利用計算機實施化學形成性評價

摘要： 介紹了一種由香港學者研究開發的用于化學教學中形成性評價的軟件，著重介紹了該軟件的特點和使用方法，闡述了其對教師改善自身教學、學生提高學習效能的促進作用。

關鍵詞： 形成性評價; 化學教學; 計算機輔助學習

文章編號：1005－6629(2007)03－0001－03 中圖分類號：G633.67 文獻標識碼：B

近年來，形成性評價（formative assessment）是教育的熱點[1，2]。 實施優秀的化學教學離不開必要的形成性評價，因為評價的結果不僅可以將學生現在的學習情況反饋給學生本人，讓他們知道自己對新知識點的掌握情況，更可以讓教師了解到學生對新講授的化學概念總體掌握的程度，便于教師及時調整教學安排，確保學生的學習朝著教學目標穩定邁進。

然而，如何設計使用有效的形成性評價來幫助和改善教學，歷來是教育實踐中一個比較薄弱的環節[3，4]。 教師們常常不得不面對班額過大、自身精力有限、缺乏相關評價技能的專業訓練等現實。一方面，網絡與計算機技術高速發展，為人們高效迅速地處理信息提供了可能；另一方面，雖然已經有一些基于計算機及網絡技術的形成性評價工具被開發出來，但很多并不能完全符合學校教育的一般需求，其中真正適合化學教師在日常教學中使用的計算機輔助形成性評價工具更是少之又少！

在香港，一種幫助化學教師實施形成性評價的系統（Test Construction Support System，以下簡稱TCSS）的軟件被開發出來，它可以在網絡和計算機的支持下協助化學教師較為簡易高效地實施教學過程中的形成性評價。在香港推廣使用的3年來，它的效能受到教師和學生的一致好評。近年來，TCSS還得到英、美等國家化學教師認可[5，6]。 目前的TCSS2.0版采用的是全英文操作界面，香港學者正打算將之漢化為中文版本。

本文旨在介紹該軟件的特點、結構、內容和使用方法。（TCSS系統及其使用手冊可以從以下站點免費下載: http://www3.fed.cuhk.edu.hk/chemistry/ ）

1 TCSS的基本結構和使用條件

TCSS由兩部分組成，第一部分是針對學生設計的形成性評價練習。通過它，學生可以完成對所學知識的形成性自評，所有的作答紀錄將由學校內的服務器反饋給相關教師。

第二部分是一系列幫助教師提高其編寫形成性評價技能的專門訓練。包括一個中學生化學錯誤概念的數據庫，15條編寫選擇題的原則及相關的練習訓練，一套可直接用于添加、刪減、修改第一部分中學生練習題的計算機軟件工具。

使用TCSS僅需要學校提供一臺網絡服務器，在服務器安裝完成后，任何與網絡相連的裝有windows操作系統的計算機，都可以直接使用TCSS。

在完成了某一章節或某一單元的教學后，教師可布置學生自行安排時間通過網絡完成相應練習。學生只需在家中或學校使用電腦登錄到學校的網頁，進入相關界面，鍵入他的專用登錄號碼和密碼就可進入TCSS系統。而教師則可以通過輸入密碼，查看到學生的答題情況。

2 學生評價系統

初次安裝好的TCSS中已經包含有三個單元的形成性評價練習，分別是：“酸和堿”、“電化學”和“化學平衡”。每一個單元練習又根據其具體內容細分成相應的次級主題練習。例如：酸的特性、堿的特性、中和反應和酸堿指示劑等。這些練習分屬2個不同的層次要求，一個針對初中學生，另一個則針對高中學生。各個次級主題練習的評價模式分為2種：“自我學習評價模式”和“單元測驗模式”，以配合學生的不同需要。

每一個自我學習評價練習一般由10-16道選擇題組成。學生在答題過程中，可以即時得到每一道問題答案的反饋：如果他們的回答是正確的，計算機屏幕將會出現一個肯定的反饋，并顯示出對相應選項的解釋說明，以強化他們的已有理解（見圖1）。

