网络考试系统化学实验论文

2022-04-24 版权声明 我要投稿

摘要:该文首先介绍了公共课网络考试系统的的设计策略,以及该系统的体系结构和分析了系统的功能特点,其次对网络考试在公共课教学过程中的应用思想和设计思想进行了全面阐述,对系统进行了全面测试,并对将测试中的一些关键问题进行了评价。实践证明,该网络考试系统不仅能满足网络考试系统的要求,而且能促进教师的教和学生的学。下面小编整理了一些《网络考试系统化学实验论文 (精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

网络考试系统化学实验论文 篇1:

分析化学实验网络考试系统的构建

摘 要:本文介绍了分析化学实验网络考试系统的设计策略,以及该系统的体系结构和功能特点。该网络考试系统不仅能满足网络实验考试系统的要求,而且能促进教师的教和学生的学,提高教师的工作效率以及学生的考试积极性,同时也使得分析实验考试更具灵活性。

关键词:分析化学实验; 网络;考试系统

目前随着网络技术、WWW 技术、网络数据库技术和人工智能技术的发展, 充分利用计算机网络资源, 将网络作为一个大考场进行网上考试已成为可能。基于Internet 的考试软件以其便捷的接入方式、 灵活的表现形式、 多样的功能体现、低廉的应用成本, 迅速受到大众的欢迎。根据教学过程的特点,我们采用FLASH、ASP、HTML 等工具和技术开发了基于Internet 的“模拟实验考试系统”,它不但可以模拟一些软件的操作,还可以模拟常见实验和多媒体设备的操作,并通过模拟试题来考查学生对课程的掌握程度。

一、化学实验网络考试系统的的设计策略

1.传统的分析化学实验考试之弊端

首先由老师根据本学期所学知识命题,然后进入实验室在实验柜台里找出所需的器材、药品等,在老师的监考下进行实验操作。由于学生多、老师少,老师与学生不可能一对一,从而老师的不可能把学生的每一步操作都看清楚。作为学生也许会因老师在旁边产生紧张感,影响到考试操作的表现。除此之外,在考试过程中也许损坏到实验器材以及使用药品造成污染。

2.分析化学实验网络考试的构想

根据传统考试的不足,结合社会网络科学技术,我们可以构想分析化学实验网络考试。在网络平台上创建分析化学实验考试系统,其中包括虚拟的分析实验室(通过配备一定数量的计算机及虚拟实验软件,从而可以在计算机上进行各种相关实验设计与测试)、虚拟实验仪器(利用现有的计算机相应的硬件和专用软件,形成既有普通仪器的基本功能,又有一般仪器所没有的特殊功能的高档低价的新型仪器)、虚拟实验(利用鼠标的点击、拖动、将微机上虚拟的各种仪器,按实验要求、过程组装成一个完整的实验系统,同时在这个系统上完成整个实验)、分析化学实验考试题库(其中包括学生所学实验而提炼出来自动组成的考试试题)、评分系统。当学生通过相应的Web页面登录进入管理系统或分析化学实验考试系统时,打开界面考试题库选择题目后通过虚拟实验及虚拟仪器进行考试。考试完成后学生即可看到成绩和在操作过程中的问题,从而帮助学生及时地改正和提高。

二、分析化学实验网络考试系统的构建

1.实验考试系统组织形式

考试系统采用WWW网站形式,进入分析化学实验考试系统。教师和学生可分别通过相应的Web页面登录进入管理系统或实验考试系统。

2.试题库建立

考试系统建立在试题库之上,试题库涵盖分析化学的操作和理论。操作包括实验基本原理、实验操作要领、实验设备仪器性能及使用方法、数据处理方法、实验技能技巧等相关的题目。理论包括基本概念、操作过程中注意事项、仪器使用方法等。题目内容注重实际操作和使用技巧,内容来源于分析化学实验课本或者是实验的引申,这就要求学生有一定的实验经验积累,学生使用的成套考试试题随机产生,加入智能化的干预条件,使每套试题难度相当,内容各异。

三、化学实验网络考试系统的功能特点

(1) 具备虚拟的分析实验室、虚拟仪器、虚拟实验等多媒体信息的传输和显示,完全适用于化学实验考试(其中操作和理论考试)。

(2) 采用实验网络考试使得考试形式多样化。如考试时间可统一也可不统一,考试地点可集中也可分散等。

(3) 只要学校条件允许可支持大规模的考试,一个或多个班级同时进行。

(4) 易于操作和使用。教师和考生只要具备使用Web 浏览器的常识,就能够熟练使用该平台。

总之,在现代教育技术发展的猛烈势头下, 进行网络考试是一个有益的尝试, 分析化学实验是化学专业中最基础的学科之一,操作基础且简单以及仪器设备也较少易于建立网络考试系统。对于构建节约型和开放型实验考试系统以及教育的发展具有深远的意义。

参考文献:

[1]田 华.网络考试系统的开发与研究.中国高新科技企业,2008(05).

