數(shù)字化學(xué)業(yè)述評(píng)賦能高中物理課堂轉(zhuǎn)型

【摘要】教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，秉承評(píng)價(jià)即教學(xué)的教育理念，實(shí)施數(shù)字化學(xué)業(yè)述評(píng)賦能高中物理課堂轉(zhuǎn)型.本文從學(xué)業(yè)述評(píng)視角審視傳統(tǒng)教育評(píng)價(jià)行為，探索數(shù)字化學(xué)業(yè)述評(píng)的實(shí)施路徑，解決數(shù)字化課堂教學(xué)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)的技術(shù)難點(diǎn)，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的物理課堂，促進(jìn)學(xué)生物理課堂的深度學(xué)習(xí).

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化評(píng)價(jià)；高中物理；深度學(xué)習(xí)

教育評(píng)價(jià)事關(guān)教育發(fā)展方向［1］.目前，教育評(píng)價(jià)領(lǐng)域正經(jīng)歷著深刻而復(fù)雜的轉(zhuǎn)變，課堂教學(xué)從知識(shí)課堂向素養(yǎng)課堂轉(zhuǎn)型，從封閉、單向轉(zhuǎn)向開(kāi)放、互動(dòng)，教學(xué)評(píng)價(jià)從依據(jù)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)向依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)向信息化、人工智能 ，其核心是評(píng)價(jià)理念的變革和評(píng)價(jià)工具的創(chuàng)新.數(shù)字化學(xué)業(yè)述評(píng)作為教育評(píng)價(jià)領(lǐng)域的新概念，是對(duì)日常學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的頂層設(shè)計(jì)要求，也是教師落實(shí)教育評(píng)價(jià)改革的重要著力點(diǎn)，更是對(duì)“從對(duì)教育的評(píng)價(jià)到促進(jìn)教育的評(píng)價(jià)”的國(guó)際評(píng)價(jià)改革趨勢(shì)的呼應(yīng).

1 數(shù)字化學(xué)業(yè)述評(píng)的實(shí)施構(gòu)想

1.1 學(xué)業(yè)述評(píng)簡(jiǎn)述

《辭海》對(duì)“述評(píng)”的解釋是“敘述和評(píng)論”，述評(píng)既要陳述事實(shí)，又要對(duì)事實(shí)作出相應(yīng)的分析和評(píng)價(jià)，強(qiáng)調(diào)有述有評(píng)、述評(píng)結(jié)合.因此，學(xué)業(yè)述評(píng)包括“述”和“評(píng)”兩部分，既是針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的描述性評(píng)價(jià)，包含學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和學(xué)習(xí)成果.基于多方面證據(jù)綜合分析后針對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)性評(píng)價(jià)，包含對(duì)學(xué)生發(fā)展情況的評(píng)價(jià)和針對(duì)學(xué)生的個(gè)性化指導(dǎo)建議，其根本目的是以評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展［2］.學(xué)生學(xué)業(yè)述評(píng)既“述”又“評(píng)”，是基于多方面證據(jù)的綜合評(píng)價(jià).它以“述”定“評(píng)”，是對(duì)傳統(tǒng)結(jié)果評(píng)價(jià)的改進(jìn).它為“評(píng)”而“述”，也是對(duì)過(guò)程評(píng)價(jià)的強(qiáng)化.它強(qiáng)調(diào)基于證據(jù)的個(gè)性化分析和指導(dǎo)，更是對(duì)增值評(píng)價(jià)的有益探索.