而當學生的答案不正確時，系統不會如一般計算機輔助教學軟件那樣，將正確答案直接給出，而是提供一些具體的反饋，鼓勵他們積極思考，重新做出選擇。這是TCSS的一個重要特征：它的設計完全遵守了形成性評價的理念，即評價的目的不是為了對學生進行檢測，而是為了促進學生的理解。因此，TCSS不會簡單顯示答案供使用者判斷對錯，學生必須通過自己的思考才能獲得答案。即使他們的回答是正確的，系統也會給出一定的解釋說明，防止學生只是猜對答案而沒有真正理解問題意義的情況發生。當學生對所解答題目感到困難的時候，還可以通過系統中的“提示”按鈕得到幫助。每當學生的回答不正確時，該按鈕會自動發亮。按動它將會得到解決該問題所需的幫助——通常是一些激發學生應用已有化學知識思考解決新化學問題的提示。在完成一個單元內的所有練習之后，點擊“查看所有解釋”按鈕，則可以看到對所有正確選項的詳細講解。

與“自我學習評價模式”不同，在“單元測驗模式”中，學生必須完成測驗中所有的題目才能看到計算機對他的解答的批改，各題的正確答案將會直接給出，學生會得到一個此次測驗的分數，了解自己對整個單元知識的大致掌握情況。而點擊屏幕上的“查看所有解釋”按鈕，他將看到對每道習題具體的講解。

因為形成性評價是一種能力測試而不是速度測試，所以，兩種評價模式均不會設立學生答題的時限。

無論是“自我學習評價模式”還是“單元測驗模式”，教師都可以獲得學生答題情況的反饋。學生所選的答案會由系統自動紀錄，根據他們的第一次選擇所做出的統計數據表會反饋給任課教師。教師由此可以省去批改大量練習的時間，卻能非常簡便地了解學生對新知識的掌握情況。

統計報告分為2種形式：第一種顯示班級中每一個學生答對的題目數量，以及該生完成練習的日期和時間；第二種則顯示每一道問題中，全班同學所選擇的不同答案的分布情況。通過這些統計數據，教師可以輕易發現經過教學后，學生中仍然存在的錯誤概念，便于他們有針對性地修改教學計劃，或增加個別輔導以改善教學。所有的統計數據都儲存在學校的服務器中，需要鍵入相應密碼才能查看。而每一個具體班級的統計數據可以在學年結束時刪除，教師可在教學循環中重新使用該軟件。

3題庫支援系統

除了評價系統中的已有習題外，教師還可根據所教班級的實際情況自行編制練習，使得評價更有針對性地配合自身的教學。

初次安裝TCSS時，系統題庫只提供3個評價單元（即“酸和堿”，“電化學”和“化學平衡”）的172道題目。教師隨后可以根據自己的需要增加新的主題單元、新的題目，或對原有習題進行修改、刪減，同時所有的題目均可以被劃分成難易兩種水平，以適應不同學段的學生。教師只需應用系統中所提供的軟件工具就可以完成這些工作，而不需要具有特別的計算機技能。

需要注意的是：形成性評價的重點是為了隨時掌握學習是否已達“精熟”或“非精熟”的訊息，避免長期累積學習困難，增加實施補救措施的負擔，因此，無論是“自我學習評價模式”中，還是“單元測驗模式”中，所有的題目都應嚴格符合教學內容；包含單元中的所有重要的知識點。換言之，練習中的簡單題并不應被刪去；而難題也應符合學生的實際水平。

4教師編寫選擇題選項技能訓練系統

為了便于數據的統計和管理，TCSS中所有的問題均采用了選擇題的形式，而題干及選項編寫的好壞直接影響著整個形成性評價的有效性，編寫不得當的選項會導致檢測結果的失真，它們并不能提供有用的信息反饋給教師。但這恰恰是很多一線教師在實施評價時面臨的最大困難。很多教師沒有受過專門的教育評價訓練，他們不知道該怎樣編寫優秀的選擇題選項。根據Hopkins的研究，幾乎所有的教師在設計選擇題的時候都違背了一些重要的編寫優秀選擇題的原則[7]。

