广东省基础教育课程体系改革研究项目

《网络环境下中学化学实验操作考试与评价的系统》研究报告

广东省梅州市梅江区梅州中学    阙建志

根据省政府《关于深化教育体制综合改革的意见》精神，要深化教育体制综合改革，深化办学体制改革，探索区域内基础教育集团化办学模式，加快建立广东特色基础教育课程教材体系，积极探索考试、招生制度改革，建立以素质教育为导向的全面、综合、多元的考试、招生制度，形成科学的教育评价机制，健全广东特色教育质量保障与评估体系，提高广东基础教育办学质量，率先基本实现教育现代化。省政府决定设立基础教育体系改革专项资金，推动广东省基础教育特色课程和评价制度研究及实验。通过学习文件，我校根据文件精神和本校的实际情况，在本校化学组成立课题组，申报《网络环境下中学化学实验操作考试与评价的系统》为研究课题，于2015年7月被省教育厅同意立项为2015年广东省基础教育课程改革研究项目，立项编号为：2015JJKGYJ034。

一、“网络环境下中学化学实验操作考试与评价的系统”的学术价值和实践意义：

全国开展加强中小学教育教学质量综合评价改革，改变一考定终身的评价体系，不断提出各种各样的评价方法，力争从多层次多角度评价学生。中学化学是以实验为基础的学科，化学实验是化学教学的重要组成部分，是培养学生动手操作能力和探究能力的重要途径和有效手段。只要善于挖掘和开发化学实验在研究性学习的功能，加强化学实验的教学，才能达到新课程改革的要求，提高学生的实验操作能力，促进高效课堂教学。传统的高考实验考试以笔试为主，不利于学生操作能力的培养和考查。因此，对学生实验操作考核办法进行改革，变单纯的笔试为笔试和操作考查相结合，即在笔试学生实验基础理论知识的同时，让学生根据实验题目，进行实验操作考试，教师根据其操作的正误情况和熟练程度打分，这样一来，一方面可以促使学生在平时实验时积极主动地动手操作，另一方面，更有利于培养学生的实验操作能力。实验操作考核的加强，使学生正视实验操作，对学生实验教学落到实处有积极推动作用。通过化学实验操作考试，检查学生的实验技能和动手能力。所有化学教育工作者和各级教育研究部门都不断在探索中，如：上世纪九十年代我省在高中毕业会考中进行化学实验操作考试，由于各校自行命题自行组织考试，无统一标准，不能准确反映学生的能力，未能坚持进行。再如：目前四川、河南等省有些市区在升中考试中进行加试化学实验操作考试和上海在高中毕业考增加化学实验操作考试，统一试题统一考试，考试时间较长，考试安排在前后对学生有不少影响。实践中存在一些问题：（1）统一试题集中考试花费较大人力物力，对考点学校的教育教学有一定影响；（2）考试时间过长，监考员长时间站立观察学生实验操作，并快速判断学生考试成绩，监考员的疲劳工作影响对考生的评判，直接影响考试的准确度和信度。基于上述原因，课题组构建网络环境下中学化学操作考试与评价的系统。

用网络环境下中学化学操作考试与评价的系统进行考试流程：实验考试所用材料由考试学校在考前2 天从网上获取并做好准备工作，考试时利用网络确认考生身份并获得该考生的考试试题，5分钟准备，然后进行10~15分钟实验操作考试并录制视频，考试结束后考试学校将视频上送到系统中；全省考试结束后，由省统一调配到各市进行评判实验视频，利用网络环境进行统一标准分散评价考试视频，采用高考语文作文评判方法进行（即对实验视频进行2~3次评价，取平均分），所有评卷员不评本市考生的实验视频。利用网络环境进行分散考试，目前全省大部中学都有校园网，可增加很多考点，减少考试时间，各考点考完后再将考试视频集中，可大辐度降低考试费用；评卷员通过观看学生视频进行评判，考试评价系统要对视频进行两次评判，当两次评判分差超过3分时，评价系统将视频进行第三次评判，大大增加考试的信度和准确度。

立项时专家评价和建议： “申报单位是独立法人单位，具有一定的科研能力和组织协调能力；项目负责人有良好的组织能力和一定的学术造诣。课题研究方向符合我省教育教改的大方向。项目基础良好，实践经验丰富，有很重要的实践意义。对推动我省欠发达地区的实验操作考试评价有借鉴作用。专家组经研究决定，推荐为一般立项课题。”

