（课程与教学论专业论文）科学教育中知识与技能评价研究.pdf

学位论文独创性声明 本人郑熏声明： 1 、坚持以“求实、创瑟”的科学糖神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成槊。 3 、本论文中除弓i 文外，所有实验、数摄和有关材料均建真 实的。 4 、本论文中除弓| 义和致谢的内容外，不包含其他入或其宦机 构已经发表或撰写过的研究成果。 5 、其他同恚对本研究所做的贡献均己在论文中作了声明并表 示了谢意。 作者签名：蔓量蓥 蠢 矮：丝嘘丝! 星 学位论文使用授权声明 本入完全了解南京舞范大学有关保留、使雳学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子敝和纸葳版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复稍并允许论 文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内梅编入有关数据麾进 行稔索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在 解密后适用本规定。 作者签名： i 墨蓥 日 期：2 0 0 7 职g 摘要 在新一轮课程改革的大背景下，科学课程正在经历着一场以培养科学素养为 目标的变革。在这场变革中，评价作为科学教育的主要有机组成受到了极大的重 视。但是，我国科学教育评价现状中存在的一些问题也是非常明显的：如对科学 知识的评价存在误区、和对科学探究的评价模式单一，这些都是亟待解决的问题。 本文在对已有文献资料进行分析、整理的基础上提出了有效评价科学知识和 技能的方案：评价知识的理解，评价过程技能和思维能力。 在论述知识的评价问题时，在理论上论证了“理解”的重要性，并将理解的 品质分解为知识、方法、目的和形式四个维度，通过具体案例分别呈现了对各个 维度的评价，进而还阐述了如何评价的问题。在论述科学探究的评价问题时，提 出了对单项过程技能评价的必要性，创造性地指出了科学探究评价中的盲点 对思维能力的评价。并通过案例分析，提出了具体的评价设计建议。 希望本研究的成果能够对科学教师有所启发，为科学试题的编制提供具有指 导意义的建议。 关键词：评价知识理解过程技能思维能力 a b s t r a c t a g a i n s tt h em a j o rb a c k g r o u n do f t h en e wr o a n do fc u r r i c u l u m - r e v o l u t i o n , t h ec u r r i c u l u mo f s c i e n c oi sn o wu n d e r g o i n gag r e a tr e f o r m a t i o na i m i n ga tr a i s i n gt h el e v e lo f s c i e n c e a so n eo f t h e o r g a m cc o m p o n e n t so fs c i e n c ee d u c a t i o n , g r e a ti m p o r t a n c eh a sb e e na t t a c h e dt ot h ee d u c a t i o n a l a s s e s s m e n t o f i t h o w e v e r , t h e r e e x i s t n o t a b l e d e f i c i e n c i e s o i l t h e a s s e s s m e n t o f s c i e n c e e d u c a t i o n i no u rc e u n t r y f o re x a m p l e ，t h ee v a l u a t i o no ns c i e n c ek n o w l e d g ei sm i s u s e d , a n dt h ee v a l u a t i o n p a l 把r l l so fs c i e n c ep r o b ea r e t o ou i l i t a r y a l lo ft h e ma r eb i gp r o b l e m si nt h es c i e n c ee d u c a t i o n n e e d i n gu r g e n ts o l u t i o n i n t h i s e s s a y , t h ea u t h o r p u t s f o r w a r d s a n e ws o l u t i o n o f s c i e n c e - a s s e s s m e n t t h a t c a l l e v a l u a t e s c i e n c ek n o w l e d g ea n ds k i l lm o r ee f f i c i e n t l yo nt