1.2 學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)發(fā)展

國(guó)內(nèi)外學(xué)者們普遍認(rèn)可實(shí)施學(xué)業(yè)述評(píng)對(duì)于促進(jìn)教育評(píng)價(jià)改革、提升教育質(zhì)量的重要價(jià)值和深遠(yuǎn)意義.例如，余文婧認(rèn)為實(shí)施學(xué)業(yè)述評(píng)的核心是“學(xué)生的積極參與”，應(yīng)該圍繞共建協(xié)商式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)設(shè)分布式反饋機(jī)制、共享復(fù)調(diào)式述評(píng)話語(yǔ)三個(gè)方面展開(kāi)［3］.再如，劉綠芹、李潤(rùn)洲認(rèn)為學(xué)業(yè)述評(píng)的基本路徑包括闡釋、確證和建構(gòu)三個(gè)環(huán)節(jié)；其中，闡釋環(huán)節(jié)是師生共同圍繞學(xué)業(yè)內(nèi)容、學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交流、互動(dòng)，確立述評(píng)標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程；確證環(huán)節(jié)是師生通過(guò)充分協(xié)商，呈現(xiàn)學(xué)業(yè)收獲和學(xué)業(yè)問(wèn)題的過(guò)程；建構(gòu)環(huán)節(jié)是從知識(shí)的內(nèi)容、形式和旨趣三個(gè)維度建構(gòu)學(xué)習(xí)路徑的過(guò)程.

1.3 課堂評(píng)價(jià)變革

隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，AI大幅降低了課堂觀察技術(shù)使用門檻，技術(shù)服務(wù)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為可能，充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)課堂中不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)水平展開(kāi)質(zhì)性評(píng)價(jià)，基于SOLO分類評(píng)價(jià)理論轉(zhuǎn)化為可視化、易操作的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)量表在課堂實(shí)踐，獲取更直觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立科學(xué)有效的課堂學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建課堂深度學(xué)習(xí)自動(dòng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，研發(fā)系列數(shù)字化的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教具等.通過(guò)建立實(shí)時(shí)課堂影像分析系統(tǒng)，技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況及教師的教學(xué)績(jī)效的跟蹤、分析、建檔、評(píng)價(jià)等，結(jié)合適當(dāng)?shù)耐鈬布_(kāi)發(fā)不同主題的評(píng)價(jià)應(yīng)用，形成成序列的數(shù)字化轉(zhuǎn)型新課堂教學(xué)方案.

2 數(shù)字化學(xué)業(yè)述評(píng)的實(shí)施路徑

2.1 研究對(duì)象

研究對(duì)象為高中學(xué)生和物理教師，圍繞“如何開(kāi)展高中物理學(xué)業(yè)述評(píng)”依次對(duì)搜集學(xué)生學(xué)習(xí)行為、描述學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)和學(xué)習(xí)結(jié)果、提供個(gè)性化建議促進(jìn)學(xué)生自主發(fā)展進(jìn)行研究.研究以“主導(dǎo)－主體”的教學(xué)結(jié)構(gòu)理論為指導(dǎo)的課堂結(jié)構(gòu)分析，以教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)媒體作為四大結(jié)構(gòu)要素.遵循教、學(xué)、評(píng)相統(tǒng)一的原則，對(duì)教師課堂行為、學(xué)生課堂表現(xiàn)及課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成等按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)，科學(xué)設(shè)定細(xì)化指標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的發(fā)展性量化評(píng)價(jià).

2.2 總體框架

首先，確定高中物理學(xué)業(yè)述評(píng)需要搜集的學(xué)生學(xué)習(xí)行為，解決“觀察什么”的問(wèn)題；其次，制定搜集和整理學(xué)生學(xué)習(xí)行為的方法，涉及技術(shù)手段選用和評(píng)價(jià)任務(wù)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，解決“怎么觀察”的問(wèn)題；其次，確定高中物理學(xué)業(yè)述評(píng)報(bào)告的撰寫原則和方法，涉及包括框架的制定、學(xué)生學(xué)習(xí)行為的解釋和學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑的規(guī)劃，解決“結(jié)果呈現(xiàn)”的問(wèn)題；最后，進(jìn)行第一輪實(shí)踐研究，并從學(xué)生發(fā)展情況和教師專業(yè)發(fā)展兩個(gè)方面評(píng)價(jià)學(xué)業(yè)述評(píng)的實(shí)施效果，解決“效果評(píng)價(jià)”的問(wèn)題.在總結(jié)第一輪實(shí)踐研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，完善高中物理學(xué)生學(xué)業(yè)述評(píng)的實(shí)施路徑，并進(jìn)行第二輪實(shí)踐研究，完成高中物理學(xué)生學(xué)業(yè)述評(píng)實(shí)施模式的“模式建構(gòu)”任務(wù).