二、“网络环境下中学化学实验操作考试与评价的系统”的创新观点、价值和应用效果：

1、学习省考试院英语听说考试系统和汽车驾驶员考试系统，进行确认考生身份并获取考试试题，当考生获取试题后提供5分钟准备时间，然后进行实验操作考试。通过该方案设计提高实验操作考试试题的保密性，同时考查考生对化学实验操作的应变能力。

2、学习汽车驾驶员操作考试系统，对考生10~15分钟实验操作考试进行录制视频，提供给评卷员进行评分。给考生实验操作视频进行评分，比监考员现场直接打分有几个优点：（1）无监考员在场考生进行考试，降低考生对考试的紧张情绪，可减少监考员对考生的干扰；（2）由于实验操作视频可重复观看，可减少监考员对考生的操作瞬间判断引起误差，提高考试评判的准确度；（3）考试结束后考试学校将视频上送到系统中，目前全省大部中学都有校园网，可增加很多考点，减少考试时间，各考点考完后再将考试视频集中，可大辐度降低考试费用。

图1：每位考生由一个摄像头录制实验操作视频

3、学习高考和中考网络评卷系统，研制实验操作视频评价系统，利用网络评价系统可减少监考员疲劳中出现误判，并采用2~3次评判，大大提高考试的信度。全省考试结束后，由省统一调配到各市进行评判实验视频，利用网络环境进行统一标准分散评价考试视频，同时采用高考语文作文评判方法进行（即对实验视频进行2~3次评价，取平均分），所有评卷员不评本市考生的实验视频，提高考试评判的信度；考试评价系统要对视频进行两次评判，当两次评判分差超过3分时，评价系统将视频进行第三次评判，大大增加考试的信度和准确度。

4、实验操作试题的研制：（1）试题在10~15分钟内考查学生主要实验操作；（2）试题难度适中；（3）不同试题的难度相当；（4）化学实验所用仪器和试剂较多，同次考试试题要求所用仪器和试剂较集中。

三、“网络环境下中学化学实验操作考试与评价的系统”的不足之处：

1、由于摄像头的高度影响到录制时考生的站位与操作中仪器的位置等不够理想（如图2），下一步仍需提高。通过提醒考生考试时站位和

根据学生身高调节摄像头的高度，得到明显的改观。

2、由于选择和安装摄像系统，对多家公司进行了解，并采用政府公开采购方式进行，整个过程用时过长，影响到课题研究时间，因此没有时间对每个实验台进行间隔，出现较多考生的背影（如图3），若增加每个实验台设计活动间隔，不会出现较多考生的背影，同时考试结束后可以归还学校用于正常教学使用。

四、“网络环境下中学化学实验操作考试与评价的系统”的研究进度及完成时间：

（一）、准备阶段（2015年2月~7月）

1、学校领导根据省文件精神，选择化学科参加课题研究申报与研究，以化学科组长为主持人，带领全体化学教师参加课题研究。全体化学老师积极学习省文件精神，全面了解目前国内外研究现状，寻找本课题的突破口，组织相关人员进行做好课题申报各项工作。2015年3月将申报书送省教育厅评审。

2、2015年7月接到立项通知后，课题组立即组织课题论证会和开题会，主持人和课题组成员认真听取现场专家和省评审专家的意见，及时修正课题研究思路与方案。

 （二）、学习与研究阶段（2015年8月~12月）

课题立项后，主持人对课题组成员进行培训，让各位成员进一步熟悉课题研究内容、方向和分工协作。

1、根据课题设计将考生实验操作过程录制成视频的设想，通过全体课题组成员研究对信息化实验操作考试试室提出初步设想与要求：

（1）、将目前化学实验室28张实验台改为28个独立考试试室。建议用活动隔板进行，考试时使用独立考试试室，平常仍保留原来实验室供正常教学使用。

（2）、在28个独立考试试室中，每个独立考试试室安装一个活动摄像头，用于录制学生实验操作考试过程，并安装一个配套监控系统供考试使用。

（3）、化学实验室的电脑并入校园网，进入互联网。

由于多家公司提出方案，选择出最符合课题要求的方案和项目经费，再由政府统一招标，整个过程耗时过长。课题组为了不影响课题的研究进度，将信息化实验操作考试试室改为“每个实验台旁边安装一个活动摄像头，用于录制学生实验操作考试过程，并安装一个配套监控系统供考试使用。”

2、主持人组织人员学习考试评价方法理论，由相关人员先编写操作考试的试题和评分细则初稿，再交课题组成员讨论，确定操作考试的试题和评分细则。如：高中化学实验操作试题（四）：

