李明
(東北石油大學(xué),河北秦皇島066004)
大學(xué)生科學(xué)探究能力測(cè)評(píng)的理念及其方法
李明
(東北石油大學(xué),河北秦皇島066004)
新課程改革中對(duì)科學(xué)教育提出了“以探究為中心的科學(xué)過(guò)程教育”??茖W(xué)探究以及對(duì)其測(cè)評(píng)已成為科學(xué)教育領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)備受關(guān)注的話題??茖W(xué)探究的測(cè)評(píng)主要有兩種取向。一種是“過(guò)程技能測(cè)評(píng)觀”,強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行足夠細(xì)的分解,這樣才能更精確地對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。一般可以采用紙筆測(cè)試進(jìn)行。另一種是“整體能力測(cè)評(píng)觀”,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的探究活動(dòng)是一種綜合性的認(rèn)知過(guò)程,提倡在社會(huì)生活情境下對(duì)其進(jìn)行考查。一般是對(duì)學(xué)生的研究方案或成果進(jìn)行表現(xiàn)性評(píng)價(jià)。
科學(xué)探究;測(cè)評(píng);理念;方法
科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)使科學(xué)素養(yǎng)成為21世紀(jì)人才的核心素養(yǎng)之一,而科學(xué)探究能力的高低無(wú)疑是科學(xué)素養(yǎng)水平的最直接體現(xiàn)。在當(dāng)前國(guó)際科學(xué)教育改革的熱潮中,科學(xué)探究是出現(xiàn)頻率最高的幾個(gè)關(guān)鍵詞之一。我國(guó)的新課程改革中對(duì)科學(xué)教育也提出了變“以知識(shí)體系為中心的科學(xué)結(jié)論教育”為“以探究為中心的科學(xué)過(guò)程教育”,強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在科學(xué)探究過(guò)程中進(jìn)行科學(xué)學(xué)習(xí)。無(wú)論是在理論研究的層面上還是在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,科學(xué)探究以及對(duì)其測(cè)評(píng)已成為科學(xué)教育領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)備受關(guān)注的話題。
在科學(xué)教育領(lǐng)域,“探究學(xué)習(xí)”的概念最早于1961年由美國(guó)芝加哥大學(xué)教授施瓦布(J.J.Schwab)在哈佛大學(xué)所做的報(bào)告《作為探究的科學(xué)教學(xué)》(Teaching of Science as Enquiry)中提出:“如果要學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的方法,那么有什么學(xué)習(xí)比通過(guò)積極地投入到探究的過(guò)程中去更好呢?”自此開(kāi)始,探究學(xué)習(xí)逐漸成為科學(xué)教學(xué)中的主流方式,并逐漸發(fā)展成為科學(xué)教育方法的重要目標(biāo)之一[1]。因此,科學(xué)探究活動(dòng),簡(jiǎn)言之即為個(gè)體通過(guò)自身獨(dú)立自主地調(diào)查和研究來(lái)認(rèn)識(shí)和解釋自然的活動(dòng)[2]。
我國(guó)《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀》中指出:“科學(xué)探究是指人們通過(guò)一定的理論指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)方法和具體實(shí)踐對(duì)客觀現(xiàn)象和現(xiàn)實(shí)存在進(jìn)行探索、質(zhì)疑和研究的過(guò)程。當(dāng)前,在教育科學(xué)中關(guān)于‘科學(xué)探究’一詞釋義往往包含兩個(gè)層面上:一是具體的科學(xué)探究實(shí)踐,二是指所具備的科學(xué)探究技能(又稱(chēng)作科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能)。科學(xué)探究活動(dòng)通常是由一些緊密相聯(lián)的探究環(huán)節(jié)構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)過(guò)程或探索實(shí)踐,而科學(xué)探究技能則是一些具體而基本的理論思維方法和實(shí)驗(yàn)操作技能”。[3]根據(jù)我國(guó)《科學(xué)(3~6年級(jí))課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》可知,通常情況下。科學(xué)探究的具體過(guò)程包括“提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃、觀察實(shí)驗(yàn)制作、搜集整理信息、思考與結(jié)論、表達(dá)與交流”七部分。