2.3 技術(shù)框架

該述評(píng)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)處理中心、網(wǎng)絡(luò)、手持設(shè)備、APP、PC客戶端、微信小程序等組成.系統(tǒng)核心部分?jǐn)?shù)據(jù)處理中心采用Python的Flask框架編寫一個(gè)Web服務(wù)器，選擇Python內(nèi)置的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，采用Python自帶的大數(shù)據(jù)分析庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.

（1）課堂專注度評(píng)價(jià)：構(gòu)建專注度評(píng)價(jià)系統(tǒng)的可視化平臺(tái)，以Python作為主要開(kāi)發(fā)語(yǔ)言設(shè)計(jì)，將模糊綜合評(píng)價(jià)中獲取的專注度分?jǐn)?shù)以不同的可視化形式展示給學(xué)生與教師.構(gòu)建基于TensorFlow+Python的深度學(xué)習(xí)框架，利用OpenFace2.0面部識(shí)別模型實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂師生微表情的實(shí)時(shí)識(shí)別、采集、分類、分析，可拓展包括語(yǔ)音、聲紋、文本、行為、角色識(shí)別等.評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)置支撐細(xì)項(xiàng)，包括情感、語(yǔ)速、語(yǔ)言凝練度、想象力等課堂支撐類指標(biāo).經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理，教學(xué)分析多模型處理，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化處理，使用模糊綜合評(píng)價(jià)的矩陣算法對(duì)課堂專注度進(jìn)行量化評(píng)分.

（2）學(xué)生發(fā)展性評(píng)價(jià)：圍繞教育評(píng)價(jià)的三要素——認(rèn)知、觀察、解釋，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)任務(wù)，觀察和解釋學(xué)生行為，判斷學(xué)生水平.首先，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)生實(shí)際情況制定具體、可操作性強(qiáng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，以學(xué)習(xí)進(jìn)階理論為依據(jù)，建構(gòu)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展模型，預(yù)測(cè)不同水平學(xué)生的典型表現(xiàn).其次，精心設(shè)計(jì)合適的任務(wù)情境，通過(guò)課堂問(wèn)答、學(xué)生作業(yè)和階段性測(cè)試等評(píng)價(jià)任務(wù)，搜集學(xué)生在完成任務(wù)時(shí)的學(xué)習(xí)表現(xiàn).最后，依據(jù)認(rèn)知發(fā)展模型和學(xué)生自我標(biāo)準(zhǔn)，綜合多種因素解釋學(xué)生學(xué)習(xí)行為.

（3）課堂結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)：依托弗蘭德斯互動(dòng)分析FIAS模型理論構(gòu)建“結(jié)構(gòu)－活動(dòng)評(píng)價(jià)矩陣”，將整堂課或某一個(gè)教學(xué)片段總時(shí)長(zhǎng)分為若干個(gè)變量，觀察師生在課堂上交往互動(dòng)情況，制作活動(dòng)矩陣分析表.依托數(shù)據(jù)采集及有效算法建立知識(shí)圖譜、肢體語(yǔ)言分析、表情分析、情感分析等四大教學(xué)評(píng)價(jià)版塊.設(shè)計(jì)啟發(fā)性、學(xué)生表達(dá)穩(wěn)定、師生話題交流穩(wěn)定、教師聚焦講授與提問(wèn)、學(xué)生發(fā)問(wèn)、教師發(fā)問(wèn)、教師正面回應(yīng)學(xué)生等七個(gè)維度，主要用于觀察分析師生在課堂上的提問(wèn)、回答、反饋情況.