[2]李圣良,彭小琴.浅谈虚拟实验室和远程考试系统的设计.职教论坛,2004(30): 60—61.

作者:黄宝美

网络考试系统化学实验论文 篇2:

网络考试系统在公共课教学中的应用

摘要:该文首先介绍了公共课网络考试系统的的设计策略,以及该系统的体系结构和分析了系统的功能特点,其次对网络考试在公共课教学过程中的应用思想和设计思想进行了全面阐述,对系统进行了全面测试,并对将测试中的一些关键问题进行了评价。实践证明,该网络考试系统不仅能满足网络考试系统的要求,而且能促进教师的教和学生的学。

关键词:网络考试;体系结构;教学过程;测评

The Application of Examination System Through Network in The Course of Public TeachingApplication

WANG Chao-yong

(Yunnan School of Posts and Telecommunications, Kunming 650214, China)

Key words: network examination; architecture; teaching process; evaluation

随着计算机、网络技术的发展,目前很多认证考试,如计算机等级考试、银行证券考试、托福考试等都逐渐采用网上考试形式。与传统考试方式相比,网上考试具有经济、灵活、方便、快捷的特点。网上考试不仅可以提高考试透明度,减轻教师的工作负担,提高工作效率,而且使考试更加客观、公正,因此网上考试是中等职业技术学校教育改革和教育信息化的必然发展趋势[1]。《计算机文化基础》是云南省邮电学校的必修课程,本文结合软件开发和教学实践,以该课程为例介绍了网上考试系统的分析、设计以及实现过程。

1 系统分析

一般的考试过程可以归纳为:教师出题、生成试卷、开始考试、学生答卷、考试结束、学生交卷、教师阅卷、公布成绩。对上述过程进行抽象,“计算机技术基础”课网上考试系统具有系统维护、题库管理、试卷管理、考生管理、参数管理、监控管理、权限管理、日志管理、评分系统、统计查询等功能[2]。经实践教学的反馈认为,为了方便学生平时练习和答疑,还应增加练习系统和咨询系统。系统层用例图如图1所示。

图1中,用户登录按角色进行管理,不同角色具有不同的权限,登录到不同的用户界面;系统维护——设置系统的初始化信息(如:数据库、学生信息等),维护学生、教师基本信息,验证合法考生;题库管理——包括所有试题、标准答案和分值,按章节进行管理,将试题与知识点之间建立联系;试卷生成——根据教师设置随机抽取试题,自动生成试卷;评分系统——试卷分为客观题和主观题两部分,客观题由系统自动判分,主观题提交后可由系统自动判分也可人工评分,通过人工方式进行判分,教师可以在考卷上写教师评语,是测评更加具体到考生答题的每个细节,是系统自动判分的有益补充;统计查询系统——通过身份验证后可查询成绩,考试结束后系统自动判分,产生Excel格式的成绩统计分析报表,可以统计各种分析数据,进而了解学生对不同知识点的掌握情况,全面反映教学效果,为改进教学作参考;练习系统——用于学生平时练习,检测对知识的掌握情况;咨询系统--方便师生间沟通,及时解决学习中遇到的各种问题。

2 系统体系结构

本系统的公共考试系统是基于三层C/S模式分布式结构应用体系的系统,该种结构体系的模型图如图2所示:

当前学校里使用的网络在线考试系统大多为B/S模式结构,B/S是Brower/Server的缩写,亦即浏览器和服务器结构,在这种结构下,用户工作界面是通过IE浏览器来实现的。C/S是Client/Server的缩写,亦即客户端和服务器结构,用户的工作界面是由专用的应用程序来实现。C/S和B/S是当今世界开发模式技术架构的两大主流技术,这两项技术都有自己的优缺点,通过对比选择,C/S结构更能符合公共课考试系统结构的要求,主要理由有以下几点:

1)在硬件环境上,C/S是建立在局域网基础上的,B/S是建立在广域网基础上的,公共课考试管理系统本身是建立在校园网内使用的系统,不要求外部访问功能,C/S即能满足条件。

