李娜

摘要：目前中考理化生實(shí)驗(yàn)考試存在考試組織管理工作量大、考試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、考試題目局限性大，探究類題偏少等問題。在構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以虛擬實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化評(píng)價(jià)為核心，結(jié)合考務(wù)管理信息化，促進(jìn)中考理化生實(shí)驗(yàn)考試的進(jìn)一步完善，提升實(shí)驗(yàn)考試的探究性，達(dá)到以考促教的目的。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí);中考;理化生;實(shí)驗(yàn)考試

中圖分類號(hào)：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2019）21-0275-02

一、問題的提出

國(guó)家推動(dòng)教育信息化工作以來，教學(xué)手段的科技化、教育傳播的信息化、教學(xué)方式的現(xiàn)代化都取得了明顯的成績(jī)，教育公平大大提升。十九大報(bào)告、教育部又出臺(tái)了一系列文件，通過考試招生制度改革等來加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力。初中理化生實(shí)驗(yàn)操作考試是中等教育改革的一項(xiàng)重要措施，旨在以考促教，通過強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作考試的舉措達(dá)到轉(zhuǎn)變教育觀念、推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、完善教學(xué)評(píng)估體系、促進(jìn)素質(zhì)教育實(shí)施的目的。而其根本的目標(biāo)是利用信息化教學(xué)手段，促進(jìn)中學(xué)理化生實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提升。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）技術(shù)的不斷發(fā)展，其在教育中的相關(guān)應(yīng)用研究也在不斷深入。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)沉浸感、交互性和構(gòu)想性的特點(diǎn)，使得虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)交互式虛擬實(shí)驗(yàn)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。那么，在構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以虛擬實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化評(píng)價(jià)為核心，結(jié)合考務(wù)管理信息化，將是促進(jìn)中考理化生實(shí)驗(yàn)考試的進(jìn)一步完善。

二、實(shí)驗(yàn)考試現(xiàn)狀

全國(guó)范圍內(nèi)已有不同省市地區(qū)逐步開展了初中理化生實(shí)驗(yàn)操作考試，取得了一定的成效，但是并未實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)考試的統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化。在已開展實(shí)驗(yàn)考試地區(qū)的實(shí)施過程中，也存在考試組織管理工作量大、考試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、考試題目局限性大，探究類題偏少等問題，最終未能充分發(fā)揮以考促教的作用，也未達(dá)到提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力、促進(jìn)素質(zhì)教育實(shí)施的目的?？荚嚮厩闆r如下：一是中考理化生實(shí)驗(yàn)考試在部分省區(qū)實(shí)現(xiàn)了全省統(tǒng)一化，還有的省只在部分地區(qū)開展了實(shí)驗(yàn)課考試，考試的命題和組織沒有統(tǒng)一。二是目前的實(shí)驗(yàn)課考試采用人工監(jiān)考，一名監(jiān)考教師負(fù)責(zé)3—4名考生的評(píng)分，一場(chǎng)考試需要十多名監(jiān)考老師，耗費(fèi)大量的人力資源。很多監(jiān)考老師并不是專業(yè)理化生老師，而是臨時(shí)抽調(diào)的人員，人員的培訓(xùn)也是一項(xiàng)考前必須的工作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。三是監(jiān)考老師同一時(shí)間監(jiān)考3—4人，有的地區(qū)甚至監(jiān)考到6人以上。難免存在監(jiān)考不到位、主觀因素影響評(píng)判結(jié)果，使得考試的客觀性和公平性受到質(zhì)疑。四是實(shí)驗(yàn)考試分?jǐn)?shù)在記錄、管理、公布過程中，需要人工處理，存在人為因素的干擾。五是實(shí)驗(yàn)考試題目在每次考試前由命題小組命題若干，考生現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽題。沒有構(gòu)建題庫(kù)，對(duì)題目進(jìn)行積累和科學(xué)的評(píng)價(jià)。六是部分地區(qū)會(huì)提前公布試題，有些不允許公布試題的地區(qū)也會(huì)公布試題的范圍，以考促教的目標(biāo)會(huì)變形為為了應(yīng)付考試的集中突擊練習(xí)。七是由于監(jiān)考難度耗費(fèi)人力大，操作困難，實(shí)驗(yàn)考試在日常教學(xué)的學(xué)期末也很少進(jìn)行。