由《美國(guó)國(guó)家科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的定義可知:“科學(xué)探究是指科學(xué)家們研究自然界并以此研究為基礎(chǔ),通過(guò)多種不同的途徑所獲得的證據(jù)、提出種種假設(shè)和解釋。同時(shí),科學(xué)探究也指是學(xué)生們獲取知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)以及科學(xué)家們研究自然所用的實(shí)驗(yàn)方法等科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。由此可見(jiàn),科學(xué)探究的具體過(guò)程主要包括:確定研究對(duì)象;觀察研究對(duì)象;提出與研究目的相關(guān)或新發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題;查閱書(shū)籍及其他信息資源或聯(lián)系已有知識(shí)確定實(shí)驗(yàn)主題;設(shè)計(jì)具體的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案;進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn);對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集、分析和解釋?zhuān)粚?duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋、作出結(jié)論或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)言;交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果”。[4]
當(dāng)前,關(guān)于科學(xué)探究能力進(jìn)行測(cè)評(píng)的理論基礎(chǔ)主要有兩種:一種是“過(guò)程技能測(cè)評(píng)理論”,以這種測(cè)評(píng)理論為基礎(chǔ)的研究者認(rèn)為可以將科學(xué)探究能力分解為觀察技能、測(cè)量技能、推理技能等相互聯(lián)系而獨(dú)立的技能,而這些科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能或稱(chēng)之為要素研究能力是可以分別地進(jìn)行測(cè)量的。同時(shí),通過(guò)對(duì)不同的科學(xué)探究技能進(jìn)行分別訓(xùn)練可以發(fā)展學(xué)生在科學(xué)探究能力天賦和特長(zhǎng),充分發(fā)揮研究者的天賦和潛力;關(guān)于這一測(cè)評(píng)理論基礎(chǔ)的應(yīng)用可見(jiàn)于美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)推出的SAPA(Science—A Process Approach)課程,這一課程列出了13項(xiàng)科學(xué)研究過(guò)程需具備的技能,并將之分為兩大類(lèi):“一是基本科學(xué)過(guò)程技能,這包括觀察能力、分類(lèi)歸納能力、時(shí)空關(guān)系應(yīng)用和對(duì)接能力、知識(shí)信息傳達(dá)能力、數(shù)字應(yīng)用能力、測(cè)量分析能力、推理演繹能力、結(jié)果和發(fā)展方向的預(yù)測(cè)能力等;二是綜合科學(xué)過(guò)程技能,包括下操作性定義水位理論能力、控制變量的能力、大膽假設(shè)的能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、解釋結(jié)論的能力等”。另一種是“整體能力測(cè)評(píng)觀”。持這種觀點(diǎn)的研究者也同意科學(xué)探究活動(dòng)是過(guò)程性的,但強(qiáng)調(diào)這些過(guò)程的思維完整性。例如,上文提到的我國(guó)《科學(xué)(3~6年級(jí))課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》中對(duì)科學(xué)探究能力構(gòu)成的認(rèn)識(shí)就是這種觀點(diǎn)的體現(xiàn)。
這兩種不同測(cè)評(píng)觀的關(guān)注點(diǎn)有本質(zhì)的不同。過(guò)程技能測(cè)評(píng)觀關(guān)注過(guò)程,強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行足夠細(xì)的分解,這樣才能更精確地對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。而整體能力測(cè)評(píng)觀關(guān)注結(jié)果,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的探究活動(dòng)是一種綜合性的認(rèn)知過(guò)程,提倡在社會(huì)生活情境下對(duì)其進(jìn)行考查。例如,讓學(xué)生制訂一個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)計(jì)劃,過(guò)程技能測(cè)評(píng)觀會(huì)將測(cè)評(píng)重點(diǎn)放在一些具體技能上,如控制變量的方法是否設(shè)計(jì)的精確恰當(dāng),而整體能力測(cè)評(píng)觀則會(huì)綜合評(píng)估這個(gè)方案的可行性、科學(xué)性、創(chuàng)新性等。
