高中物理规律教学课堂观察量表的构建与实施研究

刘碧蕊,朱俊铭

(1.宁夏师范学院 物理与电子信息工程学院,宁夏 固原 756099;2.宁夏师范学院 纳米结构与功能材料研究工程技术中心,宁夏 固原 756099)

物质世界的客观事物具有内在规律.物理定律、定理、方程和原理统称为物理规律.物理规律是物理现象和物理过程在一定条件下发生和变化的必然趋势及其本质联系的反映,也是物理学科体系的重要组成部分.物理规律教学是高中物理教学的主要课堂类型之一.学生运用规律解释物理现象和解决实际问题是物理学科核心素养培养的重要内容.课堂观察是中学开展教学研究的常见形式,是提升课堂教学质量的重要手段.如何科学有效地评价物理规律的课堂教学效果,提高教师物理规律教学水平,是基础物理教学测量与评价研究的重要组成部分.课堂观察量表作为重要的课堂观察工具,越来越受到研究人员的关注.对于不同学科和不同课型,课堂观察的内容不尽相同.近年,关于中学物理学习的课堂观察量表[1]、物理概念教学课堂观察量表[2]、物理探究课堂观察量表的构建与实践等已有较多研究[3-4],但与物理规律教学课堂相适应的物理规律教学课堂观察量表还比较少见.

本文遵循教育评价量表的制订原则,借鉴LICC范式对于课堂的解构[1],基于建构主义学习理论和教学理论,结合高中物理规律教学的特点和要求,构建了高中物理规律教学课堂观察量表并在课堂中进行实践应用研究[5-8].采用模糊综合测评模型对课堂观测结果进行量化处理,有效评价了高中物理规律课堂教学效果.构建的观察量表具有可行性,能够对高中物理规律课堂教学效果做出科学合理的评价.研究结果对提高物理规律课堂教学效果和促进教师专业发展有一定的参考价值.

1 高中物理规律教学课堂观察量表的构建

针对以往课堂观测和评价中主观评价成分较多、量化评价缺乏、观察对象单一等缺点,结合建构主义学习、教学理论以及物理规律教学的特点和要求,确立高中物理规律教学课堂观察量表的一级指标4个,分别是学生学习、教师教学、课堂特色和教学效果.确定二级指标11个和观测点30个.

1.1 确定一级指标权重

层次分析法是一种定量和定性结合的系统分析方法.一级指标权重的确定是课堂观测量表中非常关键的环节.本文采用1～9标度法确定一级指标权重,结果见表1.

表1 用1～9标度法确定一级指标权重

判断矩阵可表示为

(1)

将矩阵A按列归一化可得

(2)

再将归一化的矩阵B各行相加,然后按行求平均值则可得到

(3)

由层次分析法可知,计算得出的矩阵ω中的数值就是高中物理规律教学课堂观察量表的4个一级指标的权重.得出课堂观测量表中各一级指标的权重后,再对各一级指标的权重进行一致性检验,计算可得

(4)

得到其最大特征根

(5)

于是得到一致性指标

(6)

式中,n为判断矩阵的阶数,λmax为判断矩阵的最大特征值.

通过查表可以得到相对一致性指数RI,表2给出了平均随机一致性指标的具体数值.

表2 平均随机一致性指标

由此可求得一致性比例为

(7)

当CR≤0.1时,则一致检验性通过,认为该矩阵具有一致性,所以一级指标的权重分别为0.25、0.25、0.12、0.38.

1.2 确定二级指标权重

采用专家评判平均法确定二级指标权重.计算方法可表示为

(8)

表3 二级指标权重表

2 高中物理规律教学课堂观察量表

根据前文得出的一级指标、二级指标及其权重,可以构建高中物理规律课堂观察量表,见表4.

表4 高中物理规律教学课堂观察量表

3 课堂观察量表的实施

3.1 研究对象

采用高中物理规律课堂观测量表,邀请 5 位物理老师作为课堂观察评价人员,对宁夏固原市某中学高一年级物理教师讲授的牛顿第三定律进行测评.每位评价人员对每个评价指标都给出相应的评价等级,其中非常满意、很满意、满意和一般分别对应95分、85分、75分和65分.

3.2 评价信息统计

在课后会议之前,对量表进行回收并进行信息统计.以下是课堂观察评价人员通过观察得出的二级指标评价信息各等级统计比例结果.统计结果见表5、表6、表7和表8.

表5 学生学习二级指标评价统计表

表6 教师教学二级指标评价统计表

表7 课堂特色二级指标评价统计表

表8 教学效果二级指标评价统计表

3.3 实施结果及分析

为了对本节课的教学效果给出定量评定,采用模糊矩阵法对评价信息进行处理．

评价因素集合表示为

U1=[学习准备 主体参与],

U2=[创设情境 探究规律 理解运用],

U3=[课型特色 教学特色],

U4=[物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任].

由前文已知归一化二级指标的权重,此处将其表示为

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],

在课前会议时已经确定将本节课的评价等级划分为非常好、很好、好和一般.此处将评语集合表示为

V=[非常好 很好 好 一般].

由观察结果可得到各一级指标的综合评判模糊矩阵

由此,4个一级指标的综合评价结果分别为

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].

上述矩阵B1～B4分别为观察量表中一级指标学生学习、教师教学、课堂特色、教学效果的综合评价结果.根据最大隶属度原则,如“优秀”定为90分,“良好”定为80分,“中等”定为70分,“及格”定为60分,可以得到转置矩阵

T=[90 80 70 60]T,

则各一级指标的综合评价值分别为

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

采用加权求和模型进行综合评定

式中,ck指各一级指标权重组成的矩阵,Gk指各一级指标的综合评价结果组成的矩阵.由此计算出本节课的最终评定结果

即本节课综合评价结果为85.7,故本节课综合水平达到良好以上,接近优秀水平.

4 结束语

从观察量表的制订原则出发,基于建构主义学习理论,结合高中物理规律教学的要求和过程,构建了高中物理规律教学课堂观察量表,并开展了课堂观察的实践活动,对量表统计数据进行了分析,得出最终综合评价结果.构建的物理规律教学课堂观察量表能够较客观全面地对一节物理规律课堂进行评价,同时为高中物理规律教学的课堂观察提供了工具,为课堂观察的研究提供一定的借鉴和参考.通过量化分析数据能够给出针对性建议,并促进教师的专业发展.