摘 要：針對實驗評價反饋不足、實驗問題挖掘不夠深入以及實驗設(shè)計缺乏情境體驗等教學(xué)中的痛點，本文引入了實驗評價系統(tǒng)來輔助教學(xué)，探討了該系統(tǒng)的特色功能在教學(xué)中的應(yīng)用，并通過具體的教學(xué)案例展示了實驗復(fù)習(xí)的創(chuàng)新方法?；谶@些分析，本文提出了聚焦智能技術(shù)，提升教師測評素養(yǎng)；注重實踐活動，提升學(xué)生實驗素養(yǎng)；創(chuàng)新復(fù)習(xí)方式，優(yōu)化問題解決能力的三條教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞：實驗評價系統(tǒng)；智能測評；初中實驗復(fù)習(xí)；電學(xué)實驗

實驗是物理教學(xué)的重要組成部分，也是物理課程與教學(xué)改革的活躍領(lǐng)域。2019年，教育部把實驗操作的考試成績納入高中階段學(xué)校招生錄取的依據(jù)之中。因此，在中考一輪復(fù)習(xí)中，教師不僅要發(fā)揮大概念的統(tǒng)攝作用，整合主干知識，還應(yīng)加強對實驗過程細節(jié)的體驗和深入剖析。本文以電學(xué)實驗的綜合復(fù)習(xí)為例，探討了如何運用實驗評價系統(tǒng)輔助教學(xué)，以增強實驗過程性評價，并科學(xué)定位課堂生成性問題。這一過程旨在提升學(xué)生的動手操作能力、問題分析能力、交流評價能力等實驗技能，從而促進學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)。

1 評價系統(tǒng)及其用于初中實驗復(fù)習(xí)中的思考

1.1 實驗評價系統(tǒng)

實驗評價系統(tǒng)作為響應(yīng)人工智能教育需求的階段性成果，是專門針對物理、化學(xué)等中學(xué)理科實驗操作設(shè)計的智能測評系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備智能測評、成績統(tǒng)計、課堂觀測和自動截取等功能。具體來說，系統(tǒng)利用攝像頭實時記錄學(xué)生的實驗操作，并通過大數(shù)據(jù)算法分析錄像，捕捉并識別學(xué)生的實驗操作行為。同時該系統(tǒng)能夠為學(xué)生的實驗過程提供同步評分（即“邊做邊打分”），并截取操作的關(guān)鍵畫面，供學(xué)生在實驗結(jié)束后進行成績復(fù)核。此外，該系統(tǒng)還能根據(jù)班級整體成績生成可視化的群體學(xué)情報告，便于教師和學(xué)生了解整體學(xué)習(xí)情況。

1.2 實驗評價系統(tǒng)用于初中實驗復(fù)習(xí)的教學(xué)設(shè)計

在傳統(tǒng)的實驗復(fù)習(xí)課堂上，由于課堂時間的限制，教師往往只能通過比較實驗測量結(jié)果，來間接評估學(xué)生操作的準確性。這種片面的學(xué)習(xí)評價方法導(dǎo)致學(xué)生在實驗操作環(huán)節(jié)存在的許多錯誤未能被發(fā)現(xiàn)。在大班授課的環(huán)境下，教師的注意力和參與度容易分散，因此他們通常只能采用“課堂巡視＋隨機抽查”的方式來尋找班級整體和學(xué)生個人在實驗中的操作問題，而這種方式的有效性在很大程度上依賴于教師個人的教學(xué)經(jīng)驗。對于實驗中出現(xiàn)的生成性問題，雖然教師通常會通過口頭講解來描述問題場景，但由于缺乏直觀的情境體驗，學(xué)生往往難以理解這些問題，感覺它們抽象且難以把握。