可以看出,過(guò)程技能測(cè)評(píng)觀認(rèn)為學(xué)生的科學(xué)探究能力是一系列過(guò)程技能的集合,因而可以通過(guò)練習(xí)來(lái)獨(dú)立發(fā)展這些技能。學(xué)生的這些過(guò)程技能得到發(fā)展后,科學(xué)探究能力也就得到了發(fā)展。而整體能力測(cè)評(píng)觀往往將科學(xué)探究活動(dòng)分成幾個(gè)大的環(huán)節(jié),認(rèn)為每個(gè)環(huán)節(jié)上的各種過(guò)程技能是協(xié)調(diào)進(jìn)行不可分割的,教學(xué)中不能脫離整體憑空去訓(xùn)練這些單獨(dú)的技能,應(yīng)該讓學(xué)生模擬科學(xué)家的科學(xué)研究活動(dòng),將出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)放在學(xué)生對(duì)所探究的科學(xué)問(wèn)題的解決上。
(一)過(guò)程技能的測(cè)評(píng)方法及舉例
過(guò)程技能測(cè)評(píng)一般可以采用紙筆測(cè)試的方法進(jìn)行,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試過(guò)程客觀,但主要缺點(diǎn)是試題編制過(guò)程麻煩。對(duì)過(guò)程技能進(jìn)行紙筆測(cè)試的一個(gè)典型樣例是國(guó)際經(jīng)濟(jì)與合作組織開(kāi)展的“國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目”(Program for International Student Assessment)。下面是PISA公布的一道科學(xué)測(cè)試題,主要考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)控制、解釋資料的技能。
蒼蠅
閱讀下面的內(nèi)容并回答問(wèn)題:
一個(gè)農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)站養(yǎng)有很多乳牛,牛棚里有很多蒼蠅,以至影響到乳牛的健康。飼養(yǎng)員就在牛棚和牛身上噴灑殺蟲(chóng)劑A,結(jié)果幾乎殺光了蒼蠅。過(guò)了一段時(shí)間,蒼蠅逐漸多起來(lái),飼養(yǎng)員再次噴灑了殺蟲(chóng)劑A,與第一次使用不同的是,只殺死了大部分蒼蠅。沒(méi)過(guò)多久,蒼蠅又多起來(lái),飼養(yǎng)員依舊噴灑殺蟲(chóng)劑A,并反復(fù)進(jìn)行了5次。但飼養(yǎng)員發(fā)現(xiàn),殺蟲(chóng)劑A的效果一次比一次差。同時(shí),飼養(yǎng)員注意到,這些殺蟲(chóng)劑是一次性大批量配制的,已經(jīng)持續(xù)用了很久。這樣飼養(yǎng)員就猜測(cè),可能是殺蟲(chóng)劑慢慢地遭到分解失效了。
問(wèn)題1:請(qǐng)你簡(jiǎn)要解釋如何驗(yàn)證飼養(yǎng)員的這個(gè)猜測(cè)。
問(wèn)題2:請(qǐng)你給出兩個(gè)和飼養(yǎng)員不同的解釋?zhuān)脕?lái)解釋殺蟲(chóng)劑A的效果一次比一次差。
問(wèn)題1評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):
評(píng)分要點(diǎn)回答中,3個(gè)控制變量:蒼蠅類(lèi)型、殺蟲(chóng)劑使用時(shí)間、蒼蠅是否接觸過(guò)殺蟲(chóng)劑的應(yīng)用。如,可將新配制的殺蟲(chóng)劑和一直使用的殺蟲(chóng)劑同時(shí)應(yīng)用于兩組類(lèi)型相同且沒(méi)有接觸過(guò)這種殺蟲(chóng)劑的蒼蠅,比較使用效果。等級(jí)4(滿(mǎn)分)回答中至少包含了3個(gè)控制變量中的兩個(gè)。如,新配制的殺蟲(chóng)劑和原來(lái)配制的殺蟲(chóng)劑同時(shí)應(yīng)用于牛棚中的蒼蠅。等級(jí)3回答中應(yīng)用了3個(gè)控制變量中的兩個(gè)。如,間隔一定的時(shí)間對(duì)這種殺蟲(chóng)劑進(jìn)行化學(xué)分析,看看其中化學(xué)成分有沒(méi)有因?yàn)闀r(shí)間推移而發(fā)生變化。評(píng)分等級(jí)等級(jí)2噴灑新配制的殺蟲(chóng)劑并提到與原來(lái)的殺蟲(chóng)劑進(jìn)行比較。等級(jí)1提到對(duì)一直使用的殺蟲(chóng)劑進(jìn)行化學(xué)分析,但未提到比較殺蟲(chóng)劑隨時(shí)間推移可能發(fā)生的化學(xué)變化?;騼H僅提到將殺蟲(chóng)劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn),沒(méi)有提及比較分析。完全錯(cuò)誤其他回答與3個(gè)控制變量毫不相關(guān)的回答。
