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三、研究成果
(一)实验操作(传统实验操作、虚拟实验操作、DIS实验操作)考试评价方式的特点
1. 传统实验操作考试评价
采用命题的方式,学生抽题目进行实验操作,评价者现场进行评价。优点:学生进行实验操作,实验操作技能得到充分评价。问题:评价者工作量很大;现场评价,不同评价者评价误差客观存在。方向:采用智能评价,降低误差。
2. 虚拟实验操作考试评价
学生在电脑上做化学实验。专业电脑软件设计公司应用FLASH交互技术制作成实验考试题目的各步实验及评价标准,并存于考试主机中;考查时考生一人一桌一电脑,考生根据自己的考试信息登录电脑,在电脑上随机选取试题并在电脑上完成所有试题的作答,电脑根据标准自动进行评价。优点:借用计算机进行"高中化学虚拟实验操作考试",具有技术成熟,可以考核学生化学实验操作的原理、实验操作过程和实验步骤,仿真性强、安全性高、简单经济适用、自动评分等。问题:不能考查出学生真实的化学实验操作,考查不了实验基本操作细节动作,以及实验操作的规范、准确性、严密性等。
3. DIS实验操作考试评价
高中化学DIS实验操作考试评价由“传感器 数据采集器 实验操作评价软件 计算机”构成的新型实验操作评价系统。“高中化学DIS实验操作考试评价”方式的优点有:最能全面真实的反映考生的实验水平和实验能力;节省大量教师监考、评分,也不会因为评卷教师能力、品质、态度等因素造成的评分不科学、不合理等。问题:实验器材、化学药品的标准要严格统一,难度很大;数据采集器对非定量信息、对负面行为信息的采集与评价等技术还不够成熟等。
(二)高中化学必修课程的27个实验的考试内容与要求
高中化学课程中的化学实验,每个实验都有其教学功能,对于促进学生化学素质的发展都有着积极的作用。每个化学实验对学生化学实验操作技能的提高侧重点又是不同。所以开展每个实验核心考点及证据、以及证据的获取方式的研究,对于落实每个实验的教学功能和提高对实验评价的针对性都有着十分重要的意义。
每个化学实验从以下三方面开展研究,形成规范的样式,为化学实验操作考试的命题、评价标准的制订,以及实验关键证据的数据和评价软件的制作提供基础性成果。
1. 研究每个实验的核心观察点(考点)及其评价水平;
2. 研究每个实验核心考点的取证证据形式;
3. 研究每個实验核心考点证据的获取方式。
以“碳酸钠和碳酸氢钠的性质实验”的内容和考试评价要求为例:
(三)高中化学实验操作技能考核方案
1. 基于证据的“答题卡 关键相片 人工评卷”的考试方案
本考试方案的要点:(1)统一命制试题,制作答题卡;(2)考生抽取题目进行实验,填写答题卡,拍摄关键证据相片并上传;(3)评价者根据扫描的答题卡和上传的关键证据相片进行评分。
案例1:监考教师拍摄关键证据相片的方式-南海中学化学实验操作考试方案
一、考试方式
人数与桌位安排
本次考试是采取每6人一组的考试形式,每小组分配2名监考老师以及1名实验员老师。具体的作为分布是单人单桌(120cm*60cm的实验台,配制水源与通风口),每两人之间插空留一桌位,确保防止过程中的舞弊行为。
设备记录数据
每一组的正前方为定制的1080P摄像头,每组开始实验时进行录制,待每组实验完全结束时由监考老师确认停止,并进行实时上传。
在每位实验同学的左前侧有一部实时拍照的数码相机,实验过程中,由监考老师对学生操作的要点瞬间进行记录并上传。在平台改卷的时候,运用双重数据记录,一般是选取监考老师提供的拍照截图进行给分,当给分点出现遮挡等情况,可以选取调用视频的方式进行查证,再补充相应操作点的分值。
纸笔作答
