物理实验探究性水平的评价研究

1、物理实验探究性水平的评价研究邓子勇（湖北省荆门市麻城中学， 湖北 荆门448126）摘要：物理实验是物理教学活动的一个重要组成部分，它的探究性水平既反映出“培养学生科学探究能力”这一课程目标在物理教科书中的落实情况，也影响着该课程目标在具体物理教学活动中的实现。本文在对已有研究总结和分析的基础上，根据初中物理课程标准对学生科学探究能力的要求，设计出了物理实验的探究性水平评价模型。关键词：物理实验；探究性水平；评价培养学生的科学探究能力是新一轮基础教育课程改革的重要目标之一，自新课程改革推行以来，我国教育界对“科学探究”的研究高度重视，大多数研究主要集中在对探究式教学模式、探究式教学设计、探究式

2、教学策略等方面的研究，且取得了一定的研究成果。但对探究过程的探究性水平的评价研究还不充分，因此分析总结已有的探究性水平的相关研究成果，设计科学合理的物理实验探究性水平评价模型，并利用此模型对物理实验的探究性水平进行评价具有重要意义。一、物理实验探究性水平划分和评价标准的相关研究通常情况下，理科探究式教学的实现在很大程度上要借助实验这个载体，但这不等于所有实验都与科学探究有关，也不代表所有实验的探究性水平相同，实验在多大程度上是探究的，它的探究性水平如何是值得研究的重要问题。20世纪60年代，美国课程理论研究专家施瓦布对科学探究的探究性水平进行了研究。他根据探究过程中教师（或教材）和学生参与探究

3、的不同程度将探究过程划分为3种水平，学生的参与程度越高，自主性越强，实验的探究性水平就越高。施瓦布的探究性水平划分方法和标准如表1所示。表1 施瓦布的科学探究水平分类（1962）主体要素提出问题设计方案得出结论水平水平1教师教材教师教材学生水平2教师教材学生学生水平3学生学生学生 1995年美国国家科学教育标准，公布了K-12年级的学生应该达到的科学探究能力标准。根据这个标准，专家指出了适用于所有学段的探究式教学的五个基本特征，并针对每个特征制定了探究性程度的评价标准，如表2所示。 表2 课堂探究的基本特征和探究性程度基本特征探究的不同程度问题学习者探究科学性问题学习者自己提出一个问题 学习者

4、从所提供的问题中选择、据此提出新的问题学习者探究的问题来自教师、学习材料或其他途径，但问题不是那么直接，需要有所改变或自己体会其含义学习者探究直接来自教师、学习材料或其他途径的问题证据学习者针对问题收集事实证据学习者自己确定什么可作为证据并进行收集学习者在他人的指导下收集某些数据数据直接给出，学习者进行分析数据和分析方法都给了学习者解释学习者从证据出发形成解释学习者总结事实证据之后作出解释学习者在得到指导的情况下收集事实形成解释使用证据形成解释的可能途径已知证据已知评价学习者使解释与科学知识相联系学习者独立地考察其他事实来源、建立事实与已有解释的联系学习者被引导到科学知识的领域和来源可能的联系

5、被给出教师评价解释表达学习者阐述和论证自己的解释学习者用合理的、合乎逻辑的论据表达自己的解释学习者阐述自己解释的过程得到他人指导学习者阐述自己解释的过程得到了广泛的指导表达的步骤和程序都被给出多 学习者自主探究的程度 少少 教师或学习材料指导的程度 多表1主要是根据学生在探究过程中的参与程度将探究性水平进行了划分，学生参与的探究要素个数越多，学生的参与程度就越高，探究过程的探究性水平就越高。如此划分虽然很清晰地将探究过程的探究性水平划分成了不同的等级，但是不仅固定了同一水平上学生自主参与的探究要素个数，也无意中固定了探究要素的种类。表2只针对每一个探究要素进行探究性程度的区别，没有考虑整个探究

6、过程的探究性水平，因此，表2无法对科学探究过程的整体探究性水平进行评价。以上两种划分方法所选的探究要素个数不同，但都包含了提出问题、探究活动和得出结论这三个主要的探究要素，此外表2的评价标准还包括了对评估和交流合作这两个要素的评价。我国物理课程标准对学生的探究能力的要求比较全面，课标中明确要求学生的科学探究过程应当包括评估和交流合作这两个探究要素。因此，表2选择如此多的探究要素是我们在制定评价标准和建立评价模型时应当借鉴的。二、物理实验探究性水平的评价模型物理实验探究性水平评价的探究要素 对物理实验进行探究性水平评价首先要选定参与评价的探究要素，依据课标对学生科学探究能力的要求，本模型选取提出

7、问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作这7个探究要素参与评价。一般而言，即便学生在实验中自主参与的探究要素个数相同，但不同学生可能参与不同种类的探究要素，由于探究要素之间本身存在着差异，则不同学生自主参与探究的程度也是不同的。例如：某实验包含6个探究要素，甲乙两个学生都自主参与了其中的1个探究要素，但甲学生自主参与探究的要素是提出问题，乙学生自主参与探究的要素是得出结论，提出问题与得出结论这两个探究要素本身就存在差异，因此甲乙学生的自主参与探究的程度实际上也就不同。在上述的例子中，我们在评价过程中既要考虑到学生只提出问题这种探究过程，也要考虑到学

8、生只得出结论这种探究过程。因此，我们在每个水平上不具体固定学生自主参与的探究要素的种类，只考虑实验包含的探究要素个数和学生自主参与的探究要素个数这两方面。物理实验探究性水平的量化评价方法为了对比不同实验的探究性水平，我们用实验过程中学生自主参与的探究要素个数与实验包含的探究要素个数的比值来量化实验的探究性水平，并将它定义为学生自主参与度。如果用字母t表示学生的自主参与度，s表示学生自主参与的探究要素个数，l表示实验中包含的探究要素个数，则三者之间的关系表示为t=s/l（0t1）。 t值越大，表示学生自主参与度越高，实验的探究性水平就越高，反之亦然。这样的话，上述例子中无论学生参与的是哪一个探究

9、要素，他的自主参与度都是1/6，不会遗漏任何一种探究过程。但为了最终区分不同实验的探究性水平，且便于评价结果，按照t值的不同，将实验的探究性水平划分为4个等级（可见表3）。 表3 t值与探究性水平对照表t值00t1/21/2t11水平1234 不同水平的实验，学生自主参与度不同，水平越高，学生的自主参与度越高，实验的开放性越强；水平越低，学生的自主参与度越低，实验的封闭性越强。按照实验开放性由弱到强的顺序，将1级水平到4级水平的实验分别定义为封闭型实验、引导型实验、指导型实验和开放型实验。在封闭型实验中，教师参与所有探究要素并解决探究中的所有问题，学生观察整个实验过程；在引导型实验中，教师参与

10、完成半数以上的探究要素，并在整个过程中对学生进行引导和提示，学生是在教师的陪同下完成实验的；在指导型实验中，学生自主参与完成半数以上的探究要素，整个实验主要突出学生的主体性，教师在实验教学过程中不进行实验细节的具体说明，当学生遇到困难时教师才进行必要的指导；在开放型实验中，学生自主参与整个探究过程，教师在整个实验中只是活动的组织者，他仅在思想和方法上对学生作出更高层次的指导。不同水平的实验由于开放性不同具有不同的教学功能，在实际教学过程中要根据教学内容和教学对象来合理设置实验的探究性水平，并不能狭隘地认为实验的探究性水平越高越好。 那么，究竟如何来提高实验的探究性水平，又如何合理有序的呈现实验呢？这