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    大规模学业测评中对科学探究的考查
    作者:“建立中小学生学业质量分析、反馈与指导系统”项目科学学科研究组    文章来源:基础教育课程2010年3月第3期    点击数:    更新时间:2011-11-3

    在过去五年的测评实践中,围绕科学探究的基本特征,主要的命题目标和策略是:设置一个高探究价值的问题解决情境,给学生科学知识习得和探究能力养成提供足够的综合运用和施展的空间。通过学生对精心选择和设计的科学性问题的回答,考查学生提出猜想和假说的能力;在事实证据的基础上运用已有知识和推理对有关现象或成因做出解释、判断和结论的能力;分析、比较和辨别不同的科学解释以及科学规范地表达交流、论证科学探究过程与结果的能力。

    在“建立中小学生学业质量分析、反馈与指导系统”项目(简称SAAE项目)中,科学学科研究组(以下简称SAAE项目科学组或本课题组)2005年起连续5年承担了8年级科学学业水平测试卷的命制、科学学业影响因素调查的设计以及进行测试结果的分析反馈工作。至今已积累了来自全国31个省、市、自治区25.5万学生的数据。课题组在学业水平测试卷的命制工作中,基于义务教育阶段理科各科课程标准以及前期相关工作,在重视基础知识、基本技能考查的同时,坚持将科学探究的考查作为探索的重点。本文通过一些具体试题及其测试结果的分析,报告项目在这方面已形成的阶段性成果。  

    一、科学学科学业测评框架  

    8年级科学学科学业测评所对应的学科课程既有综合形式的《科学》,也有分科形式的《物理》、《化学》、《生物》和《地理》。在TIMSS, PISANAEP等著名大型科学学业测评中,根据目标的侧重,科学学科测评框架各不相同,但总体上都关注教育对学生终身发展的价值,强调对学生高级思维能力的评价,注重对学生科学探究能力的测评,而不只是对知识点的考查。项目组借鉴了上述测评中所反映出的共同理念,同时考虑中国尚处于评价体系建设初期的实际,确定了如下的测评框架。  

    科学内容维度  

    认知能力维度  

    了解  

    理解  

    应用  

    生命科学  

       

       

       

    物质科学  

       

       

       

    地球、宇宙  

    和空间科学  

       

       

       

    科学探究  

       

       

       

    这种从内容领域和认知能力两个维度构建测评框架的方式,已经为我国广大教师所熟悉。其中的生命科学、物质科学、地球、宇宙和空间科学在分科科学课程中,分别对应《生物》、《物理》、《化学》以及《地理》中的自然科学内容,只是将科学探究归为内容领域,有一些特别的考虑。  

    首先,在理科各科课程标准中科学探究具有特殊的地位。它不仅是新科学课程所倡导的教与学的方法,也是重要的教学目标,还是不可或缺的教学内容。课程标准的这一设计,反映的是国家新科学课程欲将科学探究作为科学素养的核心内容而落实于学生学习之中的意图。科学学业水平测试中,将科学探究单列为与传统的科学知识并列的内容,体现了与国家新科学课程标准相一致的理念。  

    此外,科学探究的课程目标既包括进行科学探究所需要的能力,也包括对科学探究的理解。虽然对这两方面的考查可以也应该结合具体科学知识内容进行,但对有些内容则是直接从科学探究的角度进行考查更为合适和明晰。这样的思路在前些年一些地方的中考试题中就已有所反映。许多试题都将考查点设在科学探究方法上,但问题是一些试题将考方法变成了考名称和考探究顺序。这种把“活”的方法当成“死”的知识来考的做法是不可取的,因为科学方法贵在运用而不是记忆它的名称。在具体情境中,学生也许会使用某种方法来解决问题,却不一定能说出这种方法的名称;相反,能说出方法的名称,也不一定就会使用这种方法。因此,我们主张通过具体的问题情境设置,考查学生对科学探究方法理解和运用的水平。2005年在首次大规模测试中使用的下面这道试题就是一个典型的例子。  

    1 (2005年第25)两个敞口瓶,一个装满醋,一个装满花生油,放置在有阳光的窗台上。几天后,观察到两个瓶中的液体都不满了。从这个观察可以得到什么结论?  

    A.醋蒸发得比花生油快  

    B.花生油蒸发得比醋快  

    C.醋和花生油都会蒸发  

    D.只有含有水的液体才会蒸发  

    此题所述的情境学生不应该陌生,两个未加盖的瓶子中的液体经过几天都有减少,解释这一现象要用到的知识是液体蒸发,这对绝大多数8年级学生来说难度很小。但该题考的是在这一简单知识的基础上学生如何做出科学结论。根据所观察到的事实能得出的结论是两种液体都会蒸发,而要说谁比谁蒸发得快,那还需要更严密的观测。例如,在敞口瓶大小一致的情况下,也需要通过测量比较最后两瓶中剩余液量后才能做出结论;而若敞口瓶大小不一致,则还需进一步进行控制条件的观测实验。

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