針對傳統(tǒng)實驗復(fù)習(xí)中的挑戰(zhàn)，本文探討了引入實驗評價系統(tǒng)的可能性，以期提高復(fù)習(xí)課堂的效率和效果，針對評價系統(tǒng)下的實驗復(fù)習(xí)與傳統(tǒng)的實驗復(fù)習(xí)，二者的效率和效果的對比如圖1所示。教師利用智能測評系統(tǒng)，可實現(xiàn)對學(xué)生實驗操作過程的實時賦分，這些測評結(jié)果直觀揭示學(xué)生在實驗中的失誤，能夠幫助學(xué)生明確當前的突出問題和薄弱環(huán)節(jié)。［1］此外，實驗操作過程的數(shù)字化記錄使得教師能夠通過成績統(tǒng)計功能，準確把握班級在不同維度上的得分情況，從而科學(xué)地定位班級整體和學(xué)生個人的實驗難點。系統(tǒng)自動截取不當操作畫面的功能，不僅為教師節(jié)省了大量信息處理的時間，還為開發(fā)生成性教學(xué)資源提供了有效的途徑。這些功能可以重構(gòu)問題定位、過程展示、案例分析、互評互教等教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生對物理實驗有更深刻、更細致的理解，從而提高實驗復(fù)習(xí)的質(zhì)量。

2 評價系統(tǒng)用于電學(xué)實驗復(fù)習(xí)的教學(xué)實踐

電學(xué)實驗是物理中考考查的重點和難點內(nèi)容。《義務(wù)教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）規(guī)定的5個電學(xué)相關(guān)的必做實驗更是各省市實驗操作考試的?？柬椖?。［2］

因此，在電學(xué)實驗復(fù)習(xí)課上，教師不僅要對實驗相關(guān)的理論知識進行深入的專題重構(gòu)，而且要特別強調(diào)實驗操作過程的細節(jié)，將其作為教學(xué)的核心內(nèi)容。

在教學(xué)內(nèi)容的組織上，教師應(yīng)當打破各個電學(xué)實驗之間的界限，從實驗原理和探究方法出發(fā)，建立它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。本節(jié)課以基礎(chǔ)電路為主體，串聯(lián)起“用電流表和電壓表測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻”“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”等重點實驗，并將燈泡（考慮熱效應(yīng)時）類比滑動變阻器，探討安裝不同元件時電路的工作原理與實際功能，實現(xiàn)由點到面的貫通式復(fù)習(xí)（見圖2）。在教學(xué)活動的設(shè)計上，本節(jié)課引入實驗評價系統(tǒng)來輔助教學(xué)。利用系統(tǒng)的智能測評功能，教師可以精確地定位學(xué)生實驗操作中的不規(guī)范行為，這些行為通常是學(xué)生容易忽視的“盲區(qū)”。通過成績分析功能，教師可以識別出班級在實驗過程中普遍存在的問題。系統(tǒng)自動截取的不當操作畫面，反映了學(xué)生個體的學(xué)習(xí)問題，這些問題往往具有很高的教學(xué)價值。基于這些信息，教師可以設(shè)計案例剖析、互評互教、拓展應(yīng)用等教學(xué)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生對物理實驗有更深入和細致的理解，從而顯著提升實驗復(fù)習(xí)的質(zhì)量。

2.1 利用智能測評，在反思中規(guī)范實驗操作

學(xué)生在系統(tǒng)的實時記錄下開展實驗活動。待實驗結(jié)束提交數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)會反饋一份評分報告，報告中不僅包含總成績，還有每個操作步驟的得分細則。這樣的機制不但能夠有效地解決教師在“一對多”教學(xué)中難以對實驗操作進行有效評價的問題，而且能夠幫助學(xué)生更準確地了解自己的學(xué)習(xí)情況，并識別實驗學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)。考慮到學(xué)生在實驗方面的知識經(jīng)驗儲備不足，教師可以針對常見實驗失誤設(shè)置錯誤癥結(jié)歸因表（見表1），促使學(xué)生對實驗過程深入反思，從而完成認知層面的矯正。在“用電流表和電壓表測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻”實驗中，教師結(jié)合成績分析界面給予的反饋，發(fā)現(xiàn)班級存在的共性問題（見圖3）。

