利用计算机实施化学形成性评价

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摘要： 介绍了一种由香港学者研究开发的用于化学教学中形成性评价的软件，着重介绍了该软件的特点和使用方法，阐述了其对教师改善自身教学、学生提高学习效能的促进作用。

关键词： 形成性评价; 化学教学; 计算机辅助学习

文章编号：1005－6629(2007)03－0001－03 中图分类号：G633.67 文献标识码：B

近年来，形成性评价（formative assessment）是教育的热点[1，2]。 实施优秀的化学教学离不开必要的形成性评价，因为评价的结果不仅可以将学生现在的学习情况反馈给学生本人，让他们知道自己对新知识点的掌握情况，更可以让教师了解到学生对新讲授的化学概念总体掌握的程度，便于教师及时调整教学安排，确保学生的学习朝着教学目标稳定迈进。

然而，如何设计使用有效的形成性评价来帮助和改善教学，历来是教育实践中一个比较薄弱的环节[3，4]。 教师们常常不得不面对班额过大、自身精力有限、缺乏相关评价技能的专业训练等现实。一方面，网络与计算机技术高速发展，为人们高效迅速地处理信息提供了可能；另一方面，虽然已经有一些基于计算机及网络技术的形成性评价工具被开发出来，但很多并不能完全符合学校教育的一般需求，其中真正适合化学教师在日常教学中使用的计算机辅助形成性评价工具更是少之又少！

在香港，一种帮助化学教师实施形成性评价的系统（Test Construction Support System，以下简称TCSS）的软件被开发出来，它可以在网络和计算机的支持下协助化学教师较为简易高效地实施教学过程中的形成性评价。在香港推广使用的3年来，它的效能受到教师和学生的一致好评。近年来，TCSS还得到英、美等国家化学教师认可[5，6]。 目前的TCSS2.0版采用的是全英文操作界面，香港学者正打算将之汉化为中文版本。

本文旨在介绍该软件的特点、结构、内容和使用方法。（TCSS系统及其使用手册可以从以下站点免费下载: www3.fed.cuhk.edu.hk/chemistry/ ）

1 TCSS的基本结构和使用条件

TCSS由两部分组成，第一部分是针对学生设计的形成性评价练习。通过它，学生可以完成对所学知识的形成性自评，所有的作答纪录将由学校内的服务器反馈给相关教师。

第二部分是一系列帮助教师提高其编写形成性评价技能的专门训练。包括一个中学生化学错误概念的数据库，15条编写选择题的原则及相关的练习训练，一套可直接用于添加、删减、修改第一部分中学生练习题的计算机软件工具。

使用TCSS仅需要学校提供一台网络服务器，在服务器安装完成后，任何与网络相连的装有windows操作系统的计算机，都可以直接使用TCSS。

在完成了某一章节或某一单元的教学后，教师可布置学生自行安排时间通过网络完成相应练习。学生只需在家中或学校使用电脑登录到学校的网页，进入相关界面，键入他的专用登录号码和密码就可进入TCSS系统。而教师则可以通过输入密码，查看到学生的答题情况。

2 学生评价系统

初次安装好的TCSS中已经包含有三个单元的形成性评价练习，分别是：“酸和碱”、“电化学”和“化学平衡”。每一个单元练习又根据其具体内容细分成相应的次级主题练习。例如：酸的特性、碱的特性、中和反应和酸碱指示剂等。这些练习分属2个不同的层次要求，一个针对初中学生，另一个则针对高中学生。各个次级主题练习的评价模式分为2种：“自我学习评价模式”和“单元测验模式”，以配合学生的不同需要。

每一个自我学习评价练习一般由10-16道选择题组成。学生在答题过程中，可以即时得到每一道问题答案的反馈：如果他们的回答是正确的，计算机屏幕将会出现一个肯定的反馈，并显示出对相应选项的解释说明，以强化他们的已有理解（见图1）。

而当学生的答案不正确时，系统不会如一般计算机辅助教学软件那样，将正确答案直接给出，而是提供一些具体的反馈，鼓励他们积极思考，重新做出选择。这是TCSS的一个重要特征：它的设计完全遵守了形成性评价的理念，即评价的目的不是为了对学生进行检测，而是为了促进学生的理解。因此，TCSS不会简单显示答案供使用者判断对错，学生必须通过自己的思考才能获得答案。即使他们的回答是正确的，系统也会给出一定的解释说明，防止学生只是猜对答案而没有真正理解问题意义的情况发生。当学生对所解答题目感到困难的时候，还可以通过系统中的“提示”按钮得到帮助。每当学生的回答不正确时，该按钮会自动发亮。按动它将会得到解决该问题所需的帮助――通常是一些激发学生应用已有化学知识思考解决新化学问题的提示。在完成一个单元内的所有练习之后，点击“查看所有解释”按钮，则可以看到对所有正确选项的详细讲解。

与“自我学习评价模式”不同，在“单元测验模式”中，学生必须完成测验中所有的题目才能看到计算机对他的解答的批改，各题的正确答案将会直接给出，学生会得到一个此次测验的分数，了解自己对整个单元知识的大致掌握情况。而点击屏幕上的“查看所有解释”按钮，他将看到对每道习题具体的讲解。

