中美国家科学课程学业考试比较与启示

1、中美国家科学课程学业考试比较与启示朱行建*作者简介:朱行建(1964-),安徽宣城人,天津开发区教育促进中心教研员,硕士,主要研究教育测量与评价。 （天津市开发区教育促进中心 300457）摘要：对美国国家科学课程学业考试和我国科学课程学业考试的比较发现，两国在考试性质、考试目标、考试内容、考试题型、考试方式、考试素材等方面存在差异。指出了我国科学课程学业考试亟需解决的几个问题。关键词：科学课程；学业考试；美国20世纪初以来美国一直在义务教育阶段开设综合科学课程，特别是1996年出台了国家科学教育标准以后，大多数州都以此标准设计科学课程的教学与评价。如美国中学普遍选用的综合理科教科书科学探索者

2、1 （science explorer）就是以国家科学教育标准编制的。同时，为了检查学业状况，编制发布了美国国家科学课程水平考试指南2 （national science review book preparing for Intermediatelevel exams），并据此进行学业水平考试，。我国在新课程改革之时在全国部分地区开设名为科学的综合理科课程。国家专门编制了科学课程标准，并以此标准编制了科学课程教科书。教育部基础教育司每年也专门组织对科学课程的学习考试进行评价，并且发布中考评价报告和命题指导3 。两国科学课程的学业考试有何特点？差异何在？是一个值得研究的重要问题。一、中美科学学

3、业考试的比较1.考试性质不同考试性质的不同，决定了命题的要求不同。考试性质有水平考试和选拔考试两种。美国将中等教育考试作为检验教育达标情况的教育评价手段，是水平考试，而非选拔考试，因为美国实行12年义务教育，公共学校全部免费就近入学，没有入学考试4 ，而录取还要参照高中教师评估及推荐信等综合录取。而我国的中考，教育部明文指出：“初中毕业生学业考试是义务教育，阶段性的考试，目的是全面、准确地反映初中毕业生在学科学习目标方面所达到的水平。考试结果既是衡量学生是否达到毕业标准的主要依据，也是高中阶段学校招生的重要依据之一” 5 。可见我国的科学课程学业考试兼有水平鉴定和选拔双重功能，其主要原因是我国

4、实行9年义务教育，高中学校的数量有限，存在着高中招生选拔的问题。但从考试科学的角度看，两种性质的合一考试，其考试功能很难达到应有的效果。因此我国的科学课程学习考试应该是两者分离的，且以水平考试的性质为优先。2.考试目标不同考试目标是试题设计的核心，主要解决对知识考查考到何种程度，也就是科学课程要考查哪些能力要求？美国国家科学课程专业考试是依据美国科学促进会从科学家对自己科研活动的大体描述中抽取的科学技能作为考查目标6，具体为：假设；预测；观察；分析；推理；类比和对比；分类；模型；因果关系辨析；区别事实与观点。而我国科学课程考试的能力目标主要依据布鲁姆的教育目标分类学（认知领域）进行划分，为三级

5、水平，即了解、理解与应用7。 由上述描述可知，美国的科学课程考试能力目标要求比较具体。其教科书中的习题在每一道题的前面说明本题检测是何种技能，以使学生能针对自己在某方面技能和某些能力的欠缺，从而调整自己的学习方向，也有助于教师了解学生对某种技能的掌握情况。而我国的科学课程考试目标的分类较简单，特别是层次之间比较模糊。因为这本身就是布鲁姆目标分类学的局限性。显然这种目标分类是不利于学生技能掌握的自测，更不利于考试命题的规划。以此目标分类进行的科学课程考试的分数解释也将是模糊的。因为即使某个题目做错了，学生也不知道自身的能力缺陷在什么地方。3.考试内容不同两国都把科学探究和知识内容作为考试的内容。

6、从知识内容看，美国共有12个部分，即生物与非生物；遗传信息进化；繁殖与生育；日常需求的满足；生态系统中的能量；人类与环境；地球与太空；空气、陆地与水的相互作用；物质的物理性质；能量的形式；力和运动。我国主要有：生命科学；物质科学；地球、宇宙和空间科学；科学、技术与社会的关系等4个部分。从科学探究内容看，美国主要考查提出假设、确定变量、列出步骤、记录设计四个要素，而我国主要有提出问题，进行猜想和形成假设，收集事实证据，得出结论和解释，评价及交流等六个要素。美国对科学探究的考查之所以只有四个要素是因为对于“解释和分数数据、表达写作技能”作为独立的考试要求，即这两个要素是一定要考查的，因为它们是科学