h eb a s i so fa n a l y z i n ga n da u d y m ge x i s t i n g m a t e r i a la n dd o e n m e n t s t h es o l u t i o nc o n s i s t so ft h ea s s e s s m e n to ft h eu n d e r s t a n d m go f k n o w l e d g e , p r o c e s s - s k i l la n dt h i n k i n gc a p a c i t y o nt h ep a r to f t h ea s s e s s m e n to f k n o w l e d g e ，t h ei m p o r t a n c eo f u n d e r s t a n d i n gi sd e m o n s t r a t e d b yt h ed e r i v a t i o no f e x i s t i n ge d u c a t i o n a lt h e o r i e s t h ef o u rq u a l i t i e so f u n d e r s t a n d i n g k n o w l e d g e , m e t h o d , p u r p o s ea n df o r m a r ed e f i n e da n da s s e s s e db yt h ea u t h o rw i t ho a s cd e m o n s t r a t i o n s o n t h ep a r to ft h ea s s e s s m e n to fs c i e n c ep r o b e ，t h ea u t h o rb r i n g sf o r w a r dt h ec o n c e p to fs i n g l e p r o c e s ss k i l l ，a n dp o i n to u tt h eb l i n ds p o ti nt h ea s s e s s m e n to fs c i e n c ep r o b e - t h i i l l d n gc a p a c i t y e r e a t i v a l y s o m es p e c i f i cp r o p o s a l so na s s e s s m e n ta g eg i v e nb yc 瓣d e m o n s t r a t i o n s h o p i n g t h er e s e a r c hw i l lb eh e l p f u lt os c i e n c et e a c h e r sw h e n t h e ym - ed e s i g n i n gt e s t s k e yw o r d s ：a s s e s s m e n t , k n o w l e d g e , u n d e r s t a n d i n g , p r o c e s s - s k i l l , t h i n k i n gc e p a e i t y 日舌 一、研究缘起 ( 一) 科学教育发展的现实需要 在新一轮课程改革的大背景下，科学作为- - f 独立的学科，正在经历着一场以培养科学 素养为目标的变革。科学素养包括必要的科学知识、科学能力、科学精神和科学态度以及对 科学本质的理解。在当今世界上，科学素养已成为每个人必不可少的素质之一，甚至有人提 出。一个不具有科学素养的公民将很难在未来的社会中生活和生存”这样的观点。 为了达成这一目标，科学课程的体系、结构、内容、实施与评价都面临着调整和改革， 其中，评价作为科学教育系统中一个主要有机组成自然受到了极大的重视，因为评价作为首 要的反馈机制，会引起科学教育系统的变化，而评价政策与评价实践则能对科学教育的重点 提供操作性的定义。所以国家在小学科学( 3 6 年级) 课程标准中明确指出科学教育 评价的“主要目的是了解学生实际的学习和发展状况，以利于改进教学、促进学习，最终实 现课程宗旨，即提高每个学生的科学素养这样的评价不同于传统的评价一单纯由教师对 学生的学业成绩进行分等排队的做法，势必引起评价主体、评价内容、评价方法和评价时机 等方面的一系列变化“。 但是在具体实施的层面，由于长期以来应试教育的影响，在评价内容上依旧偏重考核知 识的记忆，与政策层面提出的要求还存在着极大的差距。评价机制若不科学，跟不上科学教 育发展的步伐，将会极大地制约科学教育的改革进程。科学教育的评价不能原地踏步，要随 学科的发展而不断完善。 科学教育评价变革问题的焦点并非“改或不改”而是“怎样改”的问题。当今各个地区 都提出了对评价方案的现实需求，有些地区( 比如大连) 的老师们已经迫不及待地在实践层 面上展开了对评价的研究。因此，如何构建一个评价内容更全面、评价机制更有弹性的理论 体系，帮助广大的科学教师了解学生真实的科学学习情况，成了现阶段亟待解决的问题。 ( 二) 来自科学教师的呐喊 对科学教育发展现状最为了解的莫过于广大一线的科学教师，他们能够敏锐地察觉到教 育教学中实际存在的问题，并能清楚地判断问题产生的原因。笔者曾经在网络上看见过这样 一篇文章，一位化名“水清浅”的科学教师猛烈地批判了当下的科学教育评价体制，其言词 1 中华人民共和国科学( 3 6 年级) 课程标准【s 】北京；北京师范大学出版社2 0 0 1 年版 2 犀利发人深省，原文如下： 炮轰科学教育中的评价1 科学教育中，评价原本属于教学自身改进与发展的重要策略，结果却正在被异化成束 蚌住自己的枷锁，为教学的评价甚至被扭曲成“为评价的教学”，因此在当评价不能适应素 质教育的情况下，科学教育则成了因附庸评价而不能追求素质目标一一培养学生科学素养 的活动科学教育评价可能至少已暴露出两大弱点，并以此形成束缚素质教育的瓶颡 1 千差万别的发展特色的学生就范于统一模式一一科学教育评价的单统性 科学教育评价的主要弱点是它的单调统一陈旧的教学观、学生观，教师现，教材观 使我们更注重对学生学习科学知识的评价，当我们在评价学生的时候，学生主体间的差别、 各自独特的精神世界、各自以独特方式发展的无限丰富的可能性就已经被否定了，个性与 创造还会有多少属于主体的空间呢? 在单调一统的科学教育评价制度下，怎么才能体现学 生的个性，促进学生的科学兴趣，科学知识科学能力，科学思想? 怎么才能发现学生的 进步、提高，j 之掘学生的潜能? 怎样才能提高学生的创造能力? 如果说人的个性一般性、 稳定性视为素质的“基本性”特征，那么人的个性特殊性与众不同的创造性就可视为素 质的主体性，科学教育评价在有些时候，正是无视个性自由主体的诸特征的无疑，在这 样的科学教育评价下的教学是失败的，我们学生的思维会日益单调统一，这恰恰忽视了特 色各异的发展中的学生们的各自独特品质 2 ，评价过去却不能昭示未来一一科学教育评价的局限性 时下的许多科学教育评价活动，总试图对已存在的事实( 学生已有的知识、文化水平 等) 进行价值评判，而其评判又往往局限于科学课程，甚至是局限于科学课本的某一课， 或是某一部分的内容这样的评价不仅不是以判断一个学生对自己的未来发展所具有的素 质，而且连过去发展的程度和水平也不足以真正提供具体分析可以看出，科学教育评价 在本来并不复杂的内容范畴中，不断地为制造区分度( 区别学习认真与不认真，成绩好与 差等) 而僵化学问，把极重要的能力发展性也胡f 斥在外了，学生们科学不敢独立思考问题， 发展科学能力创造能力；同时，科学教育评价同其他学科一样注重选拔，否定学生的每 一次进步变异的考试和扭曲的评价，培养学生们逐渐把主体性依附到老师们的意图上去 了，学生们的主体科学素养也就很难有成长的机会；另外，我们还必须看到，科学教育评 价中的形式主义日益严重，评价者凭空想象的评价指标，导致了许多无意叉的评价 水清浅炮轰科学教育中的评价 e b o l h t t p ：b l o & k x s y n e t u s e f l 2 0 a r c h i v e s , 2 0 0 6 2 2 6 3a s p 3 ( 三) 个人的兴趣和专业 师从郝老师近三载，在这期间，我对科学教育理论的了解日益深入，加上原有物理学科 背景的支撑，逐渐对科学教育有了深厚的感情。我真切地盼望着有那么一天，科学能够 成为基础教育课程体系中最核心的课程，中国孩子的科学素养得到显著的提高。 在开始研究生的学习以后，我的头脑中就一直萦绕着一个疑问：为什么会存在。高分低 能”的现象? 读研究生的这段时间，随着对教育理论越来越深入的了解，我也逐步认识到， 评价就是一根指挥棒，它的指向若不改变，学生将永远都围着无益于提升能力的目标打转转。 如何改造或改变这样的现状? 这驱使我对评价问题开展深入的研究。 就在我开始考虑论文的研究方向时，听闻南京鼓楼区的教师为评价的问题而束手无措， 这促使我坚定地选择了科学教育评价这一课题，决心深入地研究下去。 二、已有研究综述及其反思 ( 一) 国外研究动态 1 、评价标准的变革：全方位的调整 近年来，各国都极其重视科学课程的改革，纷纷制订并不断完善具有权威性的科学课程 标准。在此过程中，评价标准也发生了相应的变化。以美国国家科学课程标准为例，其 中的评价标准发生了如下的变化： 评价内容由强调评价容易考核的、分立的“惰性”知识转为强调评价具有良好结构 的“活性知识”； 评价目的由强调评价科学知识和了解学生知道了什么转为强调评价科学理解力、推 理能力和了解学生理解了什么； 由只强调评价成绩转为强调既评价成绩又评价学习机会： 评价形式由强调教师在场来评价转为强调学生参与对自己和他人学习成果的评价； 外部评价的设计由强调考核专家专门设计转为强调教师参与设计。 2 ，评价方式的拓展：由纸笔测试到多元的评价方式 国外研究较多的还有对于评价方式的探讨。仍然以美国为例，当今的美国正在进行一场 评估模式的转变，传统的纸笔测验正逐步向更为真实的方法转变，如面试、观察等，而且它 不局限于某课、某单元或某学期，而是成为一个学习整体，这种新模式使教师能够最大可能 4 地得到有关学生成绩和进步的信息。