高中物理規律教學課堂觀察量表的構建與實施研究

劉碧蕊,朱俊銘

(1.寧夏師范學院 物理與電子信息工程學院,寧夏 固原 756099;2.寧夏師范學院 納米結構與功能材料研究工程技術中心,寧夏 固原 756099)

物質世界的客觀事物具有內在規律.物理定律、定理、方程和原理統稱為物理規律.物理規律是物理現象和物理過程在一定條件下發生和變化的必然趨勢及其本質聯系的反映,也是物理學科體系的重要組成部分.物理規律教學是高中物理教學的主要課堂類型之一.學生運用規律解釋物理現象和解決實際問題是物理學科核心素養培養的重要內容.課堂觀察是中學開展教學研究的常見形式,是提升課堂教學質量的重要手段.如何科學有效地評價物理規律的課堂教學效果,提高教師物理規律教學水平,是基礎物理教學測量與評價研究的重要組成部分.課堂觀察量表作為重要的課堂觀察工具,越來越受到研究人員的關注.對于不同學科和不同課型,課堂觀察的內容不盡相同.近年,關于中學物理學習的課堂觀察量表[1]、物理概念教學課堂觀察量表[2]、物理探究課堂觀察量表的構建與實踐等已有較多研究[3-4],但與物理規律教學課堂相適應的物理規律教學課堂觀察量表還比較少見.

本文遵循教育評價量表的制訂原則,借鑒LICC范式對于課堂的解構[1],基于建構主義學習理論和教學理論,結合高中物理規律教學的特點和要求,構建了高中物理規律教學課堂觀察量表并在課堂中進行實踐應用研究[5-8].采用模糊綜合測評模型對課堂觀測結果進行量化處理,有效評價了高中物理規律課堂教學效果.構建的觀察量表具有可行性,能夠對高中物理規律課堂教學效果做出科學合理的評價.研究結果對提高物理規律課堂教學效果和促進教師專業發展有一定的參考價值.

1 高中物理規律教學課堂觀察量表的構建

針對以往課堂觀測和評價中主觀評價成分較多、量化評價缺乏、觀察對象單一等缺點,結合建構主義學習、教學理論以及物理規律教學的特點和要求,確立高中物理規律教學課堂觀察量表的一級指標4個,分別是學生學習、教師教學、課堂特色和教學效果.確定二級指標11個和觀測點30個.

1.1 確定一級指標權重

層次分析法是一種定量和定性結合的系統分析方法.一級指標權重的確定是課堂觀測量表中非常關鍵的環節.本文采用1～9標度法確定一級指標權重,結果見表1.

表1 用1～9標度法確定一級指標權重

判斷矩陣可表示為

(1)

將矩陣A按列歸一化可得

(2)

再將歸一化的矩陣B各行相加,然后按行求平均值則可得到

(3)

由層次分析法可知,計算得出的矩陣ω中的數值就是高中物理規律教學課堂觀察量表的4個一級指標的權重.得出課堂觀測量表中各一級指標的權重后,再對各一級指標的權重進行一致性檢驗,計算可得

(4)

得到其最大特征根

(5)

于是得到一致性指標

(6)

式中,n為判斷矩陣的階數,λmax為判斷矩陣的最大特征值.

通過查表可以得到相對一致性指數RI,表2給出了平均隨機一致性指標的具體數值.

表2 平均隨機一致性指標

由此可求得一致性比例為

(7)

當CR≤0.1時,則一致檢驗性通過,認為該矩陣具有一致性,所以一級指標的權重分別為0.25、0.25、0.12、0.38.

1.2 確定二級指標權重

采用專家評判平均法確定二級指標權重.計算方法可表示為

(8)

表3 二級指標權重表

2 高中物理規律教學課堂觀察量表

根據前文得出的一級指標、二級指標及其權重,可以構建高中物理規律課堂觀察量表,見表4.

表4 高中物理規律教學課堂觀察量表

3 課堂觀察量表的實施

3.1 研究對象

采用高中物理規律課堂觀測量表,邀請 5 位物理老師作為課堂觀察評價人員,對寧夏固原市某中學高一年級物理教師講授的牛頓第三定律進行測評.每位評價人員對每個評價指標都給出相應的評價等級,其中非常滿意、很滿意、滿意和一般分別對應95分、85分、75分和65分.

3.2 評價信息統計

在課后會議之前,對量表進行回收并進行信息統計.以下是課堂觀察評價人員通過觀察得出的二級指標評價信息各等級統計比例結果.統計結果見表5、表6、表7和表8.

表5 學生學習二級指標評價統計表

表6 教師教學二級指標評價統計表

表7 課堂特色二級指標評價統計表

表8 教學效果二級指標評價統計表

3.3 實施結果及分析

為了對本節課的教學效果給出定量評定,采用模糊矩陣法對評價信息進行處理．

評價因素集合表示為

U1=[學習準備 主體參與],

U2=[創設情境 探究規律 理解運用],

U3=[課型特色 教學特色],

U4=[物理觀念 科學思維 科學探究 科學態度與責任].

由前文已知歸一化二級指標的權重,此處將其表示為

A1=[0.24 0.76],

A2=[0.25 0.30 0.45],

A3=[0.35 0.65],

A4=[0.32 0.26 0.28 0.14],

在課前會議時已經確定將本節課的評價等級劃分為非常好、很好、好和一般.此處將評語集合表示為

V=[非常好 很好 好 一般].

由觀察結果可得到各一級指標的綜合評判模糊矩陣

由此,4個一級指標的綜合評價結果分別為

同理可得,

B2=A2R2=[0.76 0.24 0.00 0.00],

B3=A3R3=[0.40 0.27 0.33 0.00],

B4=A4R4=[0.63 0.28 0.09 0.00].

上述矩陣B1～B4分別為觀察量表中一級指標學生學習、教師教學、課堂特色、教學效果的綜合評價結果.根據最大隸屬度原則,如“優秀”定為90分,“良好”定為80分,“中等”定為70分,“及格”定為60分,可以得到轉置矩陣

T=[90 80 70 60]T,

則各一級指標的綜合評價值分別為

G1=B1T=87.04,G2=B2T=87.60,G3=B3T=80.70,G4=B4T=85.36.

采用加權求和模型進行綜合評定

式中,ck指各一級指標權重組成的矩陣,Gk指各一級指標的綜合評價結果組成的矩陣.由此計算出本節課的最終評定結果

即本節課綜合評價結果為85.7,故本節課綜合水平達到良好以上,接近優秀水平.

4 結束語

從觀察量表的制訂原則出發,基于建構主義學習理論,結合高中物理規律教學的要求和過程,構建了高中物理規律教學課堂觀察量表,并開展了課堂觀察的實踐活動,對量表統計數據進行了分析,得出最終綜合評價結果.構建的物理規律教學課堂觀察量表能夠較客觀全面地對一節物理規律課堂進行評價,同時為高中物理規律教學的課堂觀察提供了工具,為課堂觀察的研究提供一定的借鑒和參考.通過量化分析數據能夠給出針對性建議,并促進教師的專業發展.