2)在安全性能上,C/S一般面向相对固定的用户群,对信息安全的控制能力很强,一般高度机密的信息系统采用C/S结构较为适宜;B/S建立在广域网之上,对安全的控制能力相对较弱,面向的是不可知的用户群。公共课考试管理系统传送的考生信息和成绩信息等数据,对安全性能有一定的要求,B/S结构在这方面具有明显的劣势。

3)在用户界面上,C/S使用的是专用的应用程序,能更好的体现人性化操作和良好的交互性能,而B/S受自身技术约束,很难达到C/S同等程度的用户界面和功能,或者需要付出更高的开发成本才能达到。

4)在程序架构上,C/S程序更加注重流程,可以对权限多层次校验,对系统运行速度可以较少考虑。B/S对安全以及访问速度的多重考虑,建立在需要更加优化的基础之上,比C/S有更高的要求。

5)在网络要求上,事实证明了B/S明显不适合网络情况复杂的校园网,使用IE上传、刷新和查询等主要操作经常由于网络原因需要漫长的等待时间,甚至连接超时无法正常使用;C/S使用空闲的网络端口,可以结合有可靠连接的TCP协议传输数据,能更好的满足用户对系统的要求。

因此,经过反复理论和实验证明,公共课考试管理系统的结构体系使用三层C/S结构能提升安全性能和满足不同系统权限用户的要求。

3 网络考试系统在公共课中的应用

3.1 应用思想

网络考试的最终目的是将最大资源服务于教学,由此,我们对该案例的实施提出了初步的设计思想:

1)面向教师和学生两用的学习系统,既能为教师提供教学资源,又能为学生提供自主学习的资源,还要提供各种实用资源、知识查询数据库等。

2)自主学习平台,以简明的导航菜单为主,以专题资源为导向,培养学生的创新精神、实践能力,可以满足相关专业不同层次学习者自主学习的需要。

3)能提供庞大的动态专题学习资源库,方便学生收集和检索相关学习资料,进行探究性学习、自主化学习,针对每一章节都可以利用不同的资源。

4)构建交流平台,提供同步或异步式交流工具,如网上答疑,方便师生间进行在线咨询及协商讨论,以更好地学习知识。

5)学习资源下载,可以下载教师教案,教案浏览是word格式和PPT格式,下载日常课堂教学录制的多媒体视频,编程实例等。

6)测试练习,包括章节练习、综合测试,提供每一章节的练习和整门课程的综合练习;

7)提供在线评价功能,提供形成性评价和总结性评价系统等,并能把评价结果及时反馈给学生,方便学生进行网上自我评价,以及时了解自己的学习效果。

8)测评功能。网络考试和作业系统中测评的内容主要是一些量化的指标,包括平时作业完成的情况和得分、考试的得分、出错的地方、答题时间等,当然也包括教师对考试进行手工批改时的一些评语。

3.2 设计思想

网络考试系统就是全面服务于教师和学生,因此其基本设计思想为:

1)方便性。系统的用户主要是学生,对学生来说,不应该花费太多的时间用在对该系统的学习上,因此系统的操作应该简单明了。另外,用户界面要友好,便于输入输出。

2)全面性。系统的功能应该强大,全方位支持学生的学习,包括虚拟课堂教学、学习评价与测试,问题讨论、解答、知识查询,模拟考试等。

3)建构性。系统应能提供较好的知识建构环境,以利于学生建构自身的知识体系。

4)可操作性。系统应用有较强的学习功能,包括教师用户能对系统的知识库方便地进行各种操作,提供各种资源下载等。

5)透明性。系统对知识库的操作和推理过程对用户来说是透明的。

6)可交互性。系统应有对学生的自我评价功能,学生能在线评测自己的学习效果,并能及时的得到反馈信息。

7)容错性。系统的容错能力要强,如果学生进行了误操作,系统应该给出适当的提示等信息,不应该因为操作错误或失误而死机。

8)可移植性。把系统从一种硬件配置和软件系统环境转换到另一种配置和环境时,依然能够很方便地使用。

另外,网络课程还应该在总体和功能上进行的设计,在功能实现上要考虑各种技术保障。

4 系统测试

经过前期的准备工作,云南省邮电学校计算机文化基础全校共1207人,测试题型由单选题、判断题、填空题、Word操作题、Excel操作题、PowerPoint操作题,基于该公共课考试系统完成了相应的测试工作。