1 萨玛沃泽曼和乔治伊芙妮就在其所著的 评定分散的知识 评定科学知识 评定要了解学生还不知道什么 只评定成绩 教师在期末评定 单纯由测量专家设计的外部评定 较为强调 评定相对有价值的内容 评定丰富的结构良好的知识 评定科学理解力和推理能力 评定要了解学生理解了什么 既评定成绩又评定学习机会 学生参与对自己和他人的评定 教师参与外部评定的设计 二、英国科学教育评价现状 英国国家科学课程中规定了科学课程的内容，成就目标和水平描述。它指出了科学 教育的四个模块( 科学探究、生命科学、物质科学、地球科学) 及在每个模块中学生应当学 习的具体内容，并在最后指出了科学课程的成就目标。成就目标指明了“具有不同能力和成 熟水平的学生在每一关键阶段结束时所预期获得的知识、技能和理解力一，它包括8 个难度 1 周上，p 1 2 1 8 逐渐加深的水平，还有一个在水平之上的突出表现的描述。每级水平的描述都说明了学生在 该水平应该明显显示出的能力类型和范围。 以科学探究能力为例，英国国家科学课程标准对不同学段末，学生在科学探究能力上的 达成目标做了如下描述1 ： 一级水平： 学生能描述被观察物体、生物和事物的简单特征，以简单的形式交流观察的结果，如叙 述他们的工作和用图画，简图加以表示。 二级水平： 学生能按要求去做并在教师帮助下对如何收集数据提出自己的建议。阅读简单的文本以 寻获信息。用提供的简单仪器进行相关的观察。比较被观察的物体、生物和事物。使用科学 词汇对观察进行描述和记录。恰当的时候使用简单的表格记录观察结果。能说出实验所发生 的现象是否同预期的一致。 三级水平： 对如何找寻问题的答案，学生能按要求去做，并能提出自己的看法。意识到为什么收集 数据来回答问题是重要的。做简单的预测。阅读简单的文本以寻获信息。使用一系列简单的 仪器进行相关的观察并测量一些量，如长度、质量等。在一定的帮助下进行合理的试验，识 别、解释为什么试验是合理的。用多种方式记录实验结果。对观察和测量结果的简单类型 模式做出解释。以科学的方式对发现的结果进行交流，并提出改进自己工作的建议。 四级水平： 认识科学观点是基于证据之上的。在他们自己的调查工作中，确定一种合适的方式来回 答问题( 例如使用公正的实验) 。在实验过程中描述和展示怎样保持其他实验因素相同而改 变一个因素。做出预测。从所提供的资源中选择信息。选择合适的仪器进行充分的一系列的 观察和测量。用表格和柱形图记录观测与比较的结果，初步地标记一些点绘制简单的图，并 用这些图指出、解释数据的模式或趋势。当得出结论时，考虑这些模式并开始将结论同科学 知识和理解建立联系。对所做的工作提出改进建议，并给出理由。 五级水平； 描述科学证据和创造性思维是如何结合起来以给出科学解释的( 例如拉瓦锡的燃烧理 论) 。当试图回答一个科学问题时，确认一种恰当的方式。从一系列资源中选择信息。当调 1 p r o g r a m m e o f s t u d y - s c i e n c e i n t h e n a t i o n a l c u r r i c u l u m ( e n g l a n d a n d w a l e s ) d e p a r t m e n t f o r e d u c a t i o n ， j a n u a r y1 9 9 5 9 查涉及到要进行公正试验时，能识别应当考虑的关键因素。依据所学的知识和理解作预测。 为一定范围的工作选择并有效地应用一些装置。进行精确度与工作相适应观察或测量。开始 重复观测并对不同的观测结果提出简单的解释。系统地记录观测结果，恰当的时候并用曲线 图描述数据。得出同实验结果相一致的结论并将这些结论同科学知识和理解联系起来。给出 有关如何改进工作方法的可行建议。使用恰当的科学语言和惯例来交流定性与定量的数据。 六级水平： 为一些已被认可的科学观点和解释给出证据描述，并描述由科学家所做的对证据的阐释 是如何导致新观点认可和发展的。在他们自己的调查工作中，利用科学知识与理解识别一种 恰当的方式。进行充分的观察和测量。选择并有效使用信息资源。能按一定的精确度要求， 使用有刻度的仪器进行观测。选择带度量的曲线图有效地表示数据。 识别同主要模式或趋势不一致的观测结果。得出同实验证据相一致的结论并用科学知识 和理解解释这些结论。对如何改进方法给出合理的建议。使用科学语言和惯例选择并使用恰 当的方法对定性与定量数据进行交流。 七级水平： 在科学理论的基础上，描述一些预测并给出已收集的证据的例子来检验这些预测。在他 们自己的工作中，利用科学知识与理解为问题确定一种恰当的解决方法。在复杂的情境中以 及不可即刻对变量进行控制的情境中，识别关键因素并设计恰当的程序。从一系列资源中对 信息进行综合，并识别二手数据中可能的局限。用一定范围的装置进行系统、精确的观测。 能识别什么时候需要重复观测、比较以获取可靠的数据。 使用最合适轮廓的曲线图表示实验结果。学生能在包含一些因素的情境中确定关键因素 并做预测。懂得为得到可靠的数据有必要进行重复观测。清楚、精确地呈现定量观察结果。 得出同证据相一致的结论并用科学知识和理解解释这些结论。开始思考收集的数据是否足以 得出这些结论。使用广泛范围的科学和技术语言与惯例，包括符号和流程图，来交流他们所 做的工作。 