在考试之前,由学生对纸笔材料中的信息进行阅读,选取自己实验所需仪器与药品,并在实验过程中记录相应的数据,最后得到实验总结结论。在考试结束后,将试卷反面平铺在桌面,待监考老师收取试卷之后方可离场。
二、试题
广东省普通高中学业水平化学科操作过程评分试卷(教师参考)
试题:配制一定物质的量浓度的溶液(共10分)
(以配制250 mL 0.4 mol·L-1NaCl溶液为例)
学校 准考证号 座号 姓名 得分
广东省普通高中学业水平化学科学生书写记录试卷(学生用)
学校 准考证号 座号 姓名 得分
实验题目:配制一定物质的量浓度的溶液(以配制250 mL 0.4 mol·L-1NaCl溶液为例),每空1分,共5分。
1.用托盘天平称取NaCl固体的质量。 。
2.若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①没有洗涤烧杯和玻璃棒。 。
②容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水。 。
③定容时俯视容量瓶的刻度线。 。
④如果加水超过了刻度线,取出水使液面恰好到刻度线。 。
一、考试所需药品仪器
试题:配制一定物质的量浓度的溶液
仪器
药品
蒸馏水、NaCl固体(500g)
二、评价量表
案例2:考生拍摄关键证据相片的方式-东莞市万江中学化学实验操作考试方案
一、设计流程:
(一)命题设计
1. 命题考查分实验操作考查和笔试考查(可斟酌)两部分,共10分。 2. 规定考试时间,如10分钟。
3. 在试题中给定清晰的实验步骤。让考生可按步骤操作。
4. 设计每个试题的“考试点”——即学生需拍摄上传的操作步骤。每个考试的考试点为1-4个,每个考试点的拍摄不得超过10s。“考试点”要在考卷中指明。在属于“考试点”的实验步骤处,指明学生必须在这些操作步骤时进行自主拍摄,并在考试时间内提交。
以【17-1 铝与盐酸反应的能量变化】为例,试题如下:
(二)拍摄(软件为虚拟设计出来的,装置有实物)
1. 学生必须在考试时间内,完成对考试点的拍摄。
2. 拍摄次数不限,拍摄时可以预览自己拍摄的内容。如对内容不满意,可以重新录制,直到考生自己满意为止。
3. 拍摄完之后点击提交,视为上交了录像。再设计一套软件,将录像会通过wifi自动命名、传送到服务器中,然后编辑在改卷系统中。(下文会提到。)
拍摄装置和考试软件设计,如下图所示。
现在需要一个机构帮助开发这个录制软件(安卓系统即可)。今年高考监考的指纹识别装置都是用小型安卓平板做的,我们这个实验操作考试,也可借助安卓平台。如果软件开发完成,预计效果如图:
(三)改卷(缩短改卷时间)
1. 改卷时,笔试部分跟高考改卷一致(扫描上传答题卡)。
2. 改卷时,视频部分如下图所示,同屏幕容纳所有视频,可以同时播放(分开播放也行)。总时長不会超过30s,判断方式也简单,也达到了考查学生的目的。
二、实际操作中发现的问题和改进意见
在实际操作中,发现实验过程容易操作,学生成功率高。命题设计,通过总结实验现象较易得出答案,这个命题设计便于改卷老师按点给分,提高改卷效率。设计出来的录制装置,相对于高科技录制装置,成本低,易于操作,后台处理简单,易于维护和查询。设计出来的改卷流程,因技术问题还没有形成系统,但我们按流程手动模拟了改卷方法,改卷速度与平时改一个大题时间相近,具有可操作性。
当然,这套设计流程也有不足之处。比如说,录制装置和改卷系统虽然是一体的,但是在操作时却是分开的,即:录制和改卷不能同时进行。这相对于模型识别类的高科技装置来说,改卷速度慢,改卷工作量大。我们在思考这套装置和流程是否应该和高科技流程相结合使用,毕竟各有优势,如果能各自发挥自己的长处,可能有更好的效果。
2. 基于证据的“答题卡 DIS技术”的考试方案