7、探究的核心要素，不像我国的考试只要在上述六个要素中任意考查一个就可认为对科学探究进行了考查。4.考试题型不同题型是试题的形式，不同的题型考查的功能不同，合理题型的设计及相互搭配，有利于充分发挥不同题型的功能，以达到较高的考试信度与效度。美国考试的题型主要有选择题（占全卷的55%），主观题（占44%），其中主观题很有特色，包括以下几种：图表题：有展示物体的图表、进行类比与对比的图表、过程展示的图表等。阅读与写作题：主要有通过阅读找出关键词及陈述主旨大意等，写作题主要是简答题（？）及问答题等。解释和分析数据题：主要有用表格、图像（柱图、折线图、饼图）表示信息等。实验计算题：即为科学探究的四个要素。

8、而我国的考试长期以来只有选择题（占50%），填空题和计算题（占50%）三种形式，而科学探究和实验题是分散在三种题型之中的。由以上分析不难发现，美国考试注重的是用一定的工具表所表达与写作传递信息，因为用图表解释和分析数据时就涉及到计算问题，最终也是表达和传递信息，且题目是开放的，有助于考查高级思维活动。而我国的三种题型是封闭性试题强调试题学案标准化，因为填空和计算都是以计算为主，很少涉及问答题，考查的是低层次的思维活动。5.考试方式不同美国的学业考试，实验题除了笔试之外，还有专门的实验操作试题，称之为实验室技能测试。每个学生要做3个实验，分别为物理、化学和生物内容，每个实验15分钟。主要考查实验

9、仪器的使用及观察、测量、记录及分析数据。每个操作性试题共有10道题目。包括记录数据，用图表分析与表达，问答与写作等。同样没有单独的填空与计算。实验试题也都为一些探究性实验，而不是验证性实验。而我国的学业考试，大多有45%的地区有实验操作考试8 ，有的计入总分，有的不计入总分。考查的实验多为教科书上的验证性实验，题型也多为选择、填空及计算，很少考查文字及信息表达能力。是一种在纸上考实验的方法，不能真正考查到学生的动手操作能力。这反映了两国对实验能力的本质的认识不同，即实验能力不仅包括实验思维能力，还包括实验操作技能。6.考试素材不同考试的素材支撑着试题的立意与情境，是试题设计的灵魂。美国考试题目

10、的素材比较广泛。从美国的教科书中可以发现专门有“科学、技术和社会”的内容，用通俗易懂的方式向学生介绍与社会生活密切相关的科学技术成就及人类普遍关注的社会。培养学生学科学用科学的意识，即培养学生的科学素养。这在考试中也明显地反映出来，而且这种考试的素材通常包括了物理、化学与生物的共同的知识和内容，围绕某一个主体进行问题解决，完全是一种科学中的综合性问题。考查的是一种科学素养和能力。而我国的考试的素材通常是一种纯知识性，模型化与抽象化的问题。同时，一种问题都是物理、化学与生物的拼盘式的问题，即问题的解决分属三个不同的学科，是一种纯知识的考查。二、启示从两国的科学课程学业考试的差异比较，我们可得出如

11、下一些启示：1.课程标准、教科书与考试的匹配依据美国国家科学教育标准开发的教科书及考试之间是一致的。如国家科学教育标准强调的科学探究为核心，那么其教科书也强调科学探究能力的培养。相应的考试也把科学探究能力水平作为考查的重要内容。尽管我国的国家科学课程标准与美国有所不同，但把科学探究作为科学课程的核心还是一致的，但依据科学课程标准开发的科学课程教科书，与标准之间存在较大的落差，教科书中关于科学探究性试题几乎空白，相应的科学学业考试中的科学探究性试题大多是考查纯科学的知识，给科学探究贴上了标签而已。主要是我国的国家科学课程标准不像美国国家科学教育标准中那样，不仅有内容标准还有评价标准9 。因此研制

12、开发一套与我国科学课程标准相匹配的考试评价标准并颁布实施已成为我国科学教育的当务之急。2.考试设计的原则美国的科学课程设计是以科学研究过程和科学研究方法为综合的原则，教科书科学探索者旗帜鲜明地表示了编写原则。在该教科书中，重点放在科学家是如何研究科学的，如何应用有关表示信息的工具（如图表）及如何让学生获得观察、分类、测量及实验操作等技能。同样，美国以此为主线来设计考试，即美国的科学教育的内容标准涉及生命科学、物质科学和地球科学等不同学科，是把科学教育当作一个整体来对待，因为这些学科都体现了科学本质的重要方面，“都要强调科学素养、科学探究及科学技术与社会的联系” 10 。不像我国的科学课程编制原