八级水平： 学生能给出科学解释或模型在有另外的科学证据的情况下要做出改变的例子。从一系列 资源中对数据进行综合与评价。学生能认识到不同的实验任务需要用不同的实验策略。应用 科学知识和理解选择一个合适的实验策略。决定在定性研究中哪些观察是相关的，在实验记 录中哪些观察包括了细节。决定测定的精确度，并收集检验变量间相关性的数据。 确定和开始解释观测的异常现象，并在绘制曲线图时，酌情考虑这些量。用科学知识和 1 0 理解从实验证据得出结论，批判地考虑结果曲线和表格。使用恰当的科学语言和惯例交流结 果与争议，表现出对一系列观点都有所意识。 八级水平以上：给出科学解释和模型被随后的实验所挑战的例子，解释证据在修改科学 理论中的意义。从一系列资源中对数据进行综合与评价。学生能认识到不同的实验任务需要 用不同的实验策略。应用科学知识和理解选择一个合适的实验策略。对相关的观察和比较作 记录，清楚地识别特别有意义的点。决定测定所需的精确度，并收集满足精确度需要的数据。 使用数据检验变量之间的关系。识别并解释观测到的异常现象，并在绘制曲线图时，酌情考 虑这些量。用科学知识和理解阐释数据的趋势和模式并从实验证据得出结论。批判性地考虑 结果曲线和表格，并给出如何收集另外的证据的合理的理由。使用恰当的科学语言和惯例交 流结果与争议，表现出对不确定程度以及一系列其他观点都有所意识 上述对于科学探究能力发展水平的表述，注重体现了层次性、递进性的特点，考虑到了 学生发展上的差异。英国的这种等级的做法，实则是意识到作为个体的学生以不同的速度和 不同的方式学习；让同一年龄的所有学生同时达到同一水平是不可能的，并且让每个学生达 到每个成就目标中的同一水平也是没有必要的。学生可能在这个成就目标中处于较低的等 级，而在其它成就目标中则处于较高的等级。它不要求所有的学生都必须达到某一等级，而 是规定了一个范围，不同能力和成熟水平的学生可以达到各自相应的水平。我国目前小学科 学教育学业评价目标要求整齐划一，所有学生要达到同一个目标，致使学习能力差些的学生 感到吃力，而学习能力较强的学生则感到太简单而失去学习的兴趣。英国的这种的弹性评价 对我国极具借鉴意义。 三、加拿大科学教育评价现状 加拿大以完整的评价体系作为科学教育的首要反馈机制，并通过这些反馈机制来促进政 策的调整。为了确定学生是否取得课程目标中所期望的成绩，即不仅是“学生知道多少内容”， 而且还包括“学生通过运用所学知识与技能能做些什么”，加拿大制定了科学课程成就水 平评定表，该表将评价的内容分为四类，每一类又分为四个水平，这些不同水平的描述是 教师评价学生学习的基础。 学生成绩水平：1 8 年级科学课程1 繁，t 0 ，1 一一一霹 知诎技能水平l水平2承平3水平4 一 只理解几个基本概能够理解一些基本能够理解大部分基能够理解全部的基 念概念存在一些误解本概念本概念 基本秘喜鬻总释一爹鼢黼张萎黼完馘揍喜喜耋黧释概 点儿近完整地解释概念念 四、各国经验对我国的借鉴意义 通过对美国、英国、加拿大三国科学教育评价方案的分析，可以看出，各国的评价都独 具特色，而在这其中有许多值得我们借鉴的地方： 第一，评价内容侧重于最被重视的具有良好结构的知识。在评价过程中应测试学生的知 识广度和知识结构。评价不仅考查学生记住了多少科学知识，而且还侧重于了解学生对知识 的理解、推理和应用以及动手操作能力。 1 加拿大安大略省教育和培训部胡军译加拿大l 8 年级 - - - j 情况 声声曼：叠盆立盏芏= 在传统课堂教学与考试方式的影响下，很多教师在组织科学课的复 习时，总喜欢把一些重要的科学概念提炼出来，让学生们去基复篮烫，我觉得这是 很不可取的做法，小学生由于年龄和心理发展水平的限制，即使能死记一些重要的 知识，但是i 匿生焘垂垄鲢好一些盘翌垒亟和盘茔选盒的，我们只有借助实验这个 重要的栽体，让学生经历探究的过程，才有可能较好地落实科学课的三维目标，单 纯地追求墨叠趣金，可以说是没有意义的教学 m a y ：就是呀，许多东西只能是纸上谈兵，如再好的评价，面对数百名学生简直没法落实 华北明珠：应该是知识和动手技能相结合，考察知识也应该是结合生活实际来进行! 清水含香：我赞同各位老师的观点，科学考试应该尘= 些墨i 垒熟丛，注重实际操作 廖贤斌：考试肯定是曲要的，要不然学校和老师都不会重视，学生也会只觉得科学课好玩， 不去掌握该掌握的知识与技能。但到底怎样考试值得探讨 刘杰：小学科学教育的魅力不在于使学生积累多少科学知识，主要是激发学生与生具有的强 烈的好奇心，在好奇心的驱使下他们会产生很多新奇的想法和做法，通过科学精神、 科学态度的养成释放学生的创造能力 步行天下：在实际使用的过程中，教师们往往是采用= 壅煞盔，丛耋猛生垒丛羞圭，耋塞 坠生矍，并没有矗垂地起到改革评价制度的目的如果说知识和技能的目标借用 考试方法还可以做出评价的话，那么过程与方法，情感、态度和价值观又该如何 评价呢? 有什么既易于操作叉行之有效的评价方法? 根据教师们在讨论中反馈的情况，以及对国内科学测试题的抽样调查，我们可以总结出 我国科学教育评价现状中主要存在这样两个问题： 1 、对科学知识的评价存在误区 在评价科学知识的掌握情况时，侧重考核的多是“死记硬背”的知识。