鉴于DIS技术在化学实验的应用面还比较小,相当部分化学实验不适应用DIS技术进行数据采集与信息化判断,但作为化学实验操作考试评价的化学实验又需要具有全面性。因此,我们研究探索基于证据的“答题卡 DIS技术”的考试方案。
本考试方案的要点:(1)统一命制试题,制作答题卡;(2)考生抽取题目进行实验,填写答题卡,拍摄关键证据相片并上传;(3)应用DIS技术对部分化学实验操作进行智能评价;(4)评价者根据扫描的答题卡进行评分;(5)考生的分数由答题卡得分与DIS技术智能评价得分之和。
案例3:DIS技术作为辅助技术模式-南海中学方案
我们实验室有一部分手持技术的设备,在进行尝试后,认为,对于特定的某些实验,可以使用DIS技术进行辅助作用。
以《配置一定物质的量浓度溶液为例》为例,分析DIS应用优缺点,结合之前设计的PTA量表,我们可以发现其中一部分操作是无法使用DIS进行设计以及检测,例如检漏,摇匀等操作,无法直接使用传感器测量,但是有相当一部分的操作,是可以将其转化为传感器的物理量进行设计的,举例如下:
表1 100mL 0.10mol/LNaOH溶液的配制(35分)
称重环节:天平左物右码的考察是一个小考点,学生在操作中往往会忽视这个问题。为此我们可以利用传感器技术设计一个小方案,方便系统进行评分。将一对感应传感器装在砝码与天平的左盘。如果学生操作不当,将砝码放在左盘,此时系统就会感应到学生错误摆放,进而自动评分。
溶解环节:在过程中,我们强调学生要进行搅拌的操作,而在这个过程中,我们也可以使用传感器进行测量。由于是一定浓度溶液的配置,所以在搅拌过程进行测量,在玻璃棒两端加入离子强度传感器。在搅拌过程中,随着电解质的溶解,溶液的导电性会呈曲线变化,是否符合曲线变化的大致走向,是学生是否进行搅拌的检测。
洗涤环节:洗涤是使用蒸馏水进行操作,因而玻璃棒探头的电导率检测应该为0或呈现较小值,如果导电性过大,只能存在两个可能,1是没有进行洗涤操作,二是洗涤操作将玻璃棒伸进容量瓶中的溶液中。
以上说明现阶段的DIS已经可以独立检测实验考试中的一些细节,证明其还是可行的。
案例4:DIS技术作为辅助技术模式-广东实验中学方案
我们与广州海蝶信息科技有限公司合作,尝试将DIS技术应用于氢氧化铝的性质实验中。
氢氧化铝的性质实验
实验流程:
将实验流程分为6个步骤:
1. 倾倒(2次)硫酸铝溶液(Al2(SO4)3)至试管A、B。
满分【8】分。(单次4分,重复发生*2=8)
操作得分:涉及溶液倾倒,满分【4】分,标准见附录
2. 向试管A中滴加氢氧化钠 (NaOH)。
满分【7】分。
操作得分:用到胶头滴管,满分【5】分,标准见附录
现象得分:先产生白色胶状沉淀,后沉淀逐渐溶解【2】分
3. 向试管B滴加氨水(NH3·H2O)。
满分【6】分。
操作得分:用到胶头滴管,满分【5】分,标准见附录 现象得分:产生白色胶状沉淀【1】分
4. 将试管B中的氢氧化铝分装至试管C和试管D。
满分【1】分。
操作得分:涉及液体分装,满分【1】分,标准见附录
5. 向试管C中加入盐酸(HCl)。
满分【6】分。
操作得分:用到胶头滴管,满分【5】分,标准见附录
现象得分:白色沉淀溶解【1】分
6. 向试管D中加入氢氧化钠(NaOH)。
满分【6】分
操作得分:用到胶头滴管,满分【5】分,标准见附录
现象得分:白色沉淀溶解【1】分
合计得分:34分。
附录:
(一)胶头滴管打分标准:
1. 胶头滴管不可接触试管壁,接觸扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
2. 胶头滴管下端距离试管口距离在2cm以内,超出范围扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
