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第8章物理教学测量与评价
一、教学目标
1.知道教育测量的含义与特点，知道教育评价的含义。
2.知道教育测量与评价的主要类型。
3.知道常用的教育测量方法。
4.知道物理测验的编制步骤。
5.理解各种集中量、差异量、相关量的意义，会求各种特征量。
6.知道正态分布的特征。理解标准分数的含义与性质，会求标准分数。
7.理解信度、效度的含义，理解难度、区分度的含义，会计算难度和区分度。
8.知道物理课堂教学质量评价的指标。
9.理解《普通高中课程标准（实验）》所倡导的评价观。
二、教学重点
表示测验分数的特征量、标准分数、测验的质量分析（信度、效度、难度与区分度）。
三、教学难点
教育目标的编制、教育测验的编制和实施。
四、教学方法
讲授法、问题讨论法。
五、课时安排：
2课时
六、教学过程
第1节 物理教学测量与评价概述
物理教学测量与评价是教学测量与评价的一般原理和方法在物理学科教学中的应用。
一、物理教学测量的概念、特点和方法
(一)测量与物理教学测量
1．测量的定义和要素
测量是指依据一定的法则，对事物及其属性用数字或符号加以确定的过程。
任何一个测量都包括三个要素：
(1)事物及其属性。
(2)法则。
(3)数字或符号。
2．测量的条件
任何测量都是依据某种法则，采用一定的程序对具有某种属性的对象给出可以比较的数值的过程。从这个意义上讲，任何测量必须首先满足以下三个条件：
(1)等值单位。
(2)参照点。
(3)准确性和可靠性。
3．物理教学测量
物理教学测量是指根据一定的客观标准，运用各种手段和统计方法，对物理教学领域内的事物或现象进行严格考核，并依一定的规则对考核的结果予以数量化描述的过程。
（二）物理教学测量的特点
1．间接性
教学测量是一种间接测量，只能就有关的外显行为取一组样本，不可能是有关行为的全部。这就使得教学测量具有不可消除的系统误差。
2．随机性
在教学测量中，不仅很难排除一些偶然因素的影响，而且同一测量更不可能在同一时期连续多次的进行，因而教学测量存在着不可避免的随机误差。
3．相对性
教学测量的结果，如果不经转化或转换，它只能表明哪个大，哪个小，只能提供一种顺序关系，不能表明大多少，小多少。
4．目的性
（三）物理教学测量的方法
1．观察法
观察法是在某种条件下，以观察学生的特定行为表现为目标的测量方法。它只适用于难以用纸笔测量的领域，如态度、兴趣、习惯、操作及技巧等方面。
观察法常用的评定工具是制定观察评定量表。
2．教育调查法
教育调查法是在自然条件下，依据一定的计划，有目的对客观事物或现状进行观察、收集、综合等所要了解的情况，以取得数据和资料，最后形成调查报告。
教育调查的基本特征在于着重描述现有事件和现象，在自然条件下，收集有关资料。
教育调查的主要作用：①了解教育现状，掌握有关动态和信息，为教育决策提供依据；②可以验证某种假设，发现新情况、新问题，提出新见解或新理论。
教育调查的步骤：制定调查方案——实施调查和收集数据——整理和分析数据——写出调查报告。
教育调查的基本方法有表格法、问卷法、谈话法和个案调查法等
3．测验法
测验法是通过选取具有代表性的一组试题，组成试卷，对学生施测，然后根据解答的过程和结果，从而获得可靠的成绩评定的一种方法。
二、教育统计的基本概念
（一）次数分布表
对一批数据按一定的次序排列并加以分组，编成反映这群数据在各组上出现次数的统计表格，就是次数分布表。
1．次数分布表编制的步骤
（1）求全距（用R表示）。全距是原始数据中的最大值与最小值之差。
（2）定组数（用K表示）。根据全距决定组数（K）。组数就是对这批数据分组的个数。
（3）定组距（用i表示）。组距就是每一个组内包含的间距，即组距（i）是指每个小组的组上限（即组的终点值）与组下限（即组的起点值）之间的距离。根据上面的讨论，我们得到全距R、组距i、组数K三者之间的关系即