4.1 稳定性

由于其体系结构采用的是C/S结构,在全校考试中,其中最多的一场405人,没有出现试卷下载失败的情况,考试过程中出现的死机重启也都能备份数据,交卷全部能实现顺序提交。

4.2 安全性

系统安全是每个系统都要考虑的问题。在系统中除了用防火墙等网络安全产品外,还在应用程序中采用了自身验证机制和数据加密技术,如登录验证、权限验证等。另外,学生在登录本系统时不能打开与考试科目无关的应用程序。自动关闭其他非活动的USB接口。

4.3 试卷生成

考试系统生成的试卷考虑的因素包括:覆盖面大、重点突出、各章节分数分布均衡、各题型分数分布合适、难度符合目的、总分总时符合要求、以及考察知识点不相重复等多项层次不同的要求,生成算法涵盖对试卷指标的评定,以及对各道试题指标的评定。另外试卷生成时还考虑了试题顺序的随机性、选择题的选项顺序的随机性,以使相邻学生不至发生抄袭行为。

4.4 统计分析

考试结束后,考试系统自动收集了大量的数据和信息。根据考生的答题情况,系统可以自动地计算试题难度、区分度、答案选项迷惑度等种种试题统计参数,可以给教师提示最易得分和最易失分的试题。考试系统对收集的数据进行统计,给出算术平均数、标准差、标准分和成绩分布图表。

考生交卷之后,系统根据题库中存放试题的正确答案进行在线判卷,随后生成考试成绩。考生每参加一次考试,系统根据已有的标准答案很快得出其分数,再根据不同的分数段给出相异的测评。一方面与其他同科考生进行横向对比,得出各个考生之间的差别;另一方面,也通过用户一段时期内参加同科考试的成绩来做纵向比较,用以说明其掌握该科目内容的实际程度,以便做出相应的决策分析[4]。

5 结束语

该系统基于C/S体系结构,整个系统包括管理员、教师、学生端三个模块,完整地实现了试题录入、组卷、发布试卷、考试、平时练习、成绩查询以及用户管理的全过程。该系统已完成系统测试,系统运行稳定、界面友好、安全可靠,具有较好的灵活性和通用性,仅需对试题库进行更换便可胜任其它类似专业的网上考试,如本系统正测试全校大学英语的考试,因此具有较好的推广价值。

参考文献:

[1] 李伟超,林国,张宏亮.新形势下学校计算机基础课教学内容和方法的探讨[J].实验室科学,2006,4(2):67-68.

[2] 奚越,徐杰.计算机考试系统的研究与实现[J].济南大学学报,2006,(9):64-67.

[3] 王雍钧.试题库系统智能组卷技术研究[J].长江大学学报(自然科学版),2006,(01):65-67.

[4] 张烨.基于VB的计算机考试系统的设计与实现[J].榆林学院学报,2007,(6):54-56.

作者:王朝勇

网络考试系统化学实验论文 篇3:

关于中考增设实验操作考试的思考

摘要: 中考增设理化实验操作考试是上海市“完善初中学业水平考试制度”的重要举措之一,引来广大学校、教师、学生和家长极大的关注。以化学学科为例,阐述了实验与实验教学的重要性以及实验学习的特点,分析了当前初中化学实验教学中存在的主要问题,认为中考增设实验操作考试能有力促进这些问题的解决及实验教学,并针对该改革举措涉及的三个问题进行了简要讨论。

关键词: 中考; 化学实验; 实验操作考试

在上海市教育综合改革的大背景下,2018年3月市教委推出了《上海市进一步推进高中阶段学校考试招生制度改革实施意见》,“完善初中学业水平考试制度”的举措之一是上海的中考从2021年起将增设物理和化学实验操作考试[1]。广大学校、教师、初中学生和家长都对即将到来的这项改革非常关注。作为化学教师队伍中的一员,下面笔者主要从初中化学教育的视角就此项改革谈一些思考,与大家分享。

1 化学实验与化学实验教学

1.1 化学以及化学教学离不开实验

以实验为基础是科学学科的重要特征之一。纵观化学发展史,人类对物质的组成、结构、性质和变化的认识,发现新元素和新物质,实现对天然产物、自然界原本不存在的新物质的人工合成,理论化学结论的验证等,几乎每一项成就都源自化学家的实验室工作,化学实验是化学科学赖以产生和发展的基础,也一定是中学化学课程的重要组成部分。