因为形成性评价是一种能力测试而不是速度测试，所以，两种评价模式均不会设立学生答题的时限。

无论是“自我学习评价模式”还是“单元测验模式”，教师都可以获得学生答题情况的反馈。学生所选的答案会由系统自动纪录，根据他们的第一次选择所做出的统计数据表会反馈给任课教师。教师由此可以省去批改大量练习的时间，却能非常简便地了解学生对新知识的掌握情况。

统计报告分为2种形式：第一种显示班级中每一个学生答对的题目数量，以及该生完成练习的日期和时间；第二种则显示每一道问题中，全班同学所选择的不同答案的分布情况。通过这些统计数据，教师可以轻易发现经过教学后，学生中仍然存在的错误概念，便于他们有针对性地修改教学计划，或增加个别辅导以改善教学。所有的统计数据都储存在学校的服务器中，需要键入相应密码才能查看。而每一个具体班级的统计数据可以在学年结束时删除，教师可在教学循环中重新使用该软件。

3题库支援系统

除了评价系统中的已有习题外，教师还可根据所教班级的实际情况自行编制练习，使得评价更有针对性地配合自身的教学。

初次安装TCSS时，系统题库只提供3个评价单元（即“酸和碱”，“电化学”和“化学平衡”）的172道题目。教师随后可以根据自己的需要增加新的主题单元、新的题目，或对原有习题进行修改、删减，同时所有的题目均可以被划分成难易两种水平，以适应不同学段的学生。教师只需应用系统中所提供的软件工具就可以完成这些工作，而不需要具有特别的计算机技能。

需要注意的是：形成性评价的重点是为了随时掌握学习是否已达“精熟”或“非精熟”的讯息，避免长期累积学习困难，增加实施补救措施的负担，因此，无论是“自我学习评价模式”中，还是“单元测验模式”中，所有的题目都应严格符合教学内容；包含单元中的所有重要的知识点。换言之，练习中的简单题并不应被删去；而难题也应符合学生的实际水平。

4教师编写选择题选项技能训练系统

为了便于数据的统计和管理，TCSS中所有的问题均采用了选择题的形式，而题干及选项编写的好坏直接影响着整个形成性评价的有效性，编写不得当的选项会导致检测结果的失真，它们并不能提供有用的信息反馈给教师。但这恰恰是很多一线教师在实施评价时面临的最大困难。很多教师没有受过专门的教育评价训练，他们不知道该怎样编写优秀的选择题选项。根据Hopkins的研究，几乎所有的教师在设计选择题的时候都违背了一些重要的编写优秀选择题的原则[7]。

为了帮助教师克服这一实际操作中的困难，TCSS中附有一个专门训练教师编写选择题技巧的数据库。它集中讨论了编写优秀选择题的15条原则，每一条原则的应用都配有相应的化学案例。在完成自学后，教师可以通过对60道选择题的评价，了解自己对这15条原则的掌握程度。这一系列的自学和自测，将会帮助教师切实提高自己编写选择题的技能。

5 学生的错误概念资料库

编写优秀的选择题的最基本也是最重要的原则是：编写出具有迷惑性的选项。而实际上，学生在学习过程中所持有的错误概念就是编写迷惑选项的最好素材。在具有了编写选择题的一般技能之后，教师迫切需要的是了解学生中普遍存在着的一些错误理解和认识。但囿于自身精力和水平，教师很难在开展教学前一一去考察、收集学生中存在的化学错误概念。

但另一方面，对学生所持有的错误概念的研究正是近20年来教育理论研究的热点，如大量关于“化学平衡”、“化学计算”、“溶解”等主题的学生常见错误概念都已经被整理出来。但遗憾的是，它们通常只是刊发于学术期刊中，很少被教师在日常教学中充分地利用。

为此，TCSS提供了专门的“学生错误概念”数据库，教师可以在这里获得总量超过78种国际期刊中关于“酸和碱”、“化学平衡”和“电化学”的学生常见错误概念的介绍。它可以像图书馆一样帮助化学教师了解学生中可能存在的普遍错误认识。系统中还提供了47个具体应用学生错误概念编写有迷惑性选择题选项的案例，每一个案例中都附有其应用的原理的说明，并设有与相应出版物摘要的网络超链接。

6TCSS对化学教学的启示

对学生而言，在完成相应章节的学习后，及时得到他们对新知识的掌握程度的反馈是重要且必要的事，另一方面，教师若能在教学进行的过程中，快速准确地搜集到学生对新授知识的掌握情况，对其提高教学效能的促进作用不言而喻。过去，大班教学、教师的自身专业水平等因素一直制约着教学实践中形成性评价的发展。然而，应用TCSS，不仅可以打破学生接受评价的时间、空间上的限制，也使得数据的收集和反馈变得更加简单可行，同时在一定程度上，它还可以帮助提高教师编制评价工具的能力，加强他们对学生错误概念的重视，将之视为一种重要的教学资源。而在评价实施的具体过程中，学生也可以及时了解到自己到对相应化学概念理解的水平，查漏补缺，巩固自己的学习。

TCSS在香港试行3年以来，一直受到教师和学生的积极好评，它也受到欧美化学教育界的认可，相信在经过汉化处理后，TCSS软件会对内地中学化学教学带来一定的帮助和启示。

参考文献：

[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.