為使學(xué)生對不規(guī)范問題有清晰直觀的認識，教師可以利用同屏共享功能展示系統(tǒng)自動截取的操作不當畫面，引導(dǎo)學(xué)生重點關(guān)注畫面中的電路連接順序、滑動變阻器是否正確接入（一上一下）、電表接法是否正確等。在討論過程中，學(xué)生自然而然地歸納出實驗操作步驟及注意事項。針對實驗中的常見易錯點，教師應(yīng)有意識地引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注錄像中電壓表的示數(shù)與實驗數(shù)據(jù)的記錄組數(shù)，并適時對比“測量定值電阻”與“測量小燈泡電阻”實驗中滑動變阻器的作用。前者是為了多次改變定值電阻兩端電壓以求取平均值，后者則是為了使電壓表示數(shù)等于燈泡的額定電壓（使其正常發(fā)光）。通過視頻回放，學(xué)生在觀察和分析過程中不斷思考設(shè)計和操作的原因，這在潛移默化中提升了學(xué)生對實驗操作的敏感度，對培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范實驗意識和深化學(xué)生對實驗的理解起到重要作用。

2.2 呈現(xiàn)故障場景，在剖析中強化問題意識

問題預(yù)設(shè)與靈動生成是復(fù)習(xí)課堂的兩個重要方面。在電學(xué)實驗復(fù)習(xí)中，實驗故障問題是一個典型的生成性問題，同時也是基于學(xué)生真實體驗的寶貴教學(xué)資源。在本節(jié)課中，教師可以利用實驗評價系統(tǒng)的自動截取功能，重現(xiàn)學(xué)生的實驗故障場景。學(xué)生通過再次觀看實驗視頻，判斷故障是否源于操作失誤。隨后教師通過實時投屏分享這些視頻并以此為案例，師生共同探討故障是否由短路或斷路等操作引起。為了使討論更高效，教師可以設(shè)計一系列引導(dǎo)性的遞進式問題鏈。

以“電流表有示數(shù)而電壓表無示數(shù)”的故障問題為例，教師首先區(qū)分儀器故障和操作故障兩種可能原因，并提出主問題——哪種故障導(dǎo)致了實驗失??？接著，教師提出了幾個子問題：哪些不規(guī)范操作可能導(dǎo)致實驗故障？哪些器件的短路或斷路可能導(dǎo)致故障？如何確定真正的故障原因？

這樣的探討可以激發(fā)學(xué)生的思考和推理能力，幫助他們理解故障的可能成因。值得注意的是，故障成因的篩選和排查不僅需要觀察實驗視頻中的操作失誤，還需要判斷如接線柱是否壓緊、電源是否短接、電流表和電壓表接法是否正確與其他電路短路和斷路情況。教師可以邀請出現(xiàn)故障的實驗小組在投屏共享下，使用原器材重新進行實驗。在這個過程中，學(xué)生可以邊做邊討論，逐一排除可能的原因。這樣的實踐不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也活躍了課堂討論氛圍，促進了學(xué)生對實驗故障深層次的理解。通過實驗評價系統(tǒng)對實驗故障進行案例剖析，教師可以幫助學(xué)生準確高效地識別故障原因，并在討論中強化學(xué)生的問題意識和思辨能力，培養(yǎng)他們解決高階實驗問題的能力。

2.3 開展同伴互評，在評價中深化實驗理解

評價他人是一種高階思維的學(xué)習(xí)活動，其意義不僅僅局限于評價內(nèi)容本身，更指向關(guān)注他人思維模式、總結(jié)他人優(yōu)勢與不足等元認知層面的思維活動，促使學(xué)生在評價他人的過程中，逐步認識到自身問題所在及改進方向。［3］

