鐘志強(qiáng)，張毅寧

(鞍山師范學(xué)院 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,遼寧 鞍山 114007)

形成性評(píng)價(jià)是指在教學(xué)過程中為了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)教和學(xué)中的問題而進(jìn)行的評(píng)價(jià).通過評(píng)估學(xué)生需求和監(jiān)測(cè)學(xué)習(xí)進(jìn)展，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)學(xué)習(xí)順序，調(diào)整教學(xué)策略，從而改良教學(xué)計(jì)劃，以便有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的完成[1].

追蹤(縱向)數(shù)據(jù)是隨著時(shí)間對(duì)每個(gè)個(gè)體進(jìn)行重復(fù)測(cè)量得到的測(cè)量結(jié)果,其綜合了截面數(shù)據(jù)和時(shí)間序列數(shù)據(jù)的所有特征[2]，揭示了個(gè)體隨時(shí)間的變化趨勢(shì)、個(gè)體間差異和變量間因果關(guān)系.形成性評(píng)價(jià)的研究者利用追蹤數(shù)據(jù)方法與工具，不僅可以關(guān)注某一特質(zhì)隨時(shí)間的發(fā)展趨勢(shì)，而且可以進(jìn)一步解釋個(gè)體之間發(fā)展趨勢(shì)的差異及其存在差異的原因，從而能夠更加有效和精準(zhǔn)地推動(dòng)教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量.本文利用文獻(xiàn)[3]得出的結(jié)論即以教師的教學(xué)投入和學(xué)生對(duì)教師反饋的利用是影響大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)的主要因素、教師投入具有跨層交互作用為立論基礎(chǔ)，利用其中系列實(shí)驗(yàn)的考核與評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，借助Mplus 7.4統(tǒng)計(jì)分析軟件，探索大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中的形成性評(píng)價(jià)的影響因素.

1 追蹤模型的確立

追蹤研究可分析個(gè)體心理與行為發(fā)展變化的一般趨勢(shì)和個(gè)體間差異，探索變化規(guī)律和變量間的因果關(guān)系[4].前期研究方法主要有重復(fù)測(cè)量方差分析、多元回歸分析、潛變量增長(zhǎng)曲線模型(Latent Growth Curve Modeling,LGCM)及潛變量混合增長(zhǎng)模型(Latent Growth Mixed Modeling,LGMM)[5].當(dāng)前，潛類增長(zhǎng)模型(Latent Categroical Growth Modeling,LCGM)與混合增長(zhǎng)模型(Growth Mixture Modeling,GMM)成為常用處理群體異質(zhì)增長(zhǎng)的模型[6]，這二者都是通過增長(zhǎng)特征參數(shù)(截距和斜率)的均值來描述平均的增長(zhǎng)趨勢(shì)，通過增長(zhǎng)特征參數(shù)(截距和斜率)的隨機(jī)效應(yīng)(方差)大小來描述個(gè)體之間增長(zhǎng)趨勢(shì)的差異，二者的區(qū)別主要在于類別組內(nèi)的發(fā)展軌跡是否存在方差變異.

在實(shí)際應(yīng)用中，由于個(gè)體之間發(fā)展趨勢(shì)可能存在差異，而發(fā)展趨勢(shì)上的差異可以通過潛在的變化類別，即分類潛變量來描述.混合增長(zhǎng)模型可以幫助研究者探明潛在的不同變化類型，并檢驗(yàn)不同類別中預(yù)測(cè)變量和結(jié)果變量之間的關(guān)系，這些成為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ痛_立的理論基礎(chǔ).參考相關(guān)研究[7-8]，確定二者的基本公式為

yit=η0i+η1i×λt+εit，

η0i=α0+r0×wi+ζ0i，

η1i=α1+r1×wi+ζ1i，

其中,i=1,2,…，n，表示個(gè)體，n為樣本量；t=1,2,…,T，表示測(cè)量時(shí)間點(diǎn)，T為測(cè)量總次數(shù).yit表示個(gè)體i在時(shí)間點(diǎn)t時(shí)的得分；η0i為個(gè)體i軌跡的截距即初始水平；η1i為個(gè)體i成長(zhǎng)軌跡的斜率；λt表示時(shí)間間隔值，如：0,1,2,3,…；εit為個(gè)體i在時(shí)間點(diǎn)t時(shí)的殘差項(xiàng)；α0和α1分別表示全部個(gè)體截距和斜率的均值，由于假設(shè)每個(gè)個(gè)體具有相同的初始值,因此也稱固定系數(shù)；wi為個(gè)體i的協(xié)變量，其與時(shí)間變化無關(guān)，但與yit有關(guān)；ζ0i和ζ1i分別表示個(gè)體截距和斜率與對(duì)應(yīng)總均值間的差異，每個(gè)個(gè)體均有一個(gè)不同的值，所以也稱作隨機(jī)系數(shù)；r0和r1為協(xié)變量系數(shù)，也是斜率值.

