基于Rasch模型對延吉市S中學初三學生化學定量化能力檢測的研究

韋文金

摘要：該研究基于我國化學學科教育現狀，參考國內外的相關研究成果，依據Rasch測量理論（也稱項目反應理論）和測評框架設計相關測驗項目及工具；應用所編制的測驗工具對延吉市S中學初三學生的化學定量能力進行測驗。通過Rasch軟件測量學生化學定量能力水平，并比較該校初三學生在定量能力的水平分布上存在哪些差異，從而揭示學生的定量能力發展特征，為教學提供參考。

關鍵詞：Rasch模型；初三學生；化學定量化能力；檢測

在九年級的化學學習中，采用“定量化”來解決化學學習過程中常常涉及到化學問題的數學處理過程——對物質的性質、組成、結構和變化規律的量化過程。[1]傳統化學課程中將“化學計算”作為一項基本技能，但實際上從量的角度解決化學問題并非單純的數學運算，也并非簡單的方法、技巧等技能的操練，而是以基本概念、基本理論、元素化合物知識為基礎，以化學式、化學方程式及溶液組成等蘊含的量的關系為依據，進行分析、判斷、推理、運算的過程，故本研究基于Rasch模型，從量的角度解決化學問題，從而折射出學習者在此過程中心智思考的成分。

一、化學定量能力的內容依據與體系

1、內容依據

我國《全日制義務教育化學課程標準》中，對定量化能力學習內容的要求主要體現在三個一級主題：身邊的化學物質、物質構成的奧秘、物質的化學變化中。[2]

2、內容體系

我國化學課程體系的初中階段涉及內容主要以質量為核心，涉及根據化學式、化學方程式、溶液組成中的定量關系進行有關的運算。[1]

二、化學學科能力測驗工具的構成

隨著初三化學學習進程的展開，要求從量的方面來描述和探究物質的結構、組成和變化。以期使學生能夠在更高的智能水平和研究方法上認識和探究物質的結構、組成和變化。

1、Rasch模型應用機理

Rasch模型（Rash Model）也類似于項目反映理論測量模型，由丹麥數學家喬治·拉希（Georg Rasch，1901-1980）上世紀60年代創立。他認為被試對某個項目的反應存在一個數學關系，它控制著被試正確回答特定項目的概率；被試正確作答的概率取決于被試能力與項目難度之間的差異，被試能力越高，越有可能答對越容易的項目（即答對概率越高）；被試能力越低，越不易答對難的項目（即答對概率越低）。[4]

在 Rasch模型中，受試者能力和項目難度并不是直接觀測的，需要通過受試者在一系列項目上的反應，運用最大概率估計法（maximumlikli-hoodestimation）進行估算，也稱受試者能力參數估計和項目難度參數估計。[3]參數估計可以通過一定的計算機程序加以實現。

2、定量化水平層次分析

Dori（2003）認為有關物質的量的化學計算問題可以從復雜性和轉換水平兩個維度來分類。若多次轉換，問題就越復雜，則學生解決化學計算問題遇到的障礙就越多。[3]學生定量化能力的形成和發展是一個由簡單到復雜、由基礎到綜合、由具體到抽象的過程，如圖1所示。

圖1 初三化學“定量化”水平層次

三、研究設計

1、研究工具

本研究采用華東師大楊玉琴的博士論文《化學學科能力及其測評研究》中對“化學定量化能力”測驗部分的測試問卷，共13道選擇題（Q1—Q8），以及Q9—Q13是建構反應題（建構反應題要求被試組織或建構一份答案，在考查學生的高層次能力上具有優勢，建構反應題答案有封閉性和開放性兩種答案）。[1]

2、研究對象

本研究選取了延吉市S中學初三年級的四個班220名學生作為被試，如表1。

3、數據處理

用SPSS18.0、Excel2007等軟件進行統計分析。

四、研究結論

學生的學習水平隨時間推移而發展變化的軌跡可以通過測量與評價來概括，不但使得評價與標準之間的關系明了、具體、可行，而且可為教師及教材編者進一步了解學習者學習表現特征，改進課程與教學。研究發現，四個班的學生在“定量化”能力上的差異主要表現在同一水平（水平3）上，這需要在教學中設計更多的項目，充分考察學生各方面的能力水平，以建立起更為精確的“定量化”能力評價的框架。

參考文獻：

[1]楊玉琴.化學學科能力及其測評[D].華東師范大學博士論文。2012；129.

[2]教育部.全日制義務教育化學課程標準（實驗稿）[S]. 北京：北京師范大學出版社，2001.

[3]Dori Y J..Hameiri M.Multidimensional Analysis System for Quantitative Chemistry Problems：Symbol，Macro，Micro，and Process Aspects[J].Journal of Research in Science Teaching.2003，40（3）：278-302.

[4]韋斯林.應用Rasch模型構建基于計算機建模的中學生物質結構認知測量的研究[D].華東師范大學博士論文，2010.