13、则是“通过反映自然界同一性的统一的科学概念与原理，如物质、运动与相互应用，能量、信息，系统、结构和功能，演化、转化、平衡、守恒来进行”。它把不同学科机械的科学知识作内联外延，相互渗透整合了起来，体现了科学知识与技能的整体性11。由此可看出我国的科学课程的考试设计也只能是以科学内容中的共同问题或是分科内容为主了。因此有必要对我国的科学课程进行重新编制或修订，与世界科学教育课程的目标趋于一致。3.考试的功能美国的科学课程标准有一个重要特点就是“美国的科学教育注重培养学生的广性发展和个人能力，培养理解科学的能力也是为了满足自身的需要，为其今后的工作生活发展基础。”12 因此中学科学教育的目标之一就是

14、最终使得学生能适应社会、职业与家庭等各方面的，即学校科学教育是为了学生未来的社会生活做准备，为此科学教育必须贴近生活、贴近社会，具体来说就是“基础教育阶段的科学教育必须使学生具备的基本能力是，能读懂通俗报刊上的科学文章；对日常面临的多种事物能提出科学根据的见解；根据信息源和产生此信息所用的方法来判断科学信息的可靠程度；具有分辨科学和伪科学的能力13 。反映到考试中来就是考试的重要功能是要引导学生注重学校与生活、社会的联系，为学生提供个人发展的机会，使其能适应不断变化的职业。即考试要引导学生理解科学中的自然现象；解释大众传媒中的科学信息的正确与否；能运用科学知识和原理解释社会生活现象并对面临的现

15、实问题做出正确的判断；能对科学技术有关的各种问题的公众讨论做出合理评价；能把科学知识和技能运用与将来的职业生涯；能在将来的工作中具有批判性思维、发现问题并决策及解决问题的能力。考试更加引导中学科学教育重在培养学生的科学素养。而我国的考试，引导中学科学教育是重知识的教育，可能导致中学的应试教育越演越烈，对学生科学素养的全面提高是不利的。因此如何完善考试的功能，以达到考试引导学生将来的职业与生活，也是我国科学课程学业考试学要认真加以研究的。4.考试的信度与效度科学课程的学习分三个层次：科学知识；科学方法；科学理解（在科学观念的基础上进行的科学思考和科学解释）。而我国的考试只有第一个层次。表现在试题

16、多为封闭性的，即标准答案是预设存在的，而不是通过探究发现问题甚至是动手操作实验来生成合理的知识；依靠平时大量机械训练来“对号入座”，学生的创新能力无从谈起。同时，既使是对科学知识的考查，也未能设计出有关写作技能表达类的试题，以追求评分的信度，是一种典型的以知识立意的低效度的考试。美国的考试考查了学生上述科学课程学习的三个层次。试题的内容大多是没有学过的，必须依据所学知识独立思考，运用科学方法探究进行解决问题，试题的主观题多为开放式的，有利于引导中学创新能力的培养。试题设计是以能力为主线，是以能力立意的高效度的考试。从考试理论我们可知，高信度的考试其效度不一定是高的。因此如何提高我国科学课程学业

17、考试的效度也是目前我国科学课程学业考函需要解决的重要课题之一。参考文献：1padilla,M.J. science Explorer Sound and Light M.prenticehall,2000.1-171.2Stephanie petron cahiltl.National Science Review Book Preparing for Intermediatelevel examsM.Globe Fearon Pearson Learning Group 2003.1-160.3教育部初中学生学业考试评价课题组.中考命题指导M.南京:江苏教育出版社,2006.1-240.4齐

18、森.美国教育考试与评价现状J.中国考试, 2004,(1):44-*.5教育部文件 关于积极推进中小学评价与考试制度改革的通知.教基200226号6钟启泉.世界课程改革趋势研究M.北京:北京师范大学,2001.956.7科学课程标准研制组.科学课程标准解读M.武汉:湖北教育出版社, 2002.160.8教育部全国初中毕业考试评价组.2004年中考命题指导(政策卷)M.南京:江苏教育出版社,2004.68-69.9美国国家研究院,戢守志译.国家科学教育标准S.北京:科学技术文献出版社,1999.95.10丁邦平.中美基础科学教育的差异J.课程、教材、教法,2007,(2):92-*.11科学课程标准研制组.科学课程标准解读M.武汉:湖北教育出版社,2002.50.12沈小娟.中美科学教育标准比较研究J.外国教育