2 基于追蹤模型的形成性評(píng)價(jià)

2.1 潛類增長(zhǎng)模型建立與分析

通過路徑圖可以更好地表達(dá)增長(zhǎng)模型的特點(diǎn)，利用Mplus建模生成模型圖.由于Mplus不能顯示建模初始狀態(tài)(如AMOS)，只能將其運(yùn)行結(jié)果(帶擬合系數(shù))一并展示，如圖1所示.

圖1 帶有協(xié)變量的學(xué)生成績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)模型圖

圖1表示用6次重復(fù)測(cè)量的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)作為觀測(cè)指標(biāo)(y1～y6)定義潛變量截距(intercept,i)和斜率(slope,s)兩個(gè)因子.高考物理成績(jī)(SCORE)、是否看微課(VK)、對(duì)教學(xué)反饋信息的利用程度(FK)3個(gè)變量，均值與方差有顯著不同(見文獻(xiàn)[3]中表1)，因而可以將其作為協(xié)變量，用以分析是否對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的初始成績(jī)和發(fā)展變化有影響.

各截距(i)和斜率(s)的均值和方差參數(shù)表征組間和組內(nèi)差異：對(duì)任何觀測(cè)個(gè)體來說，截距是個(gè)常數(shù)，一般為1;斜率均值反映個(gè)體間增長(zhǎng)，表示時(shí)間點(diǎn)間的平均增長(zhǎng)率,斜率方差越大表明個(gè)體間發(fā)展軌跡差異越明顯.本例中的時(shí)間測(cè)量點(diǎn)僅與測(cè)量的先后有關(guān)，與測(cè)量的間隔無關(guān)，因而采用自由估計(jì).前2次載荷為固定值0和1，后4次為自由估計(jì).不同的設(shè)定可以表示不同的時(shí)間函數(shù)或增長(zhǎng)類型[9].兩個(gè)潛在因子(i,s)可以共變，用雙向箭頭表示.

Mplus運(yùn)行的模型擬合結(jié)果見表1.各項(xiàng)主要模型擬合指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)[10].近似誤差均方根(RMSEA)受樣本容量的影響較小，對(duì)錯(cuò)誤模型比較敏感，是比較理想的指數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)化殘差均方根(SRMR)則是將此殘差轉(zhuǎn)換為Z分?jǐn)?shù).RMSEA與SRMR越小越好.比較擬合指數(shù)(CFI)是目前使用最廣泛的指標(biāo)之一，也是最穩(wěn)健的指標(biāo)之一，即使是對(duì)小樣本模型擬合表現(xiàn)也很好，多用于嵌套模型比較；Tucker-Lewis指數(shù)(TLI)在最大似然估計(jì)時(shí)有較好穩(wěn)定性.CFI與TLI越大越好.

表1 潛類增長(zhǎng)模型圖擬合指數(shù)

如圖1，重復(fù)測(cè)量截距(i)的載荷固定為1，表示每次測(cè)量時(shí)的截距不變.斜率載荷表示時(shí)間效應(yīng)，自由估計(jì)結(jié)果為：1,1.537,2.925,3.798,4.538，基本屬于線性增長(zhǎng).這一點(diǎn)也能從文獻(xiàn)[3]的圖1中反映出來，6次實(shí)驗(yàn)成績(jī)呈線性變化.截距和斜率的均值與方差見表2.

表2 截距、斜率等均值與方差表

表2中截距與斜率的均值均統(tǒng)計(jì)顯著(P<0.05)，說明測(cè)量的變化率和初始測(cè)量水平在測(cè)量個(gè)體間顯著不同.具體包括:平均截距的估計(jì)值是7.760，說明第一次實(shí)驗(yàn)的平均分為7.760；平均斜率的估計(jì)值是0.135，說明平均斜率(6個(gè)時(shí)間點(diǎn)內(nèi))盡管增長(zhǎng)不大，但卻有增長(zhǎng)趨勢(shì).截距與斜率的方差均統(tǒng)計(jì)顯著(P<0.005)，說明大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的個(gè)體間發(fā)展軌跡有區(qū)別.這一點(diǎn)也能從文獻(xiàn)[3]的圖1反映出，隨機(jī)10人樣本就有5個(gè)起點(diǎn)的變化趨勢(shì).截距和斜率之間的相關(guān)值(-0.016,P=0.446)表示平均截距與平均斜率的協(xié)方差統(tǒng)計(jì)不顯著，說明實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)的變化率與初始實(shí)驗(yàn)成績(jī)無關(guān).

