以評(píng)價(jià)改革推動(dòng)科學(xué)精神培養(yǎng)

如果評(píng)價(jià)與考試沒(méi)有相應(yīng)的改進(jìn)，所編制的測(cè)驗(yàn)題目不能有效考察學(xué)生的科學(xué)精神，自然也就無(wú)法發(fā)揮其導(dǎo)向、診斷與發(fā)展性功能。只有教育者高度重視科學(xué)精神的評(píng)價(jià)研究，以評(píng)促教，才能切實(shí)推動(dòng)教師教學(xué)方式的變革，強(qiáng)化科學(xué)精神的培養(yǎng)。

科學(xué)精神是人類(lèi)通過(guò)自身科學(xué)技術(shù)獲得而產(chǎn)生的對(duì)客觀世界的觀點(diǎn)和看法，是一種理性思維的世界觀和方法論。有研究者將科學(xué)精神概括為客觀的依據(jù)、理性的懷疑、多元的思考、平權(quán)的爭(zhēng)論、實(shí)踐的檢驗(yàn)與寬容的激勵(lì)等。[1]近些年來(lái)，隨著第9次中國(guó)公民科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查與PISA2015科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試結(jié)果的公布[2]，以及中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)框架的頒布，科學(xué)精神培養(yǎng)逐漸成為基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。國(guó)家要提升青少年學(xué)生的科學(xué)精神，必須統(tǒng)籌課標(biāo)、教材、教學(xué)、評(píng)價(jià)、考試等多個(gè)環(huán)節(jié)。如果評(píng)價(jià)與考試沒(méi)有相應(yīng)的改進(jìn)，所編制的測(cè)驗(yàn)題目不能有效考察學(xué)生的科學(xué)精神，自然也就無(wú)法發(fā)揮其導(dǎo)向、診斷與發(fā)展性功能。只有教育者高度重視科學(xué)精神的評(píng)價(jià)研究，以評(píng)促教，才能切實(shí)推動(dòng)教師教學(xué)方式的變革，強(qiáng)化科學(xué)精神的培養(yǎng)。

通過(guò)中考生物題探討科學(xué)評(píng)價(jià)的重要性

義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）指出，“生物科學(xué)不僅是眾多事實(shí)和理論的匯總，也是一個(gè)不斷探究的過(guò)程?？茖W(xué)探究既是科學(xué)家工作的基本方式，也是科學(xué)課程中重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容和有效的教學(xué)方式。”[3]3所以，生物課程高度重視科學(xué)精神培養(yǎng)，在教學(xué)中倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，提高學(xué)生探究能力。具體來(lái)說(shuō)，探究活動(dòng)包括提出問(wèn)題、作出假設(shè)、制訂計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)與交流等多個(gè)環(huán)節(jié)。（見(jiàn)表1）[3] 9

表1較為清晰地界定了探究能力的成分與基本要求，也在一定程度上表明了探究能力培養(yǎng)的預(yù)期成果，為教師教學(xué)指出了明確的方向。為評(píng)價(jià)學(xué)生生物探究能力，某市在中考生物試卷中設(shè)計(jì)了這樣一道題：

菊花一般在秋天開(kāi)花。影響菊花開(kāi)花的生態(tài)因素是什么？科學(xué)興趣小組對(duì)“菊花是否開(kāi)花與日照長(zhǎng)短的關(guān)系”進(jìn)行了探究。

（1）作出假設(shè)：———；———。

（2）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：取十盆大小、長(zhǎng)勢(shì)都差不多且未開(kāi)花的菊花，放在其他環(huán)境條件都適宜且相同的地方，其中五盆放在日照時(shí)間短的地方，另五盆放在日照時(shí)間長(zhǎng)的地方，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，觀察開(kāi)花情況。該實(shí)驗(yàn)的主要變量是———；———。

