力学概念测试卷中文版修订、检验与应用.pdf

摘要 摘 要 力学概念测试卷（Force Concept Inventory ，简称“FCI ”）是目前广泛使用的标准化 力学概念测评工具。本文从FCI 中文版的修订、检验和应用三个方面进行了研究。 首先对FCI 中文版进行修订，尽可能还原英文所要表达的情境并符合我国物理题目 表达方式，以减少因题目表述问题对测量结果带来的影响。 基于Rasch 模型，对修订后的FCI 进行了质量检验。检验结果表明，本测试卷题目 信度（Item reliability=0.96 ）极高；除第6、7、8、18 题外，大部分题目符合单维性检验 要求；题目与Rasch 模型拟合程度均较好，仅第4 题拟合较差。总体来说，修订后的测 试卷质量是较高的。 使用修订后FCI 调查了诸城一中高二年级学生力学概念的掌握情况。结果显示：从 整体来看，全部被试中仅三分之一的学生达到了掌握力学部分概念的水平。通过具体题 目数据分析以及结合与学生的交流访谈发现，学生除对概念掌握不够外，还存在难以从 题目图像中获得有效信息、依靠记忆和对情境的熟悉程度解题、错误前概念和科学概念 两套概念同时存在的情况。 同时，本研究还使用了MBT （Mechanics Baseline Test ，以力学部分内容为载体，旨 在测试学生解决问题能力的测试卷）对同一批样本做了调查。考查不同性别被试FCI 成 绩和MBT 成绩的差异。结果显示：在FCI 成绩上男女生存在差异，女生表现略逊色于 男生。在MBT 成绩上男女生表现没有显著差异。 探讨了FCI 成绩与MBT 成绩之间的相关性，结果显示二者呈中等程度相关 （r=0.552,P0.01 ）。进一步分析发现学生低FCI成绩对应低MBT成绩，而高FCI成绩对应 的MBT成绩有高有低。说明学生对概念的掌握是解决问题的基础，制约着学生解决问题 能力。 探讨了学生的FCI成绩和MBT成绩分别与物理学习成绩的相关程度。结果表明： MBT成绩与物理学习成绩的相关程度（r=0.513,P0.01 ）高于FCI成绩与物理学习成绩的 相关程度（r=0.422,P0.01 ）。进行回归分析，发现回归方程建立有意义。FCI成绩可以解 释物理成绩变异的17.8%，MBT成绩可以解释物理成绩变异的26.3% 。说明与学生对概念 的理解相比较，解决问题的能力更影响着学生的物理成绩。 关键词：高中生；力学概念测试卷；修订；检验；应用 I Abstract Abstract The Force Concept Inventory (FCI) is a widely used standardized force concept evaluation tool. This paper studies the revision, inspection and application of Chinese version FCI. First of all, we revised the FCI in Chinese, as far as possible to restore the situation that the English one expresses and in line with the expression of physics problems in China, while reducing the problem of problem expression on the impact of measurement results. Based on the Rasch model, the revised FCI is tested for quality. The test results showed that the item reliability is 0.96 of this test, Which is pretty high; with the exception of item 6,7,8 and

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