3 數(shù)字化學(xué)業(yè)述評(píng)優(yōu)化物理課堂結(jié)構(gòu)

3.1 數(shù)字化學(xué)業(yè)述評(píng)的價(jià)值

開(kāi)展學(xué)業(yè)述評(píng)在促進(jìn)學(xué)生發(fā)展、教師發(fā)展和教學(xué)改革三個(gè)層面都有獨(dú)特的價(jià)值.學(xué)業(yè)述評(píng)有利于教師關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異、推動(dòng)教師因材施教，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程、尊重學(xué)生生命成長(zhǎng)規(guī)律，讓學(xué)生從被動(dòng)改進(jìn)走向深度學(xué)習(xí)、從知識(shí)獲得走向素養(yǎng)提升，是學(xué)生全面、可持續(xù)發(fā)展的調(diào)控器；有利于促進(jìn)教師教學(xué)素養(yǎng)提升，讓教師實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是教師專業(yè)發(fā)展的培育器；能實(shí)現(xiàn)教學(xué)的持續(xù)性改進(jìn)，讓教學(xué)轉(zhuǎn)向深度學(xué)習(xí)，從而提升教育教學(xué)質(zhì)量，是立德樹(shù)人的融合器［4］.

3.2 數(shù)字化學(xué)業(yè)述評(píng)的創(chuàng)新

新一代課堂學(xué)習(xí)述評(píng)系統(tǒng)的研發(fā)和升級(jí)應(yīng)用基于數(shù)字化轉(zhuǎn)型，解決高中物理學(xué)業(yè)述評(píng)需要搜集的學(xué)生學(xué)習(xí)行為及其搜集方法的難點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)大智慧課堂教學(xué)生態(tài).數(shù)字化學(xué)業(yè)述評(píng)主要通過(guò)優(yōu)化算法，研發(fā)面部表情與頭部姿態(tài)識(shí)別技術(shù)對(duì)真實(shí)課堂進(jìn)行學(xué)生專注度評(píng)價(jià)、學(xué)生發(fā)展性評(píng)價(jià)、課堂結(jié)構(gòu)性評(píng)價(jià)等.評(píng)價(jià)聚焦課堂創(chuàng)新思維、批判思維、交流、合作等四大素養(yǎng)，構(gòu)建課堂教學(xué)的“結(jié)構(gòu)－活動(dòng)評(píng)價(jià)矩陣”，使教學(xué)活動(dòng)的組織調(diào)控、認(rèn)知思維、情感交融、目標(biāo)達(dá)成等成為評(píng)價(jià)的主要結(jié)構(gòu).將教師主導(dǎo)評(píng)價(jià)模塊設(shè)為目標(biāo)定位、課堂藝術(shù)、課堂調(diào)控、思維激發(fā)、評(píng)價(jià)反饋五個(gè)指標(biāo).將學(xué)生主體評(píng)價(jià)模塊設(shè)為整體發(fā)展、合作交流、學(xué)習(xí)體驗(yàn)和教學(xué)達(dá)成四個(gè)指標(biāo)，并細(xì)化制定各指標(biāo)的可執(zhí)行算法模型.

4 數(shù)字化述評(píng)應(yīng)用物理課堂教學(xué)評(píng)價(jià)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié)，將信息化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合創(chuàng)新教具，將課堂學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)融入培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有可操作性和重要價(jià)值.

從教學(xué)內(nèi)容分析，實(shí)驗(yàn)是高中物理最重要、最顯著的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分.電學(xué)是高中物理難點(diǎn)部分，最能展現(xiàn)物理學(xué)發(fā)展中睿智和靈氣的思維，是培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)的重點(diǎn)章節(jié)，上承力學(xué)，下啟電磁學(xué).如開(kāi)發(fā)可測(cè)量學(xué)生操作評(píng)價(jià)的多功能電學(xué)實(shí)驗(yàn)箱、探究平行板電容器電容簡(jiǎn)易裝置、力聲光電集成傳感器等系列教具，驗(yàn)證了測(cè)評(píng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性.

