運(yùn)用集束型問(wèn)題測(cè)評(píng)探究能力例析＊

羅國(guó)忠

（廣西教育學(xué)院教研部，廣西 南寧 530023）

1 概述

美國(guó)康涅狄格州每年都對(duì)公立中小學(xué)學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)測(cè)，并根據(jù)統(tǒng)測(cè)結(jié)果適時(shí)調(diào)整教學(xué)，加強(qiáng)教學(xué)針對(duì)性和有效性，確保“不讓一個(gè)孩子掉隊(duì)”.它不僅測(cè)評(píng)學(xué)生是否“學(xué)會(huì)”，還測(cè)評(píng)學(xué)生是否“會(huì)學(xué)”，因此科學(xué)學(xué)科的統(tǒng)測(cè)內(nèi)容包括知識(shí)和探究，探究測(cè)評(píng)又包括過(guò)程性測(cè)評(píng)和終結(jié)性測(cè)評(píng)：首先，由學(xué)校組織學(xué)生小組完成州教育部布置的一個(gè)探究任務(wù)，并鼓勵(lì)教師對(duì)學(xué)生的探究表現(xiàn)進(jìn)行過(guò)程性測(cè)評(píng)，即這些測(cè)評(píng)結(jié)果不計(jì)入統(tǒng)測(cè)分?jǐn)?shù)，但把測(cè)評(píng)結(jié)果和改進(jìn)建議反饋給學(xué)生，促使學(xué)生改進(jìn)后續(xù)學(xué)習(xí)；幾周后，由州教育部組織統(tǒng)一的科學(xué)學(xué)科終結(jié)性筆試，筆試成績(jī)計(jì)入統(tǒng)測(cè)分?jǐn)?shù).試題包括知識(shí)題和探究題，探究題是一系列集束型問(wèn)題，這些問(wèn)題全都與小組完成的一個(gè)探究任務(wù)有關(guān).

2 小組探究

2003年10年級(jí)科學(xué)學(xué)科統(tǒng)測(cè)的探究任務(wù)“隕石坑”：行星被隕石撞擊時(shí)，表面會(huì)形成隕石坑，坑口大小受很多因素的影響.請(qǐng)你與伙伴合作，首先探究隕石的下落高度對(duì)坑口大小的影響，然后探究另一個(gè)因素對(duì)坑口大小的影響.

探究材料：1袋沙子、2個(gè)碟子、3個(gè)不同質(zhì)量的玻璃球、3個(gè)不同質(zhì)量的塑料球、3個(gè)不同質(zhì)量的木球、2個(gè)小塑料杯、2個(gè)小舀的橙色粉末、1個(gè)小勺、1把米尺（用來(lái)測(cè)量球的下落高度）、1把刻度尺（用來(lái)測(cè)量坑口大?。?、安全護(hù)目鏡和圍裙等.

探究程序：（1）確定探究問(wèn)題，明確自變量和因變量.（2）設(shè)計(jì)有效實(shí)驗(yàn)，要詳實(shí)、具體，確保別人能重復(fù)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)；要有控制和重復(fù)，確保實(shí)驗(yàn)有效.注意：要把橙色粉末均勻撒在沙面上，以確保球撞擊沙面時(shí)形成的坑口清晰可見(jiàn).（3）動(dòng)手操作，要用表格記錄數(shù)據(jù)，用圖描繪數(shù)據(jù).做完實(shí)驗(yàn)后，每人要根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)記錄，獨(dú)立撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告.實(shí)驗(yàn)記錄和報(bào)告都不用評(píng)分，但會(huì)影響到你的后續(xù)獨(dú)立答題，而這些答題要評(píng)分.

3 獨(dú)立答題

學(xué)生完成探究幾周后，統(tǒng)一參加州教育部組織的科學(xué)學(xué)科筆試，獨(dú)立作答一份試卷.試卷包括知識(shí)題和探究題，探究題是8道集束型問(wèn)題，它們與探究任務(wù)“隕石坑”有關(guān)，分別測(cè)評(píng)明確問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、反思評(píng)估等探究要素.

3.1 問(wèn)答題

A組學(xué)生的探究問(wèn)題是：球下落的高度和撞擊地面的角度對(duì)坑口形成有何影響？他們的做法是：（1）在碟子中放沙子，然后讓球下落；（2）輕輕把球拿走，然后測(cè)量坑口大小.實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示.

表1

問(wèn)題1：A組的探究問(wèn)題是否清晰、明確？請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明.

問(wèn)題2：把A組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果描成一個(gè)標(biāo)示清楚的線圖.

問(wèn)題3：根據(jù)A組的做法和結(jié)果，可得出什么結(jié)論？結(jié)論的有效性如何？請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明.

