(一)纸笔测验
对纸笔测验试卷中试题的命题,需要思考试题的题型和内容两个因素。用纸笔测验方式评价科学探究,是指通过试题的内容,而不是题目呈现的形式来考查科学探究。因此,在一份试卷中专门设立一个或几个“科学探究题”并不是恰当的做法。
科学探究问题不是一种题型,选择、填空、简答、计算、论述等各种题型都可以考查科学探究的内容。科学探究的过程离不开科学知识,对科学探究的考查,实际上是和对科学知识的考查联系在一起的。同一个题目,既考查了某一科学知识内容,也可以同时考查科学探究能力。因此,在进行试卷规划时,科学探究和科学内容是两个并列的维度,而不应该把科学探究作为科学内容的一个分支。
对科学探究的考查,包括考查学生对科学探究的理解和科学探究的能力两个方面。
1.考查学生对科学探究的理解
对科学探究的理解的考查,就是从(关于科学探究)知识的角度考查学生对具体案例的认识。要考查学生对科学探究的知识是否理解,试题就不应该用复述、回忆的方式来考查某些死记的条文,而应该通过具体的科学探究案例来呈现应理解的内容。
2.考查学生科学探究的能力
科学探究能力的考查,着眼点是考查科学探究的过程,而不是脱离探究过程考查对知识的理解和应用。这就是考查科学探究能力的试题不同于一般试题的地方。提出问题、猜想假设、设计方案、收集数据、分析论证、评估、表达等过程都是考查的内容,也是试题命题时的立意所在。要做到能真正考查学生科学探究的能力,试题的命题应该做到两点:
第一,试题应使学生在答题时具有探究行为。一个试题要考查学生科学探究的能力,就要使学生在回答这一问题时经历一次探究过程,而不是依靠回忆来复述原来做过的探究实验(当然,上述的探究过程,绝不是完整的探究过程,而是体现科学探究要素的个别过程)。所谓经历一次探究过程,就是指学生在考场上答题时具有科学探究的行为。例如,要考查学生分析论证的能力,就要让学生经历一次对实验数据的比较、推理和归纳科学规律的过程。学生所归纳出的科学规律,对学生来说是陌生的,不是他们学过的知识,完全是由于学生答题时的分析论证行为才获得了答案,因而能考查出学生分析论证的水平。反过来说,如果学生对某一试题的回答不具有探究行为,而是凭回忆就可以获得正确答案,该试题就不具有考查科学探究能力的功能。
第二,学生的探究行为应以课程标准中的“对科学探究能力的基本要求”为根据。明确了考查科学探究能力的试题应该使学生在考场中具有探究行为之后,自然就会面临下一个问题:所考查的探究行为应以什么为根据?对此,应以课程标准“对科学探究能力的基本要求”为根据点。
课程标准以表格的形式对科学探究能力提出了明确要求。表格有两列:一列是“科学探究要素”;另一列是“对科学探究能力的基本要求”,它具体陈述了对科学探究七个要素的具体要求。这些具体要求,就是科学探究能力试题命题的立意和出发点。
(二)实验操作考查
实验操作考查,是指在规定的时间内学生在指定地点依照试卷独立进行实验操作并完成答卷、教师根据学生答卷和现场观察按评分标准评分的评价方式。实验操作考查方式,可以用来对科学探究进行考查。
1.实验操作考查方式的功能
通过实验操作对科学探究进行考查,并不是专门考查学生的实验技能,而是为了达到更广泛意义下对纸笔测验功能互补的目的,纸笔测验对实验能力的考查,是通过具体知识的应用案例,从理论上考查学生的应用意识和能力的,而实验操作考查则是让学生解决活生生的实践问题,进行从应用原理到动手操作的全方位考查;纸笔测验对学生科学态度的考查,一般是看学生答卷的结果是不是符合试题所要求的严谨程度,例如作图,看学生是不是在已知原理和作图方法的情况下能使自己的作图控制在试题所要求的误差范围内。而实验操作考查,不仅可以从实验数据处理的结果来衡量学生的严谨程度,还可以通过对学生操作过程的观察来评价学生的科学态度,因此比纸笔测验更直观、更可靠和富有说服力。
纸笔测验对一些高层次认知能力的测量(例如创造能力)有一定的困难,而实验操作考查为学生提供了一个实实在在的科学探究环境,学生能从中获得真实的、有价值的发现,从而能够区分不同学生在这些高层次认知能力方面的差别,这是纸笔测验方式所无能为力的。因此,对科学探究进行实验操作考查,应该从功能互补的视角来构思考查的目标和完成对试题的设计。
2.科学探究实验操作考查试题的编写要求
(1)实施的可行性
实验操作考查,是在同一场所,用统一的器材同时进行的,为了使器材能重复使用,可以将学生分成几批,集中在一个时间段内分批考查。实验操作考查是考查学生个人成绩的,每人一组,闭卷方式。为了防止泄露试题,全校的实验操作考查最好集中在一个上午的时间全部完成。为了考查某些高层次能力,每批考查的时间又不能太短,这就限制了全校分批考查的批数,导致每批同时考查的人数很多,需要准备许多套实验器材。倘若试题所要求的实验装置比较复杂,将造成器材装备方面的巨大压力,因而实际上是不可行的。所以,试题的编写,首先要考虑的就是人力和器材在操作上的可行性。
(2)结果的有效性
一次实验操作考查有可能涉及多个具体目标,除知识外,还有技能、能力和其他科学素养。命题者除了编制一份书面试卷、设计一套相关器材外,还要制定一份评分标准。评分标准要对学生所填写的答卷做出评分规定,还要对主考老师所观察到的学生实验操作行为做出评分规定。纸笔测验对知识目标的考查比较容易把握,效度也比较高,但实验操作考查所涉及的目标比较多,评分的主观性增大,如何界定实验操作考查的具体目标、如何制定评价的标准,从而提高考查结果的有效性,这是实验操作考查试卷命题特别需要思考的。
