基礎和依據。及時、準確地診斷有關前概念，實乃課程實施的關鍵。

維果茨基認為，個體的學習是在一定的歷史、背景下進行的，社會可以對個體的學習發展起重要的支持與促進作用。他很重視學生原有的經驗和新知識之間的相互作用，并用“最近發展區”的概念來描述這種關系，他把學習者的日常經驗稱為“自下而上的知識”，而把他們在學校里學到的知識稱為“自上而下的知識”，自下而上的知識與自上而下的知識相聯系才能成為自覺的、系統的知識；自上而下的知識與自下而上的知識相聯系才能獲得成長的基礎。所以，適時了解學生在學習過程中對概念的理解，有針對的促進上述兩類知識的聯系，是很必要的。

3.2 掌握學習理論

“掌握學習”的基本內涵是：根據期望學生達到的具體教學目標來確定“掌握學習”目標；根據明確劃分的教學單元來組織教學，使學生達到教學要求的目標；在學生學習下一單元之前，要求他們完全掌握前一單元；在學習完每一單元時進行一次不打分的診斷測驗，學生已掌握80%-85%的知識點即達到“掌握學習”水平。這樣以提供教學反饋，學生學習由此得到強化；在課堂教學中可以利用測試題進行及時診斷，根據診斷信息，對每個學生原來的教學補充適當的學習矯正措施，使他們完成單元的學習，并最終達到“掌握學習”水平。

4 Voting Machine評價系統課堂教學應用舉例

中測試題一

在圖10描述的五種情景中，人對物體做功的是（ ）

中測試題二

放學后，某同學背著重40N的書包沿水平路面走了200m，又登上了約10m高的四樓才回到家，則她在回家過程中對書包所做的功約為（ ）

A.0 J B.400 J C.2000J

D.8000 JE. 8400 J

說明 中測試題一和中測試題二是師生共同把教材中的主要內容“力學中的功”和“功的計算”學習完后進行的測試，目的是考查學生是否能利用“做功的兩個必要因素”判斷各種情境中人是否對物體做功，以及應用功的計算公式計算人對書包做功的大小。根據測試情況對后續學習提供指導。

應用結果分析:

說明 圖11表明學生約90%應用“做功的兩個必要因素”來判斷力對物體是否做功，約93%能應用功的計算公式計算功的大小。學生應用“做功的兩個必要因素”和“應用功的公式計算”已經達到“掌握學習”水平。

5 小結

5.1 Voting Machine評價系統與傳統的評價方式比較有兩個典型特征：即時反饋和精確測量。即時反饋是指學生在1秒內通過手中的選擇器向教室前方的接收器發送答題信息，教師通過操作即刻可在大屏幕上顯示反饋的信息。精確測量指該評價系統通過統計柱狀圖的方式精確展示選擇題各選項的選擇情況，包括選擇各項的人數，每項的信心度，答題時間甚至可以知道每個學生在整個測試過程中所選擇的項目以及答題時間等。

5.2 課堂上利用Voting Machine評價系統只能有效地解答選擇題，對填空題、問答題、計算題和論述題則無法進行解答。所以，測試題都以選擇題的形式編制。正因為利用Voting Machine評價系統只能解答選擇題，我們只能較好考查教學目標中的認知領域，而對情感、動作技能兩個領域則不易于考查。對于“過程與方法”和“情感態度與價值觀”的形成性評價我們應采用質性評價方法：表現性評價、學生成長記錄和檔案袋評價等。

備注：VotingMachine評價系統的生產廠家是：南京奧雷光電科技中心。地址：江蘇省南京市鼓樓區湖北路83號5單元210室。郵編：210009。

參考文獻：

［1］Lei BaoAssessment as a Method for Effective Instruction Theories， Methodologies and Applications［R］Physics Education Research Group.Department of Physics.The Ohio State University.

［2］Education Innovative Ltd.Voting Machine System Installation［Z］.Physics Education Research Group Department of Physics.The Ohio State University..

［3］Project Galileo.ConceptTest Search Results［Z］. http://galileo.harvard.edu.

［4］巨瑛梅．劉旭東．當代國外教學理論［M］.北京：教育科學出版社，2004.8.

(欄目編輯王柏廬)

<注>：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文