化学实验是激发并发展学生好奇心和学习兴趣的重要载体。实验的神奇变化和鲜明现象是学生对化学学习产生兴趣的主要源泉,时有意想不到的结果和悬念,又能吸引学生共同探索微观世界的奥秘。课堂教学实践证明化学实验是教学中最能吸引全体学生注意的内容。

化学实验是研究和學习物质及其变化的基本方法[2]。它是联系认识主体和认识客体的中介;是化学科学认识从一级上升到另一级的中间环节[3]。丰富、生动的感性材料和实验情境不仅能促进学生对化学知识的理解,而且能影响知觉的内容与学习方式,使抽象的概念直观化、微观的规律宏观化……对记忆产生较为深远的影响。

化学实验是科学探究的一种重要途径[4]。学生在实验过程中能进一步体验科学探究的基本过程,科学思维和创新意识受到启迪,科学方法和实验技能得到训练,科学态度和社会责任感获得培养,进一步发展探究物质世界、解决一些生活和生产中与化学相关的实际问题的能力。

可见,化学实验具有其他化学教学内容和形式所不能替代的特殊作用,对于全面发展学生的化学学科核心素养极为重要。我国著名化学家戴安邦教授说过:“实验室应该是学生学习化学最有效和收获最丰富的场所。”

1.2 化学实验学习的特点

化学实验的学习首先是实验技能的学习,这是学习化学知识和开展探究活动的基础和保证。实验技能除了实验操作技能,还有设计实验方案、收集实验信息、处理实验结果等思维技能。

实验技能的习得不同于其他知识,有一个“模仿→学会→熟练→运用”的过程,这个过程往往比较长,要花的时间比较多,尤其是那些需要达到自动化、熟练化程度的操作技能。教学中是否只要教师讲解清楚、学生反复操练就能达成教学目标呢?非也。因为实验技能的学习不是陈述性知识的学习,而是程序性知识的学习。检验此类知识是否习得的方法,要看学生能否依据所学创造性地解决实际问题。

实验问题的解决综合程度比较高,因为一般不仅涉及学生的化学基础知识和基本技能储备,而且涉及化学思维能力、化学探究能力等。正因为如此,无论初中还是高中,无论学生还是教师,都说考试测评中的化学实验题“是不可能不失分的”试题,换言之,化学实验是师生公认的中学化学中“最不容易学好”的内容,原因也在于此。

实验技能学习中学生个体的差异直接对学习的效果产生影响,这种影响并不一定与其纸笔测试的成绩正相关。以实验操作技能的学习为例,学习的主要内容是“动作”,但动手操作能力差的学生并不是无法协调肌肉来完成实验,而是不知道如何动手来完成特定的智力任务,所以此类学习并不属于“动作”领域动作技能的学习,而属于“认知”领域知识与技能的学习,兼有学术和实践的特点。学生群体中有的在纸笔测试中有尚可甚至不错的表现,但动手实践能力较弱;有的却刚好相反。

实验学习离不开客观的实验条件,例如学校的实验室数量、实验仪器用品及化学试剂的配备,允许的实验时间等。其中有的受限于学校条件,有的还与任课教师的教学理念、开展化学实验教学的热情和积极性等紧密相连。

化学实验的学习务必注意安全,具备环保意识。教师一定要在教学设计中有缜密的安排,在实验开始前做好充分的准备;学生一定要在教师或实验员在场的情况下,遵守实验规则,开展相关的实验活动,并使化学实验对环境的污染降到最低限度[5]。

2 当前初中化学实验教学中存在的主要问题

目前上海的化学实验教学的评价主要依据纸笔测试。回观历年上海市中考化学的学生答卷,不难发现,哪怕是最基础的实验题,学生的得分率一般都很不理想。例如:

(2010年第42题)粗盐提纯实验中,搭建蒸发装置时,下述操作中应首先进行的是( )。

A. 放置酒精灯B. 固定铁圈位置

C. 点燃酒精灯D. 将蒸发皿放置在铁圈上

(2018年第39题)有关实验操作正确的是( )。

A. 收集氧气 B. 滴加液体

C. 振荡溶解 D. 加热固体

这两道试题涉及的是最基础、最简单的化学实验操作,考查的是学生对这些基本实验操作的学习情况,得分率却分别是0.37、 0.74。相信自2010年后初中一线化学教师无一例外对此类问题充分重视,并体现在教学过程中,但是我们仍能发现,到了时隔8年后的2018年,学生的得分率仍然不理想。再如:

(2011年第52题)⑤如果在过滤操作中发现滤液浑浊,在仪器洁净、滤纸未破损的前提下,你认为滤液浑浊的原因可能是 。

试题考查的是学生对实验中一个常见问题的分析能力,得分率却只有0.28。

2.1 化学实验的完成情况不容乐观

打开上海初中化学教材,与实验相关的栏目有三类:“学生实验”“课堂实验”以及“探究与实践”。其中大大小小的“学生实验”共37个,“课堂实验”29个,“探究与实践”5个。然而在实际教学过程中这些实验的完成并不那么如意。

上海某中心城区初中化学教研员Y老师曾于2018年使用“问卷星”对区内各校完成教材化学实验的情况进行了问卷调查,全区40所初中100%参与(其中民办初中9所,公办初中31所)。数据显示,关于演示实验,25%的学校能完成其中的73.5%及以上,15%的学校能完成其中的50%及以下,还有约5%学校完成的实验在35%及以下;没有一所学校能做到100%完成。关于学生实验,27.5%的学校能完成其中的88%及以上,67.5%的学校能完成其中的58.8%及偏上,5%学校完成的实验在35%~38%,同样也没有一所学校能做到100%完成。

可见,初中学生能真正走进实验室动手实验的时间太少,诸如实验操作技能这些本该让学生多亲自动手、多获得亲身体验的学习内容却没能给学生应有的实践和反思的机会。实际教学现状与课标、教材的要求是有差距的。

2.2 教师普遍对实验的重要性认识不足

虽然化学教师都明白实验是化学学科的基础,但是普遍对化学实验的独特价值认识不足。

仍以教研员Y老师的问卷调查为例,该区105名初中化学教师中98名递交了有效问卷。统计数据告诉我们,有35.7%的教师认为“化学实验是开展化学教育的有效手段”,44.9%认为“化学实验能有效提高学生多方面的能力”;仍有17.4%认为“化学实验只是化学教育的辅助手段”,约2%认为“化学实验能有效提高化学考试成绩”;20.4%认为学生“能知道实验的操作和注意事项就行”“能顺利通过‘实验操作技能考’即可”。因而面对“一氧化碳还原氧化铜”等四个缺乏现成实验药品、有潜在危险的演示实验,所有教师的选择是“不做”;不易成功或比较复杂或有污染因素的实验,53.1%的教师选择“放实验视频,讲解反应和操作原理”,还有4.1%的教师选择的是“如果中考不考,就放弃”。

我国的初中只在九年级开设化学课,各校普遍化学教师人数少,需要在教学中“独立作战”的居多,教师对化学实验重要性的认识便更加直接地反映在具体的教学行为之中了。一旦课时紧张、应试压力增大,往往首砍的是学生实验;网络资源中的视频实验、模拟实验广受教师青睐;在黑板上画实验、教师讲学生记的实验占比不小……于是充满趣味、奥妙和生机的实验,甚至探究实验演变成了许许多多学生朗朗上口的背诵和记忆内容,在纸笔测试中成绩通常会有提升,但学生真实的实验能力并不强,在具体情境中不会用,化学学科核心素养的发展无疑受到了影响。

2.3 实验仪器、试剂配备不足等状况普遍存在

化学实验活动的顺利开展离不开良好的实验条件。在我国大班化教学条件下,目前初中学校基础实验的条件仍然有限,学生日常学习化学实验的需求还很难得到满足。

现以上海市初中理化实验教学的一次专题问卷调查(2016年)为例,部分情况摘录如下:

● 我校(区)化学10个学生实验所需器材与药品配备的状况是(统计数据见图1)

A. 完全配齐B. 缺个别器材

C. 缺少量药品D. 器材与药品都缺

● 我校(区)物理14个学生实验所需的实验器材配备状况是(统计数据见图2)

A. 完全配齐B. 缺个别器材

C. 缺大量器材

统计数据显示,就理化两学科而言,上海市虽有教育行政部门大力提供实验仪器保障,但学生实验所需的实验器材与药品配备情况却并不理想,化学学科的情况更不乐观。

究其原因,一是学校的实验经费仍然不足,易损坏、过于陈旧的器材无法及时更换。二是化学试剂的采购实属不易,一般需要通过公安机关审批、报备等,手续繁多、流程冗长,且每次购买量不宜过大。三是当前全市基层学校实验员普遍紧缺,专业、专职的实验员更是屈指可数,因此实验室的管理,实验仪器、试剂以及危化品的保管,实验废弃物的科学处理等存在诸多问题。四是各级领导对基础实验室的建设重视不够,各校基础实验室的装备设施普遍大大落后于创新实验室。如此这般,学生动手实验、观察真实实验的机会和时间就难以得到保证了。