i=
或K=
根据上式，由全距R、组距i决定组数时，将全距R除以组距后取整数即得组数i。
（4）列组限。组限是每一组在数尺上的起始点和终止点，即上下限。从最高分或最低分所在的区间上限或下限开始，以组距为单位依次分组。列组限时，相邻两组的起点和终点，即要连接又不要重叠。
（5）求出组中值（用m0表示）。组中值是各组的中点值。组中值等于该组的组限右端点与左端点的值的平均数。
（6）归组划记，登记次数（用f表示）。根据上述所列的一种组限，把所有数据逐一归入相应的组内，再统计归入各组数据的个数（称次数或频数），每组的次数用f表示，总次数用N表示。
2．次数分布图
它是在次数分布表的基础上利用表中的数据找点，描绘而成的图形。从次数分布图可以看出数据间的关系、数据的大致趋势、数据的总体结构以及事物的变化规律，并可进行数据间的比较研究。
①次数直方图。它是根据次数分布表而绘制的直方图。它是在直角坐标系中，以横坐标表示分数，以纵坐标表示次数。在横坐标轴上以组距为单位，并标出各组数据的组中值，在纵坐标轴上等距标出次数值。然后，以各组中值为中心，组距为底，各组次数为高，做出矩形，即可得到次数直方图。
②次数多边图。凡是可以用直方图表示的数据都可以用次数多边图来表示。同样，横轴表示分数，纵轴表示次数，以每组数据的组中值为横坐标，以各组的次数为纵坐标，描出各点，连接各点成一个折线，就可得次数多边图（在全距以外的次数取作零）。
③次数（或相对次数）分布曲线。次数分布曲线是一条折线。这是因为数据的个数较少，且分组的个数也较少的缘故。如果所考虑的分数的个数逐渐增多，组距逐渐变小，而组数逐渐增多时，图中的折线将逐渐变成光滑的曲线，这种光滑的曲线称为次数分布曲线。
（二）统计的特征量数
1.集中量数
集中量数是指在一批数据中，处于比较中间位置的代表数值，它反映大量数据向某点集中的情况。集中量数的形式是多种多样的，譬如算术平均数、中位数、众数等都是集中量数，但最常用的是算术平均数。
算术平均数，简称平均数或平均值，它是用来反映一批数据中某种“水平”的集中量数。
2.差异量数
（1）平均差
平均差是每个数据与总数据的平均数之差的绝对值的算术平均数。一般用符号AD表示。其公式
AD=Σ|-|=
式中N为数据个数，为平均数。
（2）方差用符号 表示，即
（3）标准差（standarddeviation )，即方差的平方根，用S或SD表示，即
3．相关量数
（1）积差相关量数
积差相关量数，一般简称相关系数。它是用来描述两个正态连续变量或可分数据（如百分制记分的分数）之间线性关联程度的一种相关量数。若设x1,x2,……，xn及y1,y2……，yn分别表示两组数据，则变量x与y之间的相关系数用下列皮尔逊积差相关系数公式来计算
式中x、y为两个变量的离均差，=-,y =-
表示变量x的标准差；表示变量y的标准差；N为成对数据的数目。
（2）点二列相关和二列相关
①点二列相关。在二列变量中，当其中一列是可以测量的连续变量，而另一列为“二值变量”（如对与错、男生与女生、合格与不合格）时，表示这两个变量相互关联程度的相关量数称为点二列相关。计算点二列相关的公式为
式中，表示点二列相关系数的符号；p表示二值变量中某一类占的比例；q=1－p表示二值变量中另一类所占的比例；为连续变量中某一类别p那部分（如答对或男生或合格等）相应数据的平均值；为该变量中另一部分即q部分（如答错者或女生或不合格）相应数据的平均值；为连续变量x的标准差。的取值范围为-1≤≤1。
②二列相关
在二列相关连续变量中，其中一列变量可以人为地分成“二值变量”，如依一定的标准（60分或75分），把学生的考试成绩分成及格与不及格或依一定的标准把人的身体分成健康与不健康等。表示这样两个变量之间关系的相关量数称为二列相关（用rb表示）。二列相关的计算公式是：
•