笔者分析了国内 大量的科学测试题，发现试题设计的思路趋同，第一部分常常为填空题，例如下面几道题目： 1 动植物的生活环境包括 2 绿豆适合生活在 等 1 5 的环境里 3 举出我国两种珍稀动物：一 4 水和土同时流失的现象叫做 5 生物体是由构成的 6 动植物之间具有的关系 7 气温水，植物等对岩石的破坏叫做 。 8 地球从她面到地心可以分为， 9 神经系统包括 l o 一架完整的机器主要有 1 1 蚯矧适合生活在、的环境里 1 2 影响电磁铁磁力大小的因素有， 三个圈层 上面几道填空题考核的基本上就是学生记忆的情况，评价记忆是长久存在于教育中的现 象，这种评价取向直接导致了这样一种连锁反应：教师在考前提炼出知识要点布置学生背诵， 学生临考抱佛脚，考场上凭借记忆作答，考完即将知识完全抛之脑后。当提问学生知识是如 何得来的? 如何应用于实践? 学生通常一脸茫然。显然，这种考核记忆的方式无益于学生的 成长，知识最终的归宿应该是内化为科学素养，而不应该沦为通过考试的“一次性”工具。 2 、对科学探究的评价形式单一 我国关于科学探究的测试题多采用实验设计的形式，提出一个有待研究的课题，让学生 自己选择材料并设计实验步骤，典型的出题形式如下： 有许多因素和力量使十分坚硬的岩石发生变化，比方说有() 等与 岩石的变化有关 ( 1 ) 请你提出一个假设 我的假设是：岩石的变化与() 有关 ( 2 )围绕这一假设设计实验，检验你的假设 我设计的实验：() 需要的器材：() 实验步骤： 首先我们要对这样的试题持肯定的态度，相比以往填空一样的实验报告，这种题目在形 式上已经开放多了。它提供给了学生探究的自由度，可以自行选择材料设计独具个性的实验 方案。但这样的题目本质上仍然脱胎于实验报告，摆脱不了实验报告所固有的特点。 科学探究活动与知道有关世界的事实不同，也与通常所说的“科学方法”以及撰写实验 1 6 报告常用的格式不同。以问题开头，然后接着是提出猜想或假设，设计实验，收集数据，分 析数据，最后是给出结论这种撰写实验报告的格式，通常会被误认为科学家的实际工作就是 按照这样的逻辑顺序进行的。但事实上，这种逻辑的顺序通常只是在准备写作报告时才可能 出现。如果将撰写报告的标准方法当作标准的科学探究方法教给学生，会给学生造成严重的 误导。科学试题如果一如既往地采用这种形式，将会使学生越来越背离真实的科学探究活动 ( 二) 尝试性的探索 面对我国科学教育评价中存在的种种问题，广大一线的科学教师们正在积极地探索，尝 试着建立适合于我国国情的科学教育评价体系。比如，大连的老师们就在过程技能的评价方 面迈出了先行的脚步。他们将探究技能归纳为观察，分类、交流、测量、预测、推断、识别 和控制变量、形成假设、解释数据、操作性定义、实验和建立模型这十二类，并对各项探究 技能的评价做了细致的研究：将每项探究技能的行为具化成可以表述的文字，对技能的行为 表现作界定，将各项技能按从低到高的顺序分为四个级别并细致地加以表述。这里以“观察” 技能为例，展示他们的研究成果。 观察技能的界定：运用一种或多种感官搜集信息，鉴别物体或事件的性质。 行为表现为： 识别 适用多于一种感官 适用所有适当的感官 确切描述性质 提供定性的观察 提供定量的观察 各级评价行为描述： 一级水平 能识别观察目标的主要特征 能通过对比认识两个物体的异同 能分别适用多种感官感知物体的特征 能识别并描述物体在大小、形状、颜色、多少等方面的明显特征 能借助简单的工具观察 1 7 能通过一段时间的观察发现物质的变化 二级水平 能识别物体的多个特征 能在观察时注意更多的细节 能运用适当的感官进行较为有效的观察 能感知目标的运动变化过程 - r 会使用计量工具进行定量观察 三级水平 能根据任务要求有效地选择感官和工具对目标进行观察 能规范正确地使用各种观察器材 能抓住事物的要点进行观察，认识事物的本质属性 能坚持长期观察并记录 四级水平 能根据经验对观察对象的某些性质进行预测，以此确立观察的目标指向 - k 能有目的有计划地控制观察过程 - h 能在事物的现象与性质之间建立起联系，并能合理地解释 - k 能熟练使用各种观察器材进行比较 四、结语 面对现状中存在的这些问题，我国的科学教师们正在实践的层面积极探索。但是仅靠实 践是不够的，科学教师们追切需要的是理论的指导，需要关于如何设计评价的可操作性的指 导方案。因而，笔者在接下来的研究中，将专门从理论和实际操作的层面研究科学知识与技 能的评价问题，并根据具体的案例，提出关于测试题设计的建议。 1 8 第二章科学知识的评价 科学知识是构成科学素养的基本要素之一，科学教育是从科学知识的教学开始的，知识 传授与积累的过程渗透着对学生科学精神、态度、能力、方法的培养。因此从这一点上可以 说，科学知识是构成科学素养其他各因素的基础，对科学知识的评价也显得尤为重要。 第一节科学知识评价的误区 一、一个苹果引发的困惑 在开始对知识评价问题的讨论时，请大家先来思考这样一个问题： 如果将苹果切一小块，投入水中，是沉还是浮? 将整个的苹果投入水中，是沉还是浮? 这个问题看似很简单，却难住了很多人，甚至包括大学物理教授。绝大多数的人认为小 块的苹果会浮，大块的苹果则会沉，因为小块的苹果要轻一些。