B組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)：（1）把沙子平鋪在碟子中，然后再撒上一薄層橙色粉末；（2）測(cè)量所有球的質(zhì)量；（3）依次讓不同的球下落，并測(cè)出坑口直徑.實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示.

表2

問(wèn)題4：B組實(shí)驗(yàn)存在缺陷，需要怎樣改進(jìn)？請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明.

評(píng)析：?jiǎn)栴}1主要測(cè)評(píng)能否識(shí)別科學(xué)問(wèn)題的能力.A組的探究問(wèn)題不夠清晰、明確，因?yàn)锳組實(shí)驗(yàn)只研究“球的下落高度”一個(gè)自變量，但其問(wèn)題包含“球的下落高度”和“球的撞擊角度”兩個(gè)自變量；A組實(shí)驗(yàn)研究的因變量是“坑口直徑”，很明確，但其問(wèn)題包含的因變量是“坑口形成”，模糊籠統(tǒng).

問(wèn)題2主要測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)處理的能力，即把數(shù)據(jù)描成線圖，包括自變量和因變量是否與橫縱坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)、坐標(biāo)軸的標(biāo)示和標(biāo)度是否適當(dāng)、描點(diǎn)是否準(zhǔn)確、連線是否順滑等.

問(wèn)題3主要測(cè)評(píng)概括結(jié)論、反思評(píng)估的能力.從A組的做法和結(jié)果中，可得出“球下落的高度增大，形成的坑口直徑也會(huì)增大”的結(jié)論，但其有效性受到諸多不確定因素的影響，如每次下落的球是否相同？撞擊角度是否相同？撞擊位置是否相同？沙面是否平整？是否給沙面撒上橙色粉末，使坑口清晰可見(jiàn)？坑口直徑如何測(cè)量？每次測(cè)量手段是否一致？實(shí)驗(yàn)有沒(méi)有多次重復(fù)等，這些不確定因素都會(huì)影響結(jié)論的有效性.

問(wèn)題4測(cè)評(píng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、反思評(píng)估的能力.根據(jù)B組的做法和結(jié)果，可看出他們研究“球的質(zhì)量對(duì)坑口直徑的影響”，有諸多地方需要明確或改進(jìn)，如應(yīng)給出球的下落高度并保持不變；應(yīng)給出球質(zhì)量的明確數(shù)據(jù)，或說(shuō)明“大、中、小”的含義（質(zhì)量或直徑）；應(yīng)改變球的質(zhì)量，并保持球的直徑不變；應(yīng)說(shuō)明球的撞擊位置（理想位置是沙面中心）；應(yīng)說(shuō)明球的撞擊角度；每次實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平整沙面；應(yīng)說(shuō)明怎樣測(cè)量、什么時(shí)候測(cè)量坑口大小（如拿走球之前還是之后）；應(yīng)在沙面撒上橙色粉末，使坑口清晰可見(jiàn)；實(shí)驗(yàn)應(yīng)重復(fù)多次，取平均值等.

如果學(xué)生確實(shí)做過(guò)探究，小組成員之間必然會(huì)有思維碰撞，會(huì)不斷地討論、嘗試和調(diào)整，給自己留下深刻的體驗(yàn)，這些體驗(yàn)無(wú)疑有助于答題；然而，球撞擊沙面現(xiàn)象不復(fù)雜、也不陌生，學(xué)生即使未做過(guò)該探究，也可在生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上運(yùn)用空間想象和推理，在思維空間構(gòu)想球撞擊沙面的過(guò)程模型，推想出影響坑口大小的諸多因素，然后再運(yùn)用控制變量法進(jìn)行分析，需要控制哪些無(wú)關(guān)變量，需要怎樣可靠測(cè)量因變量等.應(yīng)該說(shuō)，這些問(wèn)題測(cè)評(píng)到的更多是學(xué)生平時(shí)探究形成的一般性探究能力，較少是與具體任務(wù)“隕石坑”相關(guān)的情境性探究能力.

3.2 選擇題

C組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)：（1）把沙子平鋪在碟子中；（2）在沙面上撒一層橙色粉末；（3）測(cè)出每個(gè)玻璃球的質(zhì)量；（4）讓大玻璃球從30cm處落下；（5）用其他玻璃球重復(fù)以上步驟；（6）從60cm高處重復(fù)實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示.

表3

問(wèn)題5：根據(jù)C組的實(shí)驗(yàn)和結(jié)果，可知哪些因素會(huì)影響坑口深度

（A）球的質(zhì)量.

（B）球的下落高度.

（C）球的質(zhì)量和下落高度.

（D）球的質(zhì)量或下落高度都不影響.

問(wèn)題6：在C組實(shí)驗(yàn)中，哪個(gè)變量保持不變

（A）球的直徑. （B）球的下落高度.