為了幫助教師克服這一實際操作中的困難，TCSS中附有一個專門訓練教師編寫選擇題技巧的數據庫。它集中討論了編寫優秀選擇題的15條原則，每一條原則的應用都配有相應的化學案例。在完成自學后，教師可以通過對60道選擇題的評價，了解自己對這15條原則的掌握程度。這一系列的自學和自測，將會幫助教師切實提高自己編寫選擇題的技能。

5 學生的錯誤概念資料庫

編寫優秀的選擇題的最基本也是最重要的原則是：編寫出具有迷惑性的選項。而實際上，學生在學習過程中所持有的錯誤概念就是編寫迷惑選項的最好素材。在具有了編寫選擇題的一般技能之后，教師迫切需要的是了解學生中普遍存在著的一些錯誤理解和認識。但囿于自身精力和水平，教師很難在開展教學前一一去考察、收集學生中存在的化學錯誤概念。

但另一方面，對學生所持有的錯誤概念的研究正是近20年來教育理論研究的熱點，如大量關于“化學平衡”、“化學計算”、“溶解”等主題的學生常見錯誤概念都已經被整理出來。但遺憾的是，它們通常只是刊發于學術期刊中，很少被教師在日常教學中充分地利用。

為此，TCSS提供了專門的“學生錯誤概念”數據庫，教師可以在這里獲得總量超過78種國際期刊中關于“酸和堿”、“化學平衡”和“電化學”的學生常見錯誤概念的介紹。它可以像圖書館一樣幫助化學教師了解學生中可能存在的普遍錯誤認識。系統中還提供了47個具體應用學生錯誤概念編寫有迷惑性選擇題選項的案例，每一個案例中都附有其應用的原理的說明，并設有與相應出版物摘要的網絡超鏈接。

6TCSS對化學教學的啟示

對學生而言，在完成相應章節的學習后，及時得到他們對新知識的掌握程度的反饋是重要且必要的事，另一方面，教師若能在教學進行的過程中，快速準確地搜集到學生對新授知識的掌握情況，對其提高教學效能的促進作用不言而喻。過去，大班教學、教師的自身專業水平等因素一直制約著教學實踐中形成性評價的發展。然而，應用TCSS，不僅可以打破學生接受評價的時間、空間上的限制，也使得數據的收集和反饋變得更加簡單可行，同時在一定程度上，它還可以幫助提高教師編制評價工具的能力，加強他們對學生錯誤概念的重視，將之視為一種重要的教學資源。而在評價實施的具體過程中，學生也可以及時了解到自己到對相應化學概念理解的水平，查漏補缺，鞏固自己的學習。

TCSS在香港試行3年以來，一直受到教師和學生的積極好評，它也受到歐美化學教育界的認可，相信在經過漢化處理后，TCSS軟件會對內地中學化學教學帶來一定的幫助和啟示。

參考文獻：

[1]Clarke S. Formative assessment in the secondary classroom[M]. London: Hodder Murray， 2005.

[2]OECD. Formative assessment: Improving learning in secondary classrooms[M]. Paris: OECD， 2005.

[3] Daws N and SinghB. Formative assessment: to what extent is its potential to enhance pupils'science being realized?[J]. School Science Review，1996， 77(281): 93-100.

[4] Assessment Reform Group. Assessment for learning: beyond the black box[M]. Cambridge: University of Cambridge， 1999.

[5] Cheung D. A Test Construction Support System for Chemistry Teachers[J]. Journal of Chemical Education， 2006， 83(9): 1399-1404.

[6] Cheung D. TCSS: a new computer system for developing formative assessments[J]. School Science Review， 2006， 88(322): 61-70.

[7] Hopkins K D. Educational and psychological measurement and evaluation， 8thed[M]. Boston: Allyn and Bacon， 1998.