式中，y为p的正态分布曲线纵线的高度，可根据p值在标准正态分布表中查到。的取值范围为－1≤≤1。其余符号的意义同式。
（3）等级相关系数
当两个变量以等级次序排列或以等级次序表示，两个变量的总体分布不一定是正态分布时，表示这样两个变量之间关系的相关量数称为等级相关（用表示）。其计算公式为
式中，表示等级相关系数；N表示成对数据的个数；D表示两个变量成对数据等级的差数。的取值范围为：0≤≤1
三、物理教学评价概述
（一）物理教学评价的定义
物理教学评价就是依据物理教学目标，通过系统地收集和处理物理教学信息，对物理教学活动过程和成就进行价值判断、并为改进物理教学实践活动提供参考的过程。
（二）物理教学评价的功能
1．评定功能。
2．鉴定功能
3．反馈功能
4．激励和强化功能
5．导向功能
6．诊断功能
7．教育研究功能
（三）物理教学评价的内容
1．学生学习的过程和效果
（1）知识与技能。如物理概念、规律和基本技能的掌握情况和提高程度。
（2）过程与方法。如学生的观察能力、提出问题的能力、做出猜想和假设的能力、收集信息和处理信息的能力。
（3）科学情感、态度和价值观的评价。
（4）科学、技术与社会的关系。
2．物理教师的教学情况
（1）备课。对备课的评价主要包括：教学目标、教学内容和教学方法的设计，以及对学生认知能力、基础知识和非智力因素的了解程度。
（2）上课。对一堂课的评价主要包括：教学目标、教学内容、教学方法、能力的培养、师生共同活动情况、教学效果等。
（3）学习成绩的考查、作业批改、个别辅导等。
3．教师的素质情况
（1）教学水平。包括物理专业知识、教育教学业务、教学创造性等的水平。
（2）教学态度。包括对教育事业、对学生的热爱，对工作的负责精神和积极性。
（3）思想修养。包括正确的政治态度，较高的道德修养，教书育人等。
4．物理课程和教材的评价
如课程目标、内容与实施、评价计划等。
（四）物理教学评价的类型
1．宏观评价和微观评价
2．绝对评价和相对评价
3．诊断性评价、形成性评价和总结性评价
4．外部评价和内部评价
5．定性评价和定量评价
（五）物理教学评价的原则
物理教学评价的原则是指开展评价活动必须遵循的基本要求。
1．目的性原则。这一原则是指开展教学评价必须明确评价目的，即明确评价的方向，这是使教学评价能充分发挥其导向功能的根本保证。
2．客观性原则。这一原则是指开展教学评价时，必须采取客观公正、实事求是的态度，不能主观臆断或掺杂个人感情。
3．全面性原则。这一原则是指评价内容应尽量全面，评价过程应充分搜集有关信息，以防止评价结论的简单化和片面性。
4．一致性原则。这一原则是指在进行一次评价或同类评价中，要用一致的标准。
5．可行性原则。这一原则是指教学评价实施必须符合各项制约条件的要求，使评价活动简单易行，切实可行。
6．指导性原则。这一原则是指评价应与指导紧密结合，以保证评价目的最终实现。
（六）物理教学评价的过程
评价的过程随评价理论的不同而不同，下面介绍目标到达度的评价过程：
1．评价的对象
主要解决评价的客体是什么或评价的领域是什么的问题。
2．设计评价指标体系
所谓指标体系，就是关于被评价对象的全部因素的集合。
在实施评价之前，评价者不仅要将评价所依据的目标加以具体化、行为化，而且要规定好各项指标的权重系数以及各项指标的描述和测量方法的选用，即评价工具的选用。
3．运用评价工具广泛地收集资料
选用效度和信度高的评价工具收集一切与评价有关的资料。
4．处理评价资料
如果所使用的评价工具是常模参照测验，则可运用常模表找出与原始分数相应的量表分数。
如果所使用的评价工具不只一个，而是几个，每种工具所测量的数值参照点相同，单位相等，则可用加权平均方法求其平均分数。
如果被评价的指标是模糊的，可用模糊数学综合评判法来求得综合分数。
5．做出评价结论
做出评价结论，就是指形成综合判断和分析诊断问题。所谓形成综合判断就是从整体上对评价对象做出定量或定性的综合的意见。