（C）球的材料. （D）球的質(zhì)量.

D組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)：（1）在碟子中平鋪沙子，然后撒上一層橙色粉末；（2）測(cè)出每個(gè)球的質(zhì)量；（3）讓球下落到沙中，測(cè)量坑口直徑；（4）重新平整沙面，換其他球進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4、表5、表6所示.

表4

表5

表6

問(wèn)題7：D組在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中有一句陳述：球的質(zhì)量越大，坑口直徑就越大.這個(gè)陳述是

（A）被D組數(shù)據(jù)支持的結(jié)論.

（B）不被D組數(shù)據(jù)支持的結(jié)論.

（C）D組實(shí)驗(yàn)中所作的觀察.

（D）D組實(shí)驗(yàn)中被控制的一個(gè)變量.

問(wèn)題8：在實(shí)驗(yàn)中，計(jì)量沙子質(zhì)量最精確的單位應(yīng)是

（A）茶匙. （B）勺. （C）毫升. （D）克.

評(píng)析：?jiǎn)栴}5測(cè)評(píng)識(shí)別自變量的能力，要求學(xué)生從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中找出自變量，答案是（C）.問(wèn)題6測(cè)評(píng)識(shí)別無(wú)關(guān)變量的能力，要求學(xué)生從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中找出無(wú)關(guān)變量，答案是（C）.問(wèn)題7測(cè)評(píng)概括結(jié)論的能力以及區(qū)分結(jié)論和結(jié)果的能力，答案是（A）.問(wèn)題8測(cè)評(píng)識(shí)別單位精確度的能力，答案是（D）.

與問(wèn)答題類(lèi)似，這些題目都與所做探究有關(guān)，如果學(xué)生做過(guò)該探究，有一定體驗(yàn)，思維得到“預(yù)熱”，就會(huì)有助于作答.即使學(xué)生未做過(guò)該探究，只要具備一定的控制變量法知識(shí)、數(shù)據(jù)分析能力，亦可順利答題.

4 思考

筆試是目前測(cè)評(píng)科學(xué)探究能力的主要方式之一，其優(yōu)點(diǎn)是擅長(zhǎng)測(cè)評(píng)心智性的探究思維，缺點(diǎn)是較難測(cè)評(píng)實(shí)踐性的動(dòng)手操作、交流合作，以及體驗(yàn)性的情感反應(yīng)等.從試題評(píng)析中看到，如果學(xué)生做過(guò)探究，會(huì)有助于答題，但如果未做過(guò)探究，似乎也不太影響答題.究其原因，是因?yàn)檫@些試題其實(shí)是測(cè)評(píng)探究思維，學(xué)生平時(shí)探究形成較強(qiáng)的探究思維，就能有效應(yīng)對(duì).因此，美國(guó)康涅狄格州統(tǒng)一要求用低成本的筆試作為探究思維的終結(jié)性測(cè)評(píng)手段，鼓勵(lì)但不統(tǒng)一要求教師用高成本的觀察作為過(guò)程性測(cè)評(píng)手段.

這種做法與我國(guó)的探究測(cè)評(píng)大體類(lèi)似，但兩者仍有一些不同：（1）康涅狄格州采用集束型問(wèn)題，所有問(wèn)題都聚焦一個(gè)探究任務(wù)，而我們國(guó)內(nèi)較少有一套試卷的所有探究題聚焦一個(gè)探究任務(wù)，多數(shù)是分散于不同探究任務(wù).那么，集束型問(wèn)題和分散型問(wèn)題的測(cè)評(píng)效度究竟有何差異？（2）康涅狄格州的有些探究題更細(xì)致而深入.例如，問(wèn)題4要求改進(jìn)實(shí)驗(yàn)、問(wèn)題3要求分析結(jié)論有效性，表面上似乎是測(cè)評(píng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、概括結(jié)論的能力，其實(shí)也測(cè)評(píng)反思、評(píng)估等深層的綜合性能力，需要學(xué)生具有更全面、細(xì)致而深入地探究思維，要知其然也要知其所以然，而我們國(guó)內(nèi)測(cè)評(píng)主要是要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、概括結(jié)論，較少進(jìn)一步要求反思、評(píng)估實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或結(jié)論的有效性，停留于知其然這一層次.那么，兩種做法的測(cè)評(píng)效度又有何差異？盡管這兩個(gè)問(wèn)題暗含著筆者的一些看法，但筆者還是不敢肯定，還是留給感興趣的研究者用實(shí)踐和證據(jù)去探索回答吧，相信進(jìn)一步的研究能拓展我們的視野和思路.

1 Connecticut Department of Education.The Connecticut Academic Performance Test［EB／OL］.http：／／www.csde.state.ct.us／public／cedar／assessment／capt／capt.htm，2012－12－28.