問(wèn)題2評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):
等級(jí)2(滿(mǎn)分)一是提到具有抗藥性的蒼蠅能夠生存下來(lái),并把抗藥性遺傳給下一代。二是環(huán)境條件的變化、溫度、殺蟲(chóng)劑使用方法的改變等相關(guān)變量的提及。評(píng)分等級(jí)等級(jí)1只涉及上述一種解釋。完全錯(cuò)誤 其他與上述兩種解釋無(wú)關(guān)的回答。
從上面的PISA測(cè)試題示例看,對(duì)過(guò)程技能進(jìn)行紙筆測(cè)試的關(guān)鍵在于兩方面:一是設(shè)計(jì)合理的問(wèn)題情境;二是制訂較為細(xì)致、可操作的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。
(二)整體能力的測(cè)評(píng)方法及舉例
整體能力測(cè)評(píng)一般是對(duì)學(xué)生的研究方案或成果進(jìn)行表現(xiàn)性評(píng)價(jià),這種方法的優(yōu)點(diǎn)是貼近學(xué)生實(shí)際,易于開(kāi)展,但主要缺點(diǎn)是評(píng)分的主觀性強(qiáng)。
表現(xiàn)性評(píng)價(jià)往往被認(rèn)為能夠測(cè)評(píng)被評(píng)價(jià)者實(shí)際掌握和運(yùn)用知識(shí)、技能的能力。所謂表現(xiàn)性評(píng)價(jià),有人認(rèn)為是通過(guò)學(xué)生自己給出的問(wèn)題答案和展示的作品來(lái)判斷學(xué)生所獲得的知識(shí)和技能的測(cè)試和評(píng)價(jià);也有人認(rèn)為,表現(xiàn)性評(píng)價(jià)是通過(guò)觀察學(xué)生在完成實(shí)際任務(wù)過(guò)程中的表現(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生已經(jīng)取得的發(fā)展和成就?,F(xiàn)在,關(guān)于表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的權(quán)威定義通常采用斯廷金斯(R,Stiggins)的定義,即“表現(xiàn)性評(píng)價(jià)為測(cè)量學(xué)習(xí)者運(yùn)用先前所獲得的知識(shí)解決新異問(wèn)題或完成特定任務(wù)能力的一系列嘗試”[5]。可以看出,作為表現(xiàn)性評(píng)價(jià)能夠測(cè)評(píng)被評(píng)價(jià)者實(shí)際掌握和運(yùn)用知識(shí)、技能的能力:一是所使用的評(píng)價(jià)任務(wù)是真實(shí)的,不是遠(yuǎn)離社會(huì)實(shí)際情境的;二是學(xué)生必須運(yùn)用已有的知識(shí)、技能去處理任務(wù),其表現(xiàn)不是靠猜測(cè)得來(lái),而是確實(shí)能反映出真實(shí)水平;三是由高水平評(píng)定者按照既定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行直接的觀察、評(píng)判。以上三點(diǎn)其實(shí)也正是表現(xiàn)性評(píng)價(jià)之所以產(chǎn)生并受到歡迎的原因。
下面以“提出問(wèn)題”、“搜集整理信息”兩個(gè)環(huán)節(jié)為例,構(gòu)建表現(xiàn)性評(píng)價(jià)評(píng)分準(zhǔn)則。
探究任務(wù) 指標(biāo) 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)描述1級(jí) 2級(jí) 3級(jí) 4級(jí) 5級(jí)1.目的性學(xué)生課題研究應(yīng)該來(lái)源于生活實(shí)際,注重實(shí)效。探究問(wèn)題沒(méi)有明確的目的性。2.科學(xué)性課題的提出有一定的事實(shí)、經(jīng)驗(yàn)和理論做依據(jù)。隨意提出選題,缺乏理論和事實(shí)依據(jù)。提出問(wèn)題3.創(chuàng)新性 須做到能獨(dú)立思考問(wèn)題,有自己的見(jiàn)解。選題沒(méi)有創(chuàng)新點(diǎn),或沒(méi)有意識(shí)到選題的創(chuàng)新點(diǎn)。4.可行性選題須充分考慮主客觀條件,如人力、物力、財(cái)力、時(shí)間、社會(huì)條件。選題沒(méi)有可行性或?qū)x題的可行性沒(méi)有清晰的認(rèn)識(shí)。1.步驟實(shí)施按照研究方案中計(jì)劃好的步驟進(jìn)行觀察、比較和測(cè)量。不會(huì)實(shí)施研究步驟。搜集整理信息2.器具使用操作研究?jī)x器和使用研究工具,開(kāi)展研究工作。不會(huì)使用工具收集證據(jù)。3.信息記錄對(duì)研究數(shù)據(jù),文獻(xiàn)信息,調(diào)查結(jié)果,觀察現(xiàn)象的辨別、讀取、記錄的過(guò)程。只獲取少部分信息,記錄模糊,缺乏條理性。探究問(wèn)題比較明確,但與研究者自身?xiàng)l件無(wú)關(guān)。探究問(wèn)題比較明確,能結(jié)合研究者自身?xiàng)l件,但不能綜合考慮相關(guān)條件。探究問(wèn)題明確,基本能綜合考慮自身?xiàng)l件。探究問(wèn)題明確,能綜合考慮自身?xiàng)l件,并對(duì)該問(wèn)題的價(jià)值有一定的預(yù)見(jiàn)。