高考物理成績(jī)(SCORE)、是否看微課(VK)、對(duì)教學(xué)反饋信息的利用程度(FK)3個(gè)協(xié)變量，用以分析是否對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的初始成績(jī)和發(fā)展變化有影響.其對(duì)截距與斜率的影響見表3.

表3 學(xué)生高考物理成績(jī)、微課、對(duì)教學(xué)反饋信息的利用程度對(duì)截距與斜率影響

從表3可知：學(xué)生高考物理成績(jī)(SCORE)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)初始成績(jī)有微弱影響(0.022，P<0.05)，對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)沒有直接統(tǒng)計(jì)意義(-0.001,P=0.231)，可以認(rèn)為高考物理成績(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)發(fā)展變化影響不大；微課(VK)對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)有影響(0.475,P<0.05)，對(duì)其成績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)(-0.019,P=0.594)沒有達(dá)到統(tǒng)計(jì)意義；教學(xué)反饋信息(FK)對(duì)學(xué)生的幫助程度、對(duì)實(shí)驗(yàn)初始成績(jī)(0.316,P<0.05)及其增長(zhǎng)(0.087，P<0.05)都有影響且影響顯著.其直觀表示見圖1.

總之，通過數(shù)據(jù)分析得到如下結(jié)論：學(xué)生高考物理成績(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的平均分有微弱影響；利用微課進(jìn)行預(yù)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)有影響；是否充分利用教學(xué)反饋信息對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)影響相對(duì)較大.

2.2 混合增長(zhǎng)模型分類的探索

盡管按學(xué)校類別分組已能夠發(fā)現(xiàn)組間的差異，如文獻(xiàn)[3]中圖2所示，但是根據(jù)高考成績(jī)進(jìn)行學(xué)校類別分組卻不能成為區(qū)分教學(xué)水平僅有的依據(jù).高考成績(jī)是入學(xué)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，如果僅以高考成績(jī)判斷教學(xué)效果，那么普通高校就會(huì)喪失教學(xué)改革的動(dòng)力.對(duì)此，控制學(xué)校類別作為影響教學(xué)效果的因素，并對(duì)其做進(jìn)一步探索.

從前面的分析得知：微課的預(yù)習(xí)和對(duì)教學(xué)反饋信息的利用能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)成績(jī)的提高，但二者變化程度有所不同.為進(jìn)一步探索理論上教學(xué)成績(jī)分類劃分與歸因，利用混合增長(zhǎng)模型對(duì)學(xué)生成績(jī)變化過程進(jìn)行分類,探究是否有學(xué)習(xí)方式上差異，進(jìn)而因材施教、調(diào)整教學(xué).

實(shí)際上，潛類增長(zhǎng)模型(LCGM)是混合增長(zhǎng)模型(GMM)的特例，當(dāng)潛類別變量只有一個(gè)類別時(shí)，GMM就成了LCGM[11].GMM模型的設(shè)定從基線模型開始，先設(shè)定單類別增長(zhǎng)模型，然后逐漸增加類別個(gè)數(shù).理想的研究情況是根據(jù)理論預(yù)測(cè)設(shè)定潛類別數(shù)目，但實(shí)際應(yīng)用上多采用探索的思路，根據(jù)數(shù)據(jù)擬合結(jié)果選擇模型.設(shè)定潛類別數(shù)目從1～7建立GMM模型，生成統(tǒng)計(jì)擬合系數(shù)，如表4所示.

表4 1～7種分類擬合系數(shù)匯總表

AIC、BIC和校正BIC(aBIC)是描述模型與數(shù)據(jù)擬合的指標(biāo)，其值越小表示模型與數(shù)據(jù)的擬合越好；entropy值接近于1，表示有效清晰的分類；LMR與BLRT統(tǒng)計(jì)意義顯著(P<0.05)[12].根據(jù)上述分類標(biāo)準(zhǔn)可知，6類是較好的分類，6個(gè)組別學(xué)習(xí)方式分組劃分符合數(shù)據(jù)推演的理論結(jié)果.然而，在實(shí)際運(yùn)用中，教師無法準(zhǔn)備6套教學(xué)預(yù)案來實(shí)施教學(xué)改革，需要從其他角度對(duì)學(xué)習(xí)的狀況再加以分類探索.