2.4 学生的学习潜能需要多样化的施展舞台

笔者曾经做过专项调查,数据显示,几乎百分之百的中学生都喜欢化学实验,尤其喜欢自己动手做实验。只要留意观察,我们不难发现,学生群体中确实存在这样一批学生: 他们的学习成绩平平甚至处于下游,但动手能力强。普陀区某九年一贯制普通公办学校,其中的化学教师能坚持积极创造学生动手实验的条件,学生在化学课堂上十分活跃,一些难度较大的问题探究也难不倒他们,令前去听课的我们简直不敢相信这是区域内中偏下学校的初中生。可见,对于部分学生而言,纸笔测试并非他们的强项,他们好奇好动、喜欢动手操作,但目前缺乏可供他们施展的舞台,他们的学习积极性难以充分发挥。

当然也有少数学生的思维等学习能力处于群体中的前50%,但是动手实践能力较弱。例如在普陀区高中生实验操作技能考的统一试场内,每年总能发现少量实验操作表现差的学生来自区域内生源不错的高中,在化学实验学习方面他们需要的是比别人更多的再学习和训练的舞台。

3 中考增设实验操作考是对实验教学的有力促进

考试评价是教育系统的重要组成要素,它对于改善教师授课、优化学生学习,达成立德树人目标的重要性是不言而喻的。中国的国情、中国的传统文化平添了考试评价的重要性。化学学科特征告诉我们,“化学学科能力可以概括为观察能力、实验能力、思维能力和自学能力”[6],对学生实验能力的评价始终是化学纸笔测试命题中的热点,却一直难以突破。倘若只有纸筆测试,不做实验或少做实验的学生通过反复讲和练,往往也能取得不错的成绩;如果只关注成绩,不顾及学习效率和学生素养,那么很容易得出如此“经验”:“做不做实验一个样,不做实验还能节省时间”,那么初中化学实验教学中存在的种种问题将很难改变。

回顾上海课改30年,从1993年起就设置了初中化学、物理实验操作技能考试项目。虽然这项考试的成绩并没有与中考成绩挂钩,考试的组织也并不那么严格,但是27年的坚持,换来了上海的初中生相比全国其他地区,实验操作技能普遍达到了较高的水平,课堂上学生的探究活动、合作学习的机会和成效增大,学生学习方式的转变受到了积极的促进,这不仅有利于学生对科学知识的理解,带来令人满意的中考合格率和优秀率,而且也为他们日后的持续发展夯实了必需的基础。

中考增设实验操作技能考试,评价对教学的导向、诊断、反馈、调控等功能必将引导教师进一步学习和认识化学实验无可替代的教育教学功能,自觉增进自身的实验教学能力,积极创造条件运用实验组织教学;引起社会方方面面极大的关注,为各校创造更好的基础实验条件凝聚力量,为学生亲历实验提供必要的保证;在完成课标规定实验的同时,让学生从提升动手实践能力起步,不断增进创新意识和能力,让实验教学的目标和要求得以有效落实。

4 关于中考增设实验操作考的几个问题讨论

随着2021年越来越近,大家对于中考改革新举措即将落地的想法越来越多,各种应对策略也将在各校的化学课堂中反映出来,有几个问题值得在此讨论。

4.1 实验操作考的分值占比不高,为什么大家却感到压力很大

虽然初中生毕业前夕需要经历理化实验操作技能考试在上海不是一件新鲜事,但是往年初中实验操作技能考试的结果仅以“合格”或“不合格”呈现,并不计入中考总成绩,然而即将落地的化学实验操作考试将以满分5分计入中考总分。经验告诉我们,只要以一定的分值计入升学总成绩,任何考试的利害度陡增,社会的关注度必然明显上升,这无疑给教育行政部门和一线教师带来无形的压力。

科学、合理、公平、公正向来是大规模考试评价的基本原则。每年要组织几万名以上的初中毕业生参加实验操作考试,而且“每位学生可以参加两次,在两次实验考试成绩中择优计入总分”,工作量很大,也没有现成的经验可以借鉴,压力和困难是不言而喻的。