题目：《配制100mL质量分数为1.00mol/L的氯化钠溶液》

一、实验目的：配制100mL质量分数为1.00mol/L的氯化钠溶液。

二、实验用品：托盘天平（带砝码盒）或电子秤、量筒（50ml）、100mL容量瓶、白纸2张（10cm×10cm）、药匙、滴管和玻璃棒（盛于烧杯中）、烧杯（250 ml ）、蒸馏水（盛于细口瓶中）、氯化钠（盛于广口瓶装中）、洁净纸、盛装废弃物的烧杯、抹布，细口试剂瓶（盛放配制后的100mL1.00mol/L的氯化钠溶液），指定容器（用烧杯盛放多取的氯化钠）。

三、实验步骤：

1、检查仪器药品。

2、正确称取5.9g氯化钠。

3、大约量取30ml蒸馏水，正确搅拌，至氯化钠完全溶解。

4、正确转移、洗涤。

5、正确定容、摇匀。

6、装瓶。

7、清洗仪器，整理复位。

《配制100mL质量分数为1.00mol/L的氯化钠溶液》评分细则：

3、由学校电教中心与多家电脑公司联系，提出“考试与评价系统”的要求，再由各家电脑公司提供设计方案，由于软件设计难评估，根据学校领导要求采用“约标”的形式进行招标，选择出最符合课题要求的方案和项目经费的公司进行合作设计“考试与评价系统”。

（三）、试验阶段（2016年1月~3月）

对本校高二理科协会28名学生进行实验操作考试，并对录制设备的检测与调试；采用人工考试和网络考试两种方式同时进行。考试时组织本校化学老师采用人工现场打分，考试结束后，再组织本校三位化学老师进行实验操作视频，同时检测“考试与评价系统”的运行情况。通过测试发现录制时考生的站位与操作中仪器的位置等仍在提高中；同时发现两种评分方式，通过视频打分的准确度和信度明显高于人工现场打分。

图4评分系统登录界面               图5评分系统操作界面

（四）、中期总结与工程验收（2016年4月~5月）

通过测试后，课题组根据测试发现不足之处作出一些调整；如对学生操作时站位作一些规定，还有根据考生的身高进行调整摄像头的高度。调整后对本校高一、二理科学生共1539人进行实验操作考试。仍采用人工现场打分和网络视频打分两种方式。由于时间安排等原因，未能利用梅州教育城域网对兄弟学校高一、二学生进行实验考试。在此期间，主持人组织“中期总结与工程验收”的报告会，参加会议人员有相关工程公司负责人、学校领导、本校化学组全体教师。

（五）、总结与结题阶段（2016年6月~9月）

1、通过研究“网络环境下中学化学实验操作考试与评价的系统”有如下优点：

（1）、通过网络系统确认考生身份并获取考试试题，当考生获取试题后提供5分钟准备时间，然后进行实验操作考试。通过该方案设计提高实验操作考试试题的保密性，同时考查考生对化学实验操作的应变能力。

（2）、给考生实验操作视频进行评分，无监考员在场考生进行考试，降低考生对考试的紧张情绪，可减少监考员对考生的干扰。

（3）、由于实验操作视频可重复观看，可减少监考员对考生的操作瞬间判断引起误差，提高考试评判的准确度。

（4）、考试结束后考试学校将视频上送到系统中，目前全省大部中学都有校园网，可增加很多考点，减少考试时间，各考点考完后再将考试视频集中，可大辐度降低考试费用。

（5）、研制实验操作视频评价系统，利用网络评价系统可减少监考员疲劳中出现误判，大大提高考试的信度。全省考试结束后，由省统一调配到各市进行评判实验视频，利用网络环境进行统一标准分散评价考试视频，所有评卷员不评本市考生的实验视频，提高考试评判的信度；考试评价系统要对视频进行两次评判，当两次评判分差超过3分时，评价系统将视频进行第三次评判，大大增加考试的信度和准确度。

2、“网络环境下中学化学实验操作考试与评价的系统”的不足之处：

（1）、由于摄像头的高度影响到录制时考生的站位与操作中仪器的位置等不够理想下一步仍需提高。通过提醒考生考试时站位和根据学生身高调节摄像头的高度，得到明显的改观。

（2）、没有对每个实验台进行间隔，出现较多考生的背影，下一步增加每个实验台设计活动间隔，不会出现较多考生的背影，同时考试结束后可以归还学校用于正常教学使用。

（3）、实验操作试题难度仍有不够均匀，高中试题研制数量较少，下一步仍是课题组努力方向。