3. 胶头滴管倾斜度不超过45°,超出范围即错误扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
4. 试管中滴加的液体总量在1/5-1/2之间,超出范围扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
5. 胶头滴管用完要清洗,未清洗扣1分
——通过在烧杯上加装光电门传感器来实现。
(二)液体倾倒打分标准:
1. 取错试剂,扣4分
——通过改装试剂瓶放置架,通过加装传感器来判定某个位置的试剂瓶被取走,从而判定是否取错
2. 玻璃塞未倒置于桌面上,扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
3. 标签未朝向手心,扣1分
——在标签下加装红外距离感应,通过对距离的判定,少于3公分则判定为朝手心,反之则不是
4. 试剂瓶瓶口未紧靠试管口,扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
5. 倾倒过程有溶液洒出,扣1分
——通过在下方加装光电门,配合图像处理来判定挡住光电门的是否为洒出的溶液,从而判定。
(三)分装打分标准:
分装过程中有胶状沉淀洒出,扣1分
——通过在下方加装光电门,配合图像处理来判定挡住光电门的是否为洒出的沉淀,从而判定。
四、课题后续研究
1. 进行基于证据的“答题卡 关键相片 人工评卷”的考试方案的实施研究,选择部分地区进行可行性的规模化实验,总结经验后全省实施。
2. 结合高中化学新修订课程标准教材的实施,研究新教材中各个化学实验的教学功能、实验操作技能的关键点,并研发相关关键点的信息化标准指标样榜,作为相关实验操作技能自动化评分的标准件存储于考试部门的考试评价中心主机中。
3.研制电脑化学实验操作考试评价机器人,采用人脸识别技术实施“图像自动捕捉、对比识别”,实现化学实验操作考试评价智能化。
(执笔:王益群)
(一)实验操作(传统实验操作、虚拟实验操作、DIS实验操作)考试评价方式的特点
1. 传统实验操作考试评价
采用命题的方式,学生抽题目进行实验操作,评价者现场进行评价。优点:学生进行实验操作,实验操作技能得到充分评价。问题:评价者工作量很大;现场评价,不同评价者评价误差客观存在。方向:采用智能评价,降低误差。
2. 虚拟实验操作考试评价
学生在电脑上做化学实验。专业电脑软件设计公司应用FLASH交互技术制作成实验考试题目的各步实验及评价标准,并存于考试主机中;考查时考生一人一桌一电脑,考生根据自己的考试信息登录电脑,在电脑上随机选取试题并在电脑上完成所有试题的作答,电脑根据标准自动进行评价。优点:借用计算机进行"高中化学虚拟实验操作考试",具有技术成熟,可以考核学生化学实验操作的原理、实验操作过程和实验步骤,仿真性强、安全性高、简单经济适用、自动评分等。问题:不能考查出学生真实的化学实验操作,考查不了实验基本操作细节动作,以及实验操作的规范、准确性、严密性等。
3. DIS实验操作考试评价
高中化学DIS实验操作考试评价由“传感器 数据采集器 实验操作评价软件 计算机”构成的新型实验操作评价系统。“高中化学DIS实验操作考试评价”方式的优点有:最能全面真实的反映考生的实验水平和实验能力;节省大量教师监考、评分,也不会因为评卷教师能力、品质、态度等因素造成的评分不科学、不合理等。问题:实验器材、化学药品的标准要严格统一,难度很大;数据采集器对非定量信息、对负面行为信息的采集与评价等技术还不够成熟等。
(二)高中化学必修课程的27个实验的考试内容与要求