另外，考慮到實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試的安全性，很多實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性的，無(wú)法讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力實(shí)現(xiàn)探究，并不能充分地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的作用。

三、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的中考理化生實(shí)驗(yàn)考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)概述

該系統(tǒng)是一套以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為核心，融合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)信息技術(shù)的智能化中學(xué)物理、化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)課程教考評(píng)系統(tǒng)，全面應(yīng)用于中學(xué)理化生實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)、考試及分析評(píng)價(jià)過程，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、考試及評(píng)價(jià)的信息化、智能化。

（二）系統(tǒng)功能

系統(tǒng)包括真實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理和虛擬考試管理兩部分，二者相輔相成，共同達(dá)到促進(jìn)實(shí)驗(yàn)考試改革和實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提升的目的。

1.虛擬考試管理 系統(tǒng)的核心功能是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的智能化自動(dòng)評(píng)分實(shí)驗(yàn)考試管理。包括選擇虛擬的實(shí)驗(yàn)用具，進(jìn)行交互式的實(shí)驗(yàn)操作，系統(tǒng)在數(shù)字化環(huán)境中便捷地自動(dòng)完成評(píng)分。關(guān)鍵技術(shù)是虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境建構(gòu)，包括實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、實(shí)驗(yàn)儀器、虛擬實(shí)驗(yàn)人物等[3];虛擬實(shí)驗(yàn)交互行為，實(shí)驗(yàn)人物選擇實(shí)驗(yàn)儀器，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的流程;虛擬實(shí)驗(yàn)自動(dòng)評(píng)分，在虛擬環(huán)境中，通過與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷钠ヅ?，?shí)現(xiàn)自動(dòng)評(píng)分，充分彌補(bǔ)之前人工評(píng)分存在的人為干擾因素。如圖1所示。

在虛擬實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建基礎(chǔ)上虛擬考試系統(tǒng)的功能還包括考試管理的基本功能，如圖2所示。其中，題庫(kù)建設(shè)將根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)剡x擇教材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)考試題目，進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建，形成豐富的題庫(kù)，并統(tǒng)計(jì)題目難度、區(qū)分度，實(shí)現(xiàn)題庫(kù)的優(yōu)化?？荚嚦煽?jī)匯總將進(jìn)行中考成績(jī)統(tǒng)計(jì)，針對(duì)總體學(xué)生匯總當(dāng)年中考實(shí)驗(yàn)考試數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成各類數(shù)據(jù)報(bào)表及上報(bào)教育部門報(bào)表。

2.真實(shí)教學(xué)管理 真實(shí)教學(xué)管理模塊實(shí)現(xiàn)日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化管理，功能如圖3所示，教學(xué)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的個(gè)性化指導(dǎo)。將實(shí)驗(yàn)流程錄制視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，學(xué)生可以反復(fù)觀看，解決了傳統(tǒng)教師演示方式下學(xué)生不能清楚看到的問題。二是充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。在日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生的動(dòng)手能力;利用虛擬實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。三是學(xué)習(xí)資源的自動(dòng)化推送。在平臺(tái)資源存儲(chǔ)中，建立實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和理論教學(xué)的鏈接，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論學(xué)習(xí)的聯(lián)通，通過實(shí)驗(yàn)操作問題發(fā)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)不足，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的自動(dòng)化推送。

四、結(jié)語(yǔ)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以培養(yǎng)學(xué)生真正的動(dòng)手能力為目標(biāo)，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)考試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)理化生實(shí)驗(yàn)中考主要目標(biāo)是解決考試組織難、評(píng)價(jià)難的問題。但是，也必須深刻地認(rèn)識(shí)到虛擬實(shí)驗(yàn)在實(shí)現(xiàn)探究性實(shí)驗(yàn)中的作用，利用虛擬現(xiàn)實(shí)的優(yōu)勢(shì)，允許學(xué)生在虛擬的環(huán)境中，完成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，而不用擔(dān)心實(shí)驗(yàn)失誤帶來的風(fēng)險(xiǎn)。所以在解決了基本的實(shí)驗(yàn)考試問題后，繼續(xù)探索基于VR技術(shù)的探究性虛擬實(shí)驗(yàn)也將具有更深遠(yuǎn)的意義。實(shí)現(xiàn)以考促教，以教促考的良性循環(huán)，真正到達(dá)通過中學(xué)理化生實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生探究能力、創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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