以平面镜成像特点的研究为例对学生进行考查,如表7-1所示。
表7-1 探究平面镜成像的特点考查要点(www.xing528.com)
续 表
(三)成长记录
成长记录和表现性评价,属于过程性评价,不仅评价学习的结果,而且对学生的学习过程(包括方法、习惯、态度、动机等智力和非智力因素)进行评价。过程性评价使学生本人成了评价的主体。学生经历了评价的实践,不仅了解了评价,而且学会了评价,形成了自己终身学习中实现可持续发展不可缺少的一种能力。因此,过程性评价是发展性评价的重要方式。用成长记录来评价学生的科学探究,有意识地将学生的作品及有关资料收集起来,反映学生在科学探究学习中的优势和不足,反映学生在科学探究过程中付出的努力和进步,并通过学生的自我反思,激励学生取得更高的成就。
科学探究成长记录所收集的,主要是学生在探究过程中所形成的作品,例如论文科学探究报告、创造发明作品、学生表演录像等。它不是只用来装成绩单、排名表、奖状等反映学生学习结果的结论性文档。因为成长记录的重要作用是提供对自己的作品进行自我评价和反思的机会,学生依据标准和要求,欣赏、评价自己的作品,反思自己的探究过程,形成追求进步的愿望和信心,明确改进的目标和途径,进一步学会科学探究、学会学习。
创建成长记录一般有两种用途:一是描述学生学习与发展的过程,二是对学生学习与发展的水平进行评估。创建科学探究的成长记录的用途,同样是上述两个方面。当成长记录用来描述学生学习与发展的过程时,不需要对学生的成长记录做出等级评定。学生把自己认为满意的作品放入成长记录,这是学生阶段性学习的最优成果,经过一段时期的积累,也就呈现了学生成长的过程。为描述学生在科学探究方面的发展历程,应该把学生不同时期科学探究作品收入成长记录。这样不仅可以让他人了解该成长历程,而且重要的是学生通过对自己这些过程性资料的回顾、反思和小结,获得对科学探究过程的重新认识。
基于这种目的的成长记录一般都用于某一单项的学习活动,物理课程的科学探究成长记录,就属于这种情况。在这些科学探究活动中,不同的学生所创建的描述自己科学探究的资料、作品的成长记录会不同。评分者在充分阅读这些记录后根据评分标准进行评分。要使评分客观、公正,制定一个科学、合理、操作性强的评分标准是关键。评分标准的内容框架应包括若干个维度,既要对科学探究作品的最终成就做出评价,也要评价成长记录所描述的学习过程,还要评价成长记录所体现的学习态度、习惯和精神。它是结果、过程、态度的统一体现。评价者可以是科学探究者本人和教师,也可以包括其他同学和家长;等级可以设A、B、C、D等若干级别,也可以通过一、二、三等奖的激励方式体现评价的等级。
(四)表现性评价
表现性评价是让学生通过完成实际任务来表现学习目标掌握情况的评价方式。教师提出一个真实或模拟的情境,学生在这个情境下完成一个具体的任务,例如设计一个方案,或者创制某件作品,或者进行某项实践活动,根据学生所完成任务的效果和观察学生完成任务的过程,考查学生运用所学知识和技能解决问题的能力、实践能力、交流合作能力等多种能力的发展情况。因此,表现性评价非常适合于科学探究的学习评价。在设计科学探究的表现性评价任务时,通常需要考虑以下几个方面:
第一,科学探究的任务,应该跟物理课程的目标紧密联系,跟教科书相结合,能体现物理课程的教学内容;第二,科学探究的任务应具有真实性,让学生做一件具有实际意义的、有价值的事;第三,探究任务的内容对学生来说具有可行性,任务完成的时间、任务的复杂水平、完成任务所需要的物质条件等,都应该在大多数学生可以接受的前提下进行设计;第四,科学探究的任务应有利于制定一个合理的评价标准。作为一种过程性评价,科学探究表现性评价具有以下特点:它能有效地评价学生的实践能力;它能对创造能力等高层次的心智技能做出评价;它能使每一个学生充分地表现出自己的成就和水平,使学生充分展示自己的才华和个性;它能激发学生的学习热情,有助于学生的终身发展。以人教版八年级物理中《探究固体熔化时温度的变化规律》为例,介绍如何对课本中的科学探究设计表现性评价。
分析教材发现,本次探究是初中生接触物理课程以来进行的第一次探究实验,探究的重点是让学生经历从“提出猜想”“进行实验”到“归纳论证”的探究活动全过程,体验科学探究的乐趣。因此,本案例要考查的科学探究要素有三个,分别是猜想与假设、进行实验与收集证据、分析与论证,其中后两个要素是实验考查的重点。因为采用分项评分规则,就要用相适应的评价工具,本案例中将使用核查表和分项评价量表两种评价工具。分别设计了《探究固体熔化时温度的变化规律》的学生行为核查表(表7-2)、预习记录表(表7-3)、探究报告的分项评价量表(表7-4)。
表7-2 《探究固体熔化时温度的变化规律》的学生行为核查表
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表7-3 《探究固体熔化时温度的变化规律》的预习记录表
表7-4 《探究固体熔化时温度的变化规律》探究报告的分项评价量表
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当然,这种评价也有不足之处,它评价的知识范围比较窄,评价的过程比较烦琐,评价成本较大,评价结论具有一定的主观性。因此,应该从各种评价方式的优势互补来思考这种评价方式在发展性评价体系中的地位和作用。
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