高中化学课程中的化学实验,每个实验都有其教学功能,对于促进学生化学素质的发展都有着积极的作用。每个化学实验对学生化学实验操作技能的提高侧重点又是不同。所以开展每个实验核心考点及证据、以及证据的获取方式的研究,对于落实每个实验的教学功能和提高对实验评价的针对性都有着十分重要的意义。
每个化学实验从以下三方面开展研究,形成规范的样式,为化学实验操作考试的命题、评价标准的制订,以及实验关键证据的数据和评价软件的制作提供基础性成果。
1. 研究每个实验的核心观察点(考点)及其评价水平;
2. 研究每个实验核心考点的取证证据形式;
3. 研究每個实验核心考点证据的获取方式。
以“碳酸钠和碳酸氢钠的性质实验”的内容和考试评价要求为例:
(三)高中化学实验操作技能考核方案
1. 基于证据的“答题卡 关键相片 人工评卷”的考试方案
本考试方案的要点:(1)统一命制试题,制作答题卡;(2)考生抽取题目进行实验,填写答题卡,拍摄关键证据相片并上传;(3)评价者根据扫描的答题卡和上传的关键证据相片进行评分。
案例1:监考教师拍摄关键证据相片的方式-南海中学化学实验操作考试方案
一、考试方式
人数与桌位安排
本次考试是采取每6人一组的考试形式,每小组分配2名监考老师以及1名实验员老师。具体的作为分布是单人单桌(120cm*60cm的实验台,配制水源与通风口),每两人之间插空留一桌位,确保防止过程中的舞弊行为。
设备记录数据
每一组的正前方为定制的1080P摄像头,每组开始实验时进行录制,待每组实验完全结束时由监考老师确认停止,并进行实时上传。
在每位实验同学的左前侧有一部实时拍照的数码相机,实验过程中,由监考老师对学生操作的要点瞬间进行记录并上传。在平台改卷的时候,运用双重数据记录,一般是选取监考老师提供的拍照截图进行给分,当给分点出现遮挡等情况,可以选取调用视频的方式进行查证,再补充相应操作点的分值。
纸笔作答
在考试之前,由学生对纸笔材料中的信息进行阅读,选取自己实验所需仪器与药品,并在实验过程中记录相应的数据,最后得到实验总结结论。在考试结束后,将试卷反面平铺在桌面,待监考老师收取试卷之后方可离场。
二、试题
广东省普通高中学业水平化学科操作过程评分试卷(教师参考)
试题:配制一定物质的量浓度的溶液(共10分)
(以配制250 mL 0.4 mol·L-1NaCl溶液为例)
学校 准考证号 座号 姓名 得分
广东省普通高中学业水平化学科学生书写记录试卷(学生用)
学校 准考证号 座号 姓名 得分
实验题目:配制一定物质的量浓度的溶液(以配制250 mL 0.4 mol·L-1NaCl溶液为例),每空1分,共5分。
1.用托盘天平称取NaCl固体的质量。 。
2.若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①没有洗涤烧杯和玻璃棒。 。
②容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水。 。
③定容时俯视容量瓶的刻度线。 。
④如果加水超过了刻度线,取出水使液面恰好到刻度线。 。
一、考试所需药品仪器
试题:配制一定物质的量浓度的溶液
仪器
药品
蒸馏水、NaCl固体(500g)
二、评价量表
案例2:考生拍摄关键证据相片的方式-东莞市万江中学化学实验操作考试方案
一、设计流程:
(一)命题设计
1. 命题考查分实验操作考查和笔试考查(可斟酌)两部分,共10分。 2. 规定考试时间,如10分钟。
3. 在试题中给定清晰的实验步骤。让考生可按步骤操作。
4. 设计每个试题的“考试点”——即学生需拍摄上传的操作步骤。每个考试的考试点为1-4个,每个考试点的拍摄不得超过10s。“考试点”要在考卷中指明。在属于“考试点”的实验步骤处,指明学生必须在这些操作步骤时进行自主拍摄,并在考试时间内提交。
以【17-1 铝与盐酸反应的能量变化】为例,试题如下:
(二)拍摄(软件为虚拟设计出来的,装置有实物)
1. 学生必须在考试时间内,完成对考试点的拍摄。
2. 拍摄次数不限,拍摄时可以预览自己拍摄的内容。如对内容不满意,可以重新录制,直到考生自己满意为止。
3. 拍摄完之后点击提交,视为上交了录像。再设计一套软件,将录像会通过wifi自动命名、传送到服务器中,然后编辑在改卷系统中。(下文会提到。)
拍摄装置和考试软件设计,如下图所示。
现在需要一个机构帮助开发这个录制软件(安卓系统即可)。今年高考监考的指纹识别装置都是用小型安卓平板做的,我们这个实验操作考试,也可借助安卓平台。如果软件开发完成,预计效果如图:
(三)改卷(缩短改卷时间)
1. 改卷时,笔试部分跟高考改卷一致(扫描上传答题卡)。
2. 改卷时,视频部分如下图所示,同屏幕容纳所有视频,可以同时播放(分开播放也行)。总时長不会超过30s,判断方式也简单,也达到了考查学生的目的。
二、实际操作中发现的问题和改进意见
在实际操作中,发现实验过程容易操作,学生成功率高。命题设计,通过总结实验现象较易得出答案,这个命题设计便于改卷老师按点给分,提高改卷效率。设计出来的录制装置,相对于高科技录制装置,成本低,易于操作,后台处理简单,易于维护和查询。设计出来的改卷流程,因技术问题还没有形成系统,但我们按流程手动模拟了改卷方法,改卷速度与平时改一个大题时间相近,具有可操作性。
当然,这套设计流程也有不足之处。比如说,录制装置和改卷系统虽然是一体的,但是在操作时却是分开的,即:录制和改卷不能同时进行。这相对于模型识别类的高科技装置来说,改卷速度慢,改卷工作量大。我们在思考这套装置和流程是否应该和高科技流程相结合使用,毕竟各有优势,如果能各自发挥自己的长处,可能有更好的效果。
2. 基于证据的“答题卡 DIS技术”的考试方案
鉴于DIS技术在化学实验的应用面还比较小,相当部分化学实验不适应用DIS技术进行数据采集与信息化判断,但作为化学实验操作考试评价的化学实验又需要具有全面性。因此,我们研究探索基于证据的“答题卡 DIS技术”的考试方案。
本考试方案的要点:(1)统一命制试题,制作答题卡;(2)考生抽取题目进行实验,填写答题卡,拍摄关键证据相片并上传;(3)应用DIS技术对部分化学实验操作进行智能评价;(4)评价者根据扫描的答题卡进行评分;(5)考生的分数由答题卡得分与DIS技术智能评价得分之和。
案例3:DIS技术作为辅助技术模式-南海中学方案
我们实验室有一部分手持技术的设备,在进行尝试后,认为,对于特定的某些实验,可以使用DIS技术进行辅助作用。
以《配置一定物质的量浓度溶液为例》为例,分析DIS应用优缺点,结合之前设计的PTA量表,我们可以发现其中一部分操作是无法使用DIS进行设计以及检测,例如检漏,摇匀等操作,无法直接使用传感器测量,但是有相当一部分的操作,是可以将其转化为传感器的物理量进行设计的,举例如下:
表1 100mL 0.10mol/LNaOH溶液的配制(35分)
称重环节:天平左物右码的考察是一个小考点,学生在操作中往往会忽视这个问题。为此我们可以利用传感器技术设计一个小方案,方便系统进行评分。将一对感应传感器装在砝码与天平的左盘。如果学生操作不当,将砝码放在左盘,此时系统就会感应到学生错误摆放,进而自动评分。
溶解环节:在过程中,我们强调学生要进行搅拌的操作,而在这个过程中,我们也可以使用传感器进行测量。由于是一定浓度溶液的配置,所以在搅拌过程进行测量,在玻璃棒两端加入离子强度传感器。在搅拌过程中,随着电解质的溶解,溶液的导电性会呈曲线变化,是否符合曲线变化的大致走向,是学生是否进行搅拌的检测。
洗涤环节:洗涤是使用蒸馏水进行操作,因而玻璃棒探头的电导率检测应该为0或呈现较小值,如果导电性过大,只能存在两个可能,1是没有进行洗涤操作,二是洗涤操作将玻璃棒伸进容量瓶中的溶液中。