本節(jié)課教師借助系統(tǒng)的線上評價功能開展同伴互評活動。學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)嵌的實驗操作評價量表（見圖4），對同伴的實驗錄像進行分步驟的審查，重點關(guān)注電表的連接是否正確、滑動變阻器的使用是否合理、數(shù)據(jù)記錄是否規(guī)范。通過使用評價量表這一工具，學(xué)生能夠有意識地轉(zhuǎn)換角色，從評分者的角度審視同伴的操作過程。這種新穎的學(xué)習(xí)體驗可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，加深和拓寬學(xué)生對實驗的理解，是一種直接促進學(xué)生物理觀念發(fā)展的創(chuàng)新方法。

針對同伴互評與智能測評結(jié)果差異較大的情況，教師可以請評分者扮演“小先生”的角色，分享他們的評判依據(jù)和要點，并為被評者詳細講解相應(yīng)扣分點的修正方法。同時，教師應(yīng)反復(fù)強調(diào)實驗中燈泡正常發(fā)光和數(shù)據(jù)記錄組數(shù)等注意事項。值得注意的是，學(xué)生指出評分差異較大的主要原因包括：被評者的電壓表超出了系統(tǒng)的識別范圍，以及電線交叉重疊導(dǎo)致系統(tǒng)無法準確識別等。這表明同伴互評機制也是對智能測評的有效補充，能幫助同伴發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)識別范圍之外的個性化問題。這種做法對于彌補系統(tǒng)智能測評的不足、增強實驗評價的全面性具有積極意義。此外，其他學(xué)生也能從同伴的評分過程中獲益，反思并借鑒值得學(xué)習(xí)的地方，進一步發(fā)現(xiàn)以往可能被忽視的實驗盲點。在這一過程中，他們的實驗意識和實驗?zāi)芰⒌玫綕撘颇奶嵘?/p>

2.4 巧設(shè)實驗變式，在發(fā)散中提升思維能力

近年來，物理實驗試題的情境越來越多元化，不僅注重應(yīng)用性、綜合性和創(chuàng)新性，而且在測量手段、思維方法和實驗原理等方面對實驗創(chuàng)新進行了重構(gòu)。［4］因此，適當?shù)陌l(fā)散性思考是優(yōu)化實驗復(fù)習(xí)的重要手段，它能將復(fù)習(xí)過程轉(zhuǎn)化為對問題的再次提出、研究和解決的過程，在交流和研討中進一步拓寬學(xué)生的知識面和技能儲備。

在本節(jié)課中，教師根據(jù)元件的性質(zhì)將小燈泡等效為滑動變阻器后，為學(xué)生提供了壓敏電阻、光敏電阻、氣體傳感器等元件。各小組自選任一元件進行實驗電路的設(shè)計，并由小組代表分享實驗電路的設(shè)計思路和運作原理。這要求學(xué)生對歐姆定律、電路動態(tài)變化等實驗理論有清晰的理解，并能靈活運用實驗知識和技能解決實際問題。這一過程不僅讓學(xué)生展示了獨特的觀點，還通過實驗投屏演示，以邊講邊做的形式，對學(xué)生的邏輯表達、規(guī)范操作和團隊合作等方面提出了更高的要求。具有一定難度的實驗任務(wù)往往能激發(fā)學(xué)生的探索精神，使課堂氣氛更加熱烈。在展示過程中突發(fā)的生成性問題更是引發(fā)了學(xué)生的激烈討論，在不斷的爭論中碰撞出思想的火花。這樣的實驗設(shè)計與實時展示活動，不僅幫助學(xué)生加深了對復(fù)習(xí)內(nèi)容的掌握，也鍛煉了他們的推理論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等科學(xué)思維能力，有助于提升學(xué)生的綜合實驗素養(yǎng)。

3 用好評價系統(tǒng)，切實提高教學(xué)質(zhì)量

3.1 聚焦智能技術(shù)，提升教師測評素養(yǎng)