能意識(shí)到選題中的科學(xué)理論,但敘述不明確?;灸苷J(rèn)識(shí)到選題中的科學(xué)理論,但沒(méi)有相關(guān)理論與信息支持選題。能認(rèn)識(shí)到選題中的科學(xué)理論,并能用相關(guān)理論與信息支持選題。能認(rèn)識(shí)到選題中的科學(xué)理論,并根據(jù)相關(guān)理論與信息支持選題,思路清楚,目的明確。能意識(shí)到選題有創(chuàng)新點(diǎn),但敘述不明確。能清楚地闡述選題中的創(chuàng)新點(diǎn)。能結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)闡述選題的創(chuàng)新點(diǎn)。能結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn),自身?xiàng)l件和應(yīng)用前景,闡述選題的創(chuàng)新性。在選題可行性敘述中可行性條件不全面。選題可行性闡述中涉及個(gè)別可行條件,但沒(méi)有結(jié)合在一起論述。選題可行性闡述涉及主要條件,并能綜合分析得出完成研究的預(yù)期。選題可行性闡述能對(duì)完成研究的條件綜合分析,得出明顯完成研究的預(yù)期。能簡(jiǎn)單開(kāi)展研究,但程序不完整。研究程序基本完整,但欠規(guī)范。研究程序完整規(guī)范,基本順暢。研究程序完整規(guī)范,且步驟清晰。能部分使用工具,但操作錯(cuò)誤較多。能使用工具,操作基本無(wú)錯(cuò)。能熟練無(wú)誤地使用工具。能熟練且合理無(wú)誤地使用工具。信息記錄不完整,條理性不強(qiáng)。信息記錄基本完整,有一定條理性。信息記錄完整,條理清楚。信息記錄完整,重點(diǎn)突出,條理清楚。
從上面的評(píng)分準(zhǔn)則示例看,對(duì)整體能力進(jìn)行表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵在于兩方面:一是制訂較為清晰、可操作的評(píng)分準(zhǔn)則;二是評(píng)分專(zhuān)家要有比較豐富的經(jīng)驗(yàn),能根據(jù)評(píng)分準(zhǔn)則對(duì)學(xué)生科學(xué)探究的設(shè)計(jì)方案或成果作出恰如其分、合理準(zhǔn)確的評(píng)判。
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College Students' Science Inquiry Ability Evaluation of two kinds of ideas and methods
LI Ming
(Northeast Petroleum University,Qinhuangdao Hebei 066004)
The scientific education was defined as an inquiry-centered scientific process education in new course reform. Scientific inquiry , as well as its assessment has become a populor research topic in scientic education. There are mainly two research orientations in scientic education assessment. One is the idea of process-skill assessment, which broke down students' skills into detailed components, thus the researchers can get the exact assessment on students ability through paper-and-pencil tests. The other one is the the concept of overall capacity evaluation, which proposed that students' inquriry is a comprehensive cognitive process. This approach focused on the performance assessment of students' study protocol or results under real social activities.
Scientific inquiry;assessment;idea;method
G40-03
A
2095-7327(2016)-03-0156-04
李明(1980-),男,吉林松原人,東北石油大學(xué)思想政治教育講師,碩士,主要從事思想政治教育研究,大學(xué)生心理健康教育和高等教育學(xué)研究。
本文系黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)高等教育科學(xué)研究“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)課題:大學(xué)生積極心理品質(zhì)的培養(yǎng)研究(編號(hào):HGJXHB1110138)。
林軍
山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào)2016年3期