其实小块苹果和整个苹果的 密度相差无几，小块苹果能浮，整个的苹果也能浮起来。在看完具体的实验操作以后，众人 会恍然大悟道：“密度不是一样的嘛! 初中时候就学过的啊! ”可是为什么之前还是会有那么 多的疑惑，而且最后还是得出了错误的答案呢? 二、对知识评价问题的思考 苹果引发的困惑促使笔者查找了当今评价中与密度概念相关的测试题，以了解现实测试 题对密度概念的考核形式( 为了更加具有典型性，选取的对象是各地中考试题) 。 【云南中考试题】：考核密度概念的识记 铁的密度是7 8x1 0 千克米，它表示 f 河南中考试题】：考核时密度公式的理解 因为密度p ，质量聊和体积y 的关系式为p = 罟， 所以【 】 ，对于不同的物质，m 越大，p 越大。 b 、对于同一种物质，p 与y 成反比。 c ，对于同一种物质，p 与m 成正比。 d 以上说法均不对 【南京中考试题】：考核密度公式的简单应用 1 9 质量相同的铝和铅相比较一的密度大一体积大 通过对中考试题的梳理，笔者发现尽管各地的试题形式各异，但是总体来说侧重考核的 还是学生对概念和公式的识记，识记的内容主要集中在密度概念、密度公式以及密度公式的 简单应用上。在这样的评价观念影响下，学生只需记住密度是单位体积内的质量。密度和体 积、质量的关系，用密度公式简单推导未知量，就可以通过相应的测试但是由于缺乏对密 度概念深层次的理解，一旦遇见诸如苹果沉浮这样真实情景中的问题，学生就会暴露出其在 概念理解上的不深刻性 苹果的疑惑引出了这样一个问题：我们的评价多侧重对科学知识的记忆，而忽略了对知 识的理解。学生能够背诵密度的概念，熟记密度的公式并利用公式做简单的推导，但是在实 际生活中仍然会觉得“铁块密度比铁粉大”。接受了若干年科学教育的学生识记了很多公式， 能够运用公式计算出所需结果，但是他们对这样的结果在生产生活中有何作用，以及如何发 挥其作用却知之甚少。 “科学知识”不仅指事实、名称、术语的知识，还包括对重要科学概念的理解、对科学 知识局限性的认识和对作为人类活动的科学的本质理解。因此，科学知识和技能的评价决不 能仅仅评价知识的识记情况，而应该深入考核学生对知识的理解程度，但什么才是对知识的 理解呢? 识记是不是理解? 能够解题是不是理解? 理解究竟意味着什么? 面对诸多的疑惑， 我们有必要深入探讨“理解”的概念。 第二节走向理解的科学知识评价 一、什么是。理解” 任何一个国家或者地区的课程标准中，都会出现“理解”这个词，尤其在提及知识的评 价问题时，理解出现的频率最高。人们习惯将理解作为评价的指标，认为只要学生理解了就 达到了预期的所有目标，但其实理解本身就已经蕴含了诸多的意义。我们有必要先对理解的 概念做剖析，再来考虑知识的评价问题。 ( 一) 对理解概念的辨析 1 、辞海中对于理解的定义是：“了解，领会，是通过揭露事物问的联系而认识新事物 的过程。其水平随所揭露联系的性质而异；有揭露事物间的联系而认识新事物的过程。其水 平随所揭露联系的性质而异：有揭露事物之间内在联系的理解，如确定事物间因果关系。理 2 0 解事物时需应用已有知识，或在已有知识的基础上掌握新知识。理解过程可分直接理解与问 接理解两种，前者是通过亲身经验而实现的；后者须经过一系列的分析、综合过程，从最初 模糊朦胧、未分化的理解逐渐过渡到明确清晰、分化的理解。实践是理解的基础。”1 2 、布卢姆在教育目标分类学一书中认为，“尽管理解这个词的全部含义并不清 楚，但是由于它注重认识，可能还有记忆，从而可以非常明确地把这一目标置于知识这 个总标题下。由于它的重点似乎在于有关可靠来源的知识，而不是在于寻找新来源的能力， 或分析来源的信度和精确度的能力，所以，这一目标可被归入具体事实的知识”。2 3 、在哈佛大学零点计划的研究中，理解指的运用所知弹性思考和行动的能力。更进一 步讲，对于一个主题的理解就是重点在于弹性的一种“弹性操作能力”。与之一致的是，为 了理解的学习就像对这种弹性操作的学习一样一更像是为了临时的需要而学习爵士乐、举 行一场会议、演示作业，而不是像我们学习记忆乘法表格、记住总统年月、f = m a 公式这 样的学习。对于事实的学习是理解性学习至关重要的基础，但是它决不就是理解性学习。3 4 、w i s k e 在理解性教学一书中，对理解做了如下的界定；“理解是一种运用所学的 知识灵活地思考与行动的能力。也是一种与机械背诵和固守答案相反的实践能力。” 5 、美国知名的课程与教学领域专家格兰特威金斯( g r a n tw i g g i l l s ) 和杰伊麦克泰( j a y m ct i g l l e ) 在理解力的培养与课程设计一书中，对理解做了深层的研究，认为理解有浅 层和深层之别，而深层的理解可以用以下的六个维度来阐释： 解释：能对事物进行合理恰当的论证说明。 释译：能够提供有意义的阐释、叙述和翻译。 应用：一种能将所学知识有效地运用于新环境的能力。 洞察：观点深刻并具批判性。 移情；能深刻体会另一个观点和感情的能力。 自我认识；一种认识到自己无知的智慧，能够理智地认识自己思维与行为模式的优势及 其局限性。