《課程標準》明確指出教學(xué)評價應(yīng)構(gòu)建目標明確、主體多元、方式多樣和功能全面的物理課程評價體系。［5］這對教師的專業(yè)發(fā)展提出了新的要求，需要教師加強過程性評價與表現(xiàn)性評價的實施力度。教師應(yīng)以實驗評價系統(tǒng)為工具，幫助學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)并改進學(xué)習(xí)過程中的問題，確保評價過程能夠起到促進學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的作用。教師能否有效運用評價系統(tǒng)，將直接影響實驗評價改革的成效。因此，不斷提升教師的技術(shù)應(yīng)用能力顯得尤為重要。教師可以通過以下途徑加強技術(shù)應(yīng)用能力：參與基于智能技術(shù)的創(chuàng)新教育培訓(xùn)、利用網(wǎng)絡(luò)碎片化的信息技術(shù)課程資源、參加現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用的專題研修班、以及融入?yún)f(xié)同教研共同體。通過這些方式，教師可以直接或間接學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)方法，探索智能設(shè)備與教學(xué)相結(jié)合的增效點，從而推動實驗課堂的革新。

3.2 注重實踐活動，提升學(xué)生實驗素養(yǎng)

實驗評價系統(tǒng)能夠自動收錄學(xué)生的實驗操作視頻和考核成績，并生成班級學(xué)情追蹤報告以及學(xué)生個性化的“錯題集錦”，這為實驗專項訓(xùn)練提供了資源和服務(wù)的基礎(chǔ)。教師可以通過學(xué)情追蹤功能，直觀地了解班級實驗學(xué)習(xí)的當前成效，并查閱學(xué)生過往的實驗情況，同時設(shè)置針對易錯點的實驗專項訓(xùn)練。此外，教師可以利用系統(tǒng)的實驗任務(wù)編輯功能，自由拆解和組合不同的實驗操作評分點，定制出符合班級學(xué)情的梯度式分層訓(xùn)練方案。這一功能還有很大的潛力等待教師進一步挖掘。值得注意的是，在實驗訓(xùn)練后，教師需要發(fā)放標準實驗視頻和學(xué)生自己的實驗視頻，并設(shè)置查漏補缺的自我反思作業(yè)。這有助于發(fā)展學(xué)生的基礎(chǔ)實驗技能，并提高實驗復(fù)習(xí)的質(zhì)量。

3.3 創(chuàng)新復(fù)習(xí)形式，優(yōu)化問題解決能力

隨著實驗復(fù)習(xí)的不斷深入，課堂中理論教學(xué)的比重將逐漸增加，這導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性有所下降，進而會影響實驗復(fù)習(xí)的質(zhì)量和效果。為了解決這一問題，教師可以主動改變課堂的形式，引入更具綜合性、趣味性和挑戰(zhàn)性的實驗競賽來替代傳統(tǒng)的授課方式，以此鼓勵學(xué)生將復(fù)習(xí)課程中學(xué)到的理論知識應(yīng)用于解決實際問題，同時這也是對學(xué)生實踐操作技能和綜合素質(zhì)的一次挑戰(zhàn)和檢驗。具體來說，競賽要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成2至3個指定的實驗，學(xué)生需要自主決定使用哪些實驗器材以及操作的順序。這一過程涉及實驗方案的設(shè)計、實驗儀器的使用、實驗技巧的掌握和故障排除等綜合實驗?zāi)芰ΑＭㄟ^評價系統(tǒng)的實時打分，學(xué)生能夠及時了解自己的問題所在、產(chǎn)生問題的原因以及改進方案，這對于提高學(xué)生的問題分析和解決能力具有重要意義。實驗競賽的引入不僅豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)實踐經(jīng)歷，加深了他們對實驗內(nèi)容的理解和認識，還培養(yǎng)了他們嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的挑戰(zhàn)精神，從而有效促進了學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提升。

參考文獻

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［4］張生，王雪，齊媛.人工智能賦能教育評價：“學(xué)評融合”新理念及核心要素［J］.中國遠程教育，2021（2）：1-8，16，76.