以上说明现阶段的DIS已经可以独立检测实验考试中的一些细节,证明其还是可行的。
案例4:DIS技术作为辅助技术模式-广东实验中学方案
我们与广州海蝶信息科技有限公司合作,尝试将DIS技术应用于氢氧化铝的性质实验中。
氢氧化铝的性质实验
实验流程:
将实验流程分为6个步骤:
1. 倾倒(2次)硫酸铝溶液(Al2(SO4)3)至试管A、B。
满分【8】分。(单次4分,重复发生*2=8)
操作得分:涉及溶液倾倒,满分【4】分,标准见附录
2. 向试管A中滴加氢氧化钠 (NaOH)。
满分【7】分。
操作得分:用到胶头滴管,满分【5】分,标准见附录
现象得分:先产生白色胶状沉淀,后沉淀逐渐溶解【2】分
3. 向试管B滴加氨水(NH3·H2O)。
满分【6】分。
操作得分:用到胶头滴管,满分【5】分,标准见附录 现象得分:产生白色胶状沉淀【1】分
4. 将试管B中的氢氧化铝分装至试管C和试管D。
满分【1】分。
操作得分:涉及液体分装,满分【1】分,标准见附录
5. 向试管C中加入盐酸(HCl)。
满分【6】分。
操作得分:用到胶头滴管,满分【5】分,标准见附录
现象得分:白色沉淀溶解【1】分
6. 向试管D中加入氢氧化钠(NaOH)。
满分【6】分
操作得分:用到胶头滴管,满分【5】分,标准见附录
现象得分:白色沉淀溶解【1】分
合计得分:34分。
附录:
(一)胶头滴管打分标准:
1. 胶头滴管不可接触试管壁,接觸扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
2. 胶头滴管下端距离试管口距离在2cm以内,超出范围扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
3. 胶头滴管倾斜度不超过45°,超出范围即错误扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
4. 试管中滴加的液体总量在1/5-1/2之间,超出范围扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
5. 胶头滴管用完要清洗,未清洗扣1分
——通过在烧杯上加装光电门传感器来实现。
(二)液体倾倒打分标准:
1. 取错试剂,扣4分
——通过改装试剂瓶放置架,通过加装传感器来判定某个位置的试剂瓶被取走,从而判定是否取错
2. 玻璃塞未倒置于桌面上,扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
3. 标签未朝向手心,扣1分
——在标签下加装红外距离感应,通过对距离的判定,少于3公分则判定为朝手心,反之则不是
4. 试剂瓶瓶口未紧靠试管口,扣1分
——通过高清摄像机拍摄,而后进行图像分析处理
5. 倾倒过程有溶液洒出,扣1分
——通过在下方加装光电门,配合图像处理来判定挡住光电门的是否为洒出的溶液,从而判定。
(三)分装打分标准:
分装过程中有胶状沉淀洒出,扣1分
——通过在下方加装光电门,配合图像处理来判定挡住光电门的是否为洒出的沉淀,从而判定。
四、课题后续研究
1. 进行基于证据的“答题卡 关键相片 人工评卷”的考试方案的实施研究,选择部分地区进行可行性的规模化实验,总结经验后全省实施。
2. 结合高中化学新修订课程标准教材的实施,研究新教材中各个化学实验的教学功能、实验操作技能的关键点,并研发相关关键点的信息化标准指标样榜,作为相关实验操作技能自动化评分的标准件存储于考试部门的考试评价中心主机中。
3.研制电脑化学实验操作考试评价机器人,采用人脸识别技术实施“图像自动捕捉、对比识别”,实现化学实验操作考试评价智能化。
(执笔:王益群)