4 ( 二) 笔者对于理解含义的认识 综合上述关于理解的多种定义，我们可以做这样的结论：以往我们认为的对于知识的精 确的记忆决不是理解，它只是理解的基础；理解指的是深刻领会那些抽象的、概念性的内容， 辞海编辑委员会辞海上海：上海辞书出版社1 9 7 9 年p 2 7 7 7 2 b s 布卢姆等编教育目标分类学 m 1 上海：华东师范大学出版社1 9 8 6 年第1 版p 4 5 3 哈佛大学教育网站：h t t p ：l e a m w e b h a r v a r d e d u a l p s f l u i n f o i b c f m 4 g r a n t w i g g i n s j a c m c t i g h e 么加剩译美国国家科学课程水平考试 建构儿童的科学 1 指南) 2 像科学家一样思科学探究技能基本的科学探究过程 考假设观察 观察根据现有之时提出解决问题的分类分类是将物体或事件分组的过程。 用一种或多方案，或者是对发生某一现象做出的交流交流通常是让人们知道我们在做什 种感官去搜集有可能解释么，想什么的过程。 关这个世界的信预测测量测量是帮助我们认识事物的大小、重 息。根据现有知识或观察到的现象量、体积、冷热和时间等的科学方法。通过 推理推测将要发生的事件。测量我们可以发现物体和事件的量化信息。 当你对观察观察了解自己的行为结果，对不同物体或事件进 到的现象做出解观察必须调动所有的感觉器官，行比较。( 长度、体积、重量、温度和时间) 释时，就是在进行密切注意说发生的任何现象预测 推理测量预测是你对自己将要做的事情所做的 预测测量是将未知量与已知量进行最佳猜测。 根据现有证比较，从f 面得出未知量的值。推断 据和既往经验对分析推断是我们试图找出导致某事所发生 将来的事件做出图表中记录的观察和测量的结的原因。但不能直接观察到其原因时所用的 推论果，可以用来仔细研究和分析。科学过程。 分类 推理综合的科学过程 把某些特征推理是用逻辑的合理的推断来识别和控制变量p 1 4 1 相似的物体归类形成能被实验验证或被事实依据支列出所有的影响因素，从中选择一个变 到一起的方法称持的结论。推理建立在已知事实和观量进行研究并将其他变量保持恒定的过程。 为分类。 察结果的基础之上。形成和验证假设每个活动中，你首先要 建立模型 类比与对比识别其中所包含的变量，然后再选择一个变 模型是用来即通过观察事物或事件来发现量进行研究，并将其他变量保持恒定。 显示负责复杂事它们的相似点或不同点。下操作性定义下操作性定义是一种能 物或过程的表现 分类分类是根据事物相似程度而让我们准确地表述某事物含义的科学过程。 手段。将其分门别类。 解释数据解释数据是指确定在调查中 交流 模型模型是用直观生动的展示来 收集什么资料，计划如何收集、组织，分析 交流就是与其他 解释所研究的事物 这些资料以得出有效结论的科学过程。 人互换看法，分享区别事实与观点 实验实验是我们操作改变某一变量，观 信息的过程。有效 事实是能被证明是否真实的陈 察其对另一变量的影响的科学过程。 的交流需要多种述，而观点指的是某人对某事的感觉 建立模型建构模型是指我们对不能直 技能，包括读写以或思考。 接观察或测量的物体、概念建立视图的或数 及建立模型的能因果关系辨析 学的表征的科学过程。 力 原因是导致事物发生的因素，而 结果是发生的事件。 a n d r e w c k e m p p i x d 等科学探索者【刀宁波浙江教育出版社2 0 0 6 年第1 版 2 车泠平陈玉兰译，美国国家科学课程水平考试指南宁波：浙江教育出版社2 0 0 5 年第1 版 大卫杰纳。马丁杨彩霞等译建构儿童的科学探究过程导向的科学教育嗍北京；北京师范 - 4 0 综合上述三种观点，我们可以将诸多的科学探究过程技能归为基本过程技能和综合过 程技能两大类。 基本过程技能指的是科学探究过程中最基础的过程技能，它是所有科学调查的组成部 分，包括：观察、分类、传达、测量、评估、预测、推论 综合过程技能指的是以基本过程技能为基础的，比较复杂的探究活动，包括：鉴别、 控制变量、操作性定义、假设、实验、曲线图、解释、建模、调查。 根据过程技能的复杂程度以及儿童的认知发展水平，我们可以将各个年段对学生掌握 过程技能的要求情况制成一张表格： 类别k 前期k l2345678 观察 ， 、， 基 分类 本 传达 测量 ， 技 评估 能 预测 ， 、， 推论 ， 综 鉴别 控制变量 ， 合 操作性定义 过 假设 实验 程 曲线图 技 解释 建模 能 调查 ， 第二节科学探究过程技能的评价 一、过程技能评价方式 在评价探究过程技能的时候，我们可以采用纸笔测试和实际操作这两种形式。纸笔测 试是根据科学探究的各项技能设计出相应的测试题，要求学生书面作答。实验操作是提供学 生一定的实验设备，提出一项具体的实验任务，要求学生独立或以分组的形式在一定时间内 完成制定的项目任务，教师根据学生在实验过程当中的表现以及实验操作的结果来评价其探 4 1 究能力。综合考虑，这两种形式都各有优势和不足： 纸笔测试：评价的结果较易显性化，对人力、实验设施方面要求较低，可以在短时间 内考察学生对多种技能的掌握情况。但是由于没有在真实情境下考察学生的操作技能，一定 程度上来讲并不能代表学生真正掌握探究技能的情况 实际操作：实际操作在形式上最为接近科学家们真实的科学探究过