实验操作技能考试的特殊性决定了其信度和效度不仅与试题的质量、评分标准的科学合理性密切相关,而且离不开评分方法的精准度和可靠性。信息社会的技术进步给了我们突破困难的新希望——通过借助人工智能实现机器评分来减轻海量工作带来的压力。但是就化学实验而言,通常量少形微,操作的动作要领多、精度要求高;同一个动作,不同学生的做法有不同,某些差别是允许存在的。大家在期盼的同时不无担忧: 机器能作出客观、准确的判断吗?虽然有部分教育装备企业早已启动了相关的研发工作,一批新型的实验室正在建设和改进之中,但是机器评分可靠性的论证、技术和设备的进一步优化等还需要时间与实践,能赶上需要使用的时间吗?当然,大家在担心的同时也应该相信,上海的教育行政部门会提前妥善处理好相关问题并及时向大家通告的。

4.2 应对改革,关注学生的考试成绩还是他们的实验能力

任何一项教改措施的落地都离不开广大教师日常教学行为的跟进。当前,一些学校和教师已经开始考虑中考改革的应对措施了,这本是一件好事。但是每每谈及实验操作考试,大家关注的主要是怎样让自己学生的实验操作能赢得优良的考试成绩,考虑的最多的是怎样让学生加强操练、占有先机,带有明显的应试色彩。

作为青年学生的导师,我们应不忘中考增设实验操作考试的初衷,理解作为化学学科能力的重要组成部分,化学实验能力是利用实验解决化学问题的一种综合能力[7],不能把初中生的化学实验能力窄化为学会化学实验的几个基本操作。我们也应知道即便就实验操作技能而言,作为认知领域程序性知识的学习,是需要思考周到、安排合理、操作准确、观察细致、手脑并用、协调一致才能真正学会的,光靠“教师讲完学生练”粗放式的教学或“照方抓药”式的反复训练是不可能真正达成教学目标的。我们更应着眼学生实验能力的培养,立足学校已有条件挖掘潜能、创造条件,对初中一年化学教学中学生实验操作技能的学习作好规划,让学生有更多的动手操作机会,循序渐进的过程;联系STSE创设真实情境,提高学生的化学学习品质,增进他们的好奇心、探究能力和创新意识。相信学生实验操作技能考的优良成绩一定是实验能力提升后的必然“产物”。

4.3 迎接实验操作技能考,我们还需要作哪些准备

除了学校的实验室建设等硬件设施之外,作为初中化学教师,我们需要有计划地自觉进行职后再学习,不断提高自身的实验操作技能、实验操作思维、探究能力等化学实验能力和科学素养,在日常教学中为学生作好示范,起好潜移默化的影响作用。

化学实验包含着“实验事实”“实验探究活动”“实验方法论”和“实验史实”四方面的内容,内涵非常丰富。我们要加强对实验教学的研究,深度开发实验的教育功能,让现代技术助力实验教学的不断创新,为学生提供更多的、以实验为主要手段的探究活动机会,在多样化、丰富的学习体验中增长才干,培育学科核心素养。

中考实验操作技能考试的顺利开展必定也离不开初中化学实验员,这是一支影响实验室的建设与发展、实验教学质量和水平的关键队伍。可是目前笔者在上海的初级中学里所见的专职化学实验员数量严重低于总人数的50%,其中有的是兼职的化学教师,有的是非化学专业人员,甚至是无编制人员。重视化学实验员队伍建设已经是刻不容缓的事情了!除了教育行政领导之外,各校的化学教研组也需要充分挖掘潜力,把对现有化学实验员的专业培训落实到具体行动之中去。

立足学生的终生发展,我们希望中考的理化实验操作考试能够真正发挥应有的功能和作用,远离应试教育的怪圈,这需要大家一起共同努力。

参考文献:

[1] 上海市教育委员会文件: 上海市教育委员会关于印发《上海市进一步推进高中阶段学校考试招生制度改革实施意见》的通知, 沪教委规(2018)3号.

[2][4] 中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准(2017年版)[S], 北京: 人民教育出版社, 2018: 12.

[3] 梁慧姝, 郑长龙. 化学实验论[M]. 南宁: 广西教育出版社, 1996: 65.

[5] 叶佩玉. 中学化学教学设计[M]. 上海: 上海教育出版社, 2016: 202~207.

[6] 教育部考試中心. 高考化学测量理论与实践[M]. 北京: 高等教育出版社, 2004.

[7] 唐明君. 高中生化学实验能力的测量与教学建议[J]. 教育与装备研究, 2019,(6): 90.

作者:叶佩玉

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