2.3 增長(zhǎng)模型分組的再次確定

從文獻(xiàn)[3]可知，教師投入具有跨層交互作用，學(xué)生對(duì)教學(xué)反饋的利用對(duì)各層級(jí)教學(xué)成績(jī)都有較大的影響.從本文2.1潛類增長(zhǎng)模型建立與分析中可知，是否充分利用反饋信息對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)及其增長(zhǎng)影響最大.由此，對(duì)數(shù)據(jù)再次處理，將反饋(FK)值大于3的值重置為1，小于等于3的值重置為0，以此作為分類標(biāo)準(zhǔn)建模，其執(zhí)行結(jié)果見表5與圖2.

從表5看出，模型擬合指數(shù)基本符合理論要求，少部分指標(biāo)在參考邊緣.從圖2看出，在估計(jì)均值與樣本均值中，不利用反饋組的兩個(gè)曲線基本一致，利用反饋組的兩個(gè)曲線也基本重合，兩組曲線分布有明顯組間差異，利用反饋組的平均成績(jī)、初始成績(jī)(截距)和成績(jī)的增長(zhǎng)(斜率)均高于不利用反饋組.

表5 利用反饋進(jìn)行分組的增長(zhǎng)模型擬合指數(shù)

在文獻(xiàn)[3]的圖2中，師范院校組成績(jī)提高較快的原因在于師范院校的教師較多實(shí)踐了教學(xué)反饋的環(huán)節(jié).后經(jīng)不完全調(diào)查，在3個(gè)師范院校實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)閱中，除給出實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)外，還針對(duì)分?jǐn)?shù)較低的學(xué)生提出了不少改進(jìn)意見，如明晰實(shí)驗(yàn)步驟、規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容、深入實(shí)驗(yàn)原理思考、完善實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和具體指出實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤等，從而提升了學(xué)生發(fā)現(xiàn)不足的積極性，及時(shí)改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)報(bào)告，落實(shí)了實(shí)驗(yàn)課程的形成性評(píng)價(jià).

圖2 利用反饋進(jìn)行分組劃分的增長(zhǎng)模型圖

此外，還利用了是否使用微課和高考物理成績(jī)進(jìn)行多次劃分嘗試，均未達(dá)到理想的模型擬合.

綜合以上分析，得到如下結(jié)論：對(duì)教學(xué)反饋信息的有效利用是提高學(xué)生成績(jī)、完善形成性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵之處.從學(xué)生角度出發(fā)，學(xué)生接受反饋意見的程度是提高學(xué)生成績(jī)的主要原因，只評(píng)價(jià)不反饋或者反饋卻不能及時(shí)糾正學(xué)生錯(cuò)誤與不足的教學(xué)行為對(duì)應(yīng)著學(xué)習(xí)成績(jī)的停滯不前；從教師的角度出發(fā)，應(yīng)該做的是指出實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的不足，提出報(bào)告改進(jìn)意見，督促學(xué)生及時(shí)糾正.如此，形成性評(píng)價(jià)才能起到應(yīng)有的作用.

3 研究結(jié)果與探討

在文獻(xiàn)[3]多層線性模型里的教師層面中，教師的教學(xué)投入(備課、實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備和批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告的時(shí)間)是決定學(xué)生成績(jī)高低的關(guān)鍵因素，其他教師因素影響不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；在學(xué)生層面中，事先的預(yù)習(xí)和對(duì)教學(xué)反饋信息的利用對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)的提高有正向影響.總之,教師的課前投入可以減少學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)間，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和效果.

學(xué)生對(duì)反饋信息的利用掌握程度分散度較大，說明教師的反饋信息還不能成為全部學(xué)生提高學(xué)習(xí)效果的可利用因素，尚有很大改進(jìn)空間.形成性評(píng)價(jià)研究表明，教學(xué)成績(jī)的提高需要教師加大投入，主要是提高學(xué)生對(duì)批改信息的利用程度，應(yīng)該讓批改內(nèi)容成為提高教學(xué)質(zhì)量的可行措施.此外，教學(xué)的反饋信息也不是特指教師批改，優(yōu)秀學(xué)生榜樣的作用、學(xué)生之間的交流、正確信息的自主探究與獲取等都是反饋信息獲得的方式.這些引導(dǎo)學(xué)生利用反饋信息促進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)步的方法，有待進(jìn)一步嘗試和實(shí)證.

教學(xué)反饋信息幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)目標(biāo)，找出他們的實(shí)際學(xué)習(xí)水平與教學(xué)要求之間的差距，進(jìn)而快速有效地提高教學(xué)效果.教師的教學(xué)反饋信息是否發(fā)揮作用關(guān)乎形成性評(píng)價(jià)的成敗，形成性評(píng)價(jià)作用是否有效關(guān)乎學(xué)生成績(jī)的提高.形成性評(píng)價(jià)不是一個(gè)個(gè)實(shí)驗(yàn)或作業(yè)的分?jǐn)?shù)羅列，而是對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤問題的有效指導(dǎo).