從思維角度分析，電學(xué)是高中生從形象思維向抽象思維突破的關(guān)鍵一層，在高中物理中有著舉足輕重的地位.探究能力是學(xué)科核心素養(yǎng)非常重要的一個(gè)指標(biāo).實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的操作能力有很高的要求，如能熟練操作電表、滑動(dòng)變阻器，并掌握伏安特性曲線的描繪、電動(dòng)勢(shì)內(nèi)阻的測(cè)定、多用電表的使用.

從考核角度分析，借助SOLO分類理論診斷學(xué)生思維層次，把握學(xué)生的現(xiàn)狀，改進(jìn)教學(xué)方案，設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，激勵(lì)學(xué)生采用深層探究式的學(xué)習(xí)方式，并用LPQ評(píng)測(cè)前測(cè)與后測(cè)比較分析，通過(guò)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)方式的改變，探究適合教學(xué)的方法，為改善電學(xué)部分的教與學(xué)提供參考.借助測(cè)評(píng)系統(tǒng)收集分析學(xué)生深度學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，評(píng)定學(xué)生觀察、動(dòng)手、思維分析、解決問(wèn)題的能力，反饋學(xué)生相互交流、合作的能力.

述評(píng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，覆蓋課前、課中及課后等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)收集及應(yīng)用.在研究中突出教與學(xué)的良性互動(dòng)關(guān)系，讓學(xué)生樂(lè)于探究［5］.根據(jù)實(shí)踐數(shù)據(jù)綜合報(bào)告，實(shí)驗(yàn)課堂學(xué)生普遍反映有較深刻的參與體驗(yàn)和學(xué)習(xí)收獲.

5 結(jié)語(yǔ)

在新時(shí)代深化教育評(píng)價(jià)改革亟需提升教師教育評(píng)價(jià)能力的現(xiàn)實(shí)下，從學(xué)業(yè)述評(píng)視角審視傳統(tǒng)教育評(píng)價(jià)行為，秉承評(píng)價(jià)即教學(xué)的教育理念，提升教師教育評(píng)價(jià)能力.教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)很重要的契機(jī)，實(shí)施數(shù)字化學(xué)業(yè)述評(píng)研究與探索，能很好地滿足課堂教學(xué)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、過(guò)程性評(píng)價(jià)、發(fā)展性評(píng)價(jià)等評(píng)價(jià)要求.系統(tǒng)的評(píng)價(jià)量表的研究制定、評(píng)估指標(biāo)的細(xì)化、課堂課例實(shí)踐等為賦能高中物理課堂的轉(zhuǎn)型打下了良好的基礎(chǔ).開(kāi)發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開(kāi)放式高中學(xué)業(yè)述評(píng)系統(tǒng)平臺(tái)，從技術(shù)策略、教學(xué)實(shí)踐和創(chuàng)新設(shè)計(jì)等方面探討高中物理教學(xué)創(chuàng)新的新途徑，促進(jìn)學(xué)生物理課堂的深度學(xué)習(xí)，為學(xué)科核心素養(yǎng)的提升提供新的理論和實(shí)踐案例，豐富學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)改革的手段和內(nèi)涵.

【本文系福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度課題“新教材背景下促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的高中物理情境化教學(xué)研究”（課題編號(hào)：FJJKZX23—076）階段性研究成果】

參考文獻(xiàn)：

［1］深化新時(shí)代教育評(píng)價(jià)改革總體方案［EB/OL］.（2020-10-13）［2024-08-9］.http：//www.gov.cn/gongbao/content/2020/content_5554488.htm.

［2］楊欣.教育評(píng)價(jià)改革的算法追問(wèn)［J］.華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2022，40（01）：19-29.

［3］余聞婧.教學(xué)述評(píng)：內(nèi)涵、意義及路徑［J］.中國(guó)教育學(xué)刊，2023（03）：33-38+44.

［4］劉綠芹，李潤(rùn)洲.學(xué)業(yè)述評(píng)：日常學(xué)生評(píng)價(jià)的理性追求［J］.中國(guó)教育學(xué)刊，2022（09）：32-39.

［5］翟彥芳，趙玉萍，邢紅軍.物理課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的深化研究［J］.物理教師，2022，43（09）：9-14.