（3）如果他們的假設(shè)成立，觀察到的現(xiàn)象應(yīng)該是————————。

不難看出，這道題目意在考察學(xué)生提出假設(shè)與制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的能力，但實(shí)際上它的效度不甚理想。效度是高質(zhì)量評(píng)價(jià)的首要條件。一道測(cè)試題，或者一套測(cè)評(píng)方案，只有其效度良好，才能創(chuàng)造好的評(píng)價(jià)。如果測(cè)試題目效度不良，即使其信度、難度、區(qū)分度等其他指標(biāo)都合乎測(cè)量學(xué)要求，也沒(méi)有什么實(shí)質(zhì)意義，也不是好的評(píng)價(jià)。[4]效度分析的一種常用方法是“出聲思考”，具體做法是讓學(xué)生在解題過(guò)程中將自己的思考和解題過(guò)程“出聲”說(shuō)出來(lái)，分析者可以從中發(fā)現(xiàn)學(xué)生解題時(shí)應(yīng)用了哪些知識(shí)、技能、經(jīng)驗(yàn)或能力，在這些成分中，哪些是解題的關(guān)鍵、哪些屬于意欲測(cè)量的內(nèi)容、哪些已經(jīng)超出了評(píng)價(jià)范圍，從而判定結(jié)構(gòu)效度的好壞。對(duì)本題采用“出聲思考”方法進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，這里沒(méi)有理性的懷疑，也沒(méi)有多元的思考，學(xué)生根本不需要對(duì)影響菊花開(kāi)花生態(tài)因素進(jìn)行猜想和假設(shè)，只需要將題干中“菊花是否開(kāi)花與日照長(zhǎng)短的關(guān)系”轉(zhuǎn)述成“菊花開(kāi)花與日照長(zhǎng)短有/沒(méi)有關(guān)系”即可，所以評(píng)價(jià)者不能考察到學(xué)生做出假設(shè)的能力。同時(shí)，在第（2）小題中學(xué)生要從題干給定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中辨別出主要變量，盡管它涉及實(shí)驗(yàn)的理解，但也并不能有效考察學(xué)生制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的能力，學(xué)生不需要考慮“客觀的依據(jù)”和“實(shí)踐的檢驗(yàn)”。

效度不良的評(píng)價(jià)題目不僅不能有效判斷學(xué)生的能力發(fā)展，而且無(wú)法發(fā)揮積極的導(dǎo)向作用。評(píng)價(jià)是指揮棒。評(píng)價(jià)評(píng)什么，教師就教什么，學(xué)生就學(xué)什么；評(píng)價(jià)怎么評(píng)，教師就怎么教，學(xué)生就怎么學(xué)。如果生物、物理及化學(xué)等學(xué)科的中考命題都不能有效考察學(xué)生的科學(xué)精神，只是考察科學(xué)知識(shí)（包括事實(shí)性知識(shí)與程序性知識(shí)）的理解和記憶，那么要指望教師在日常教學(xué)中落實(shí)科學(xué)培養(yǎng)就會(huì)十分困難。

從這一意義上來(lái)說(shuō)，教育者必須高度重視評(píng)價(jià)研究，使評(píng)價(jià)成為助推學(xué)?？茖W(xué)教育變革的一個(gè)突破口。

借鑒PISA項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)科學(xué)評(píng)價(jià)

PISA項(xiàng)目是由世界經(jīng)濟(jì)合作組織統(tǒng)籌實(shí)施的一項(xiàng)跨國(guó)學(xué)生學(xué)業(yè)成就評(píng)價(jià)研究，旨在評(píng)價(jià)參與國(guó)家/經(jīng)濟(jì)體15歲青少年是否掌握參與社會(huì)所需的知識(shí)與技能。PISA測(cè)試每三年實(shí)施一次，測(cè)試內(nèi)容涉及科學(xué)、數(shù)學(xué)和閱讀，但每次測(cè)評(píng)都有不同的側(cè)重點(diǎn)。PISA2015測(cè)試重點(diǎn)是科學(xué)素養(yǎng)。PISA2015將科學(xué)素養(yǎng)界定為一個(gè)具有反思能力的公民運(yùn)用科學(xué)知識(shí)參與科學(xué)相關(guān)事務(wù)的能力。具體地說(shuō)，科學(xué)能力被區(qū)分為“科學(xué)地解釋現(xiàn)象”“評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)探究”“科學(xué)解讀數(shù)據(jù)和證據(jù)”等三種能力[5]，這些都是科學(xué)精神的核心要素。

為確保每一道評(píng)價(jià)題目的效度，命題者在題目開(kāi)發(fā)過(guò)程中通常采用以下程序 [6]：（1）最初準(zhǔn)備：根據(jù)細(xì)目表編制題目；（2）試題審查：從學(xué)生及編碼者的視角對(duì)題目進(jìn)行審查；（3）認(rèn)知性訪談：讓學(xué)生回答問(wèn)題，在回答過(guò)程中“出聲思考”，在答題結(jié)束后輔以個(gè)人訪談和小組訪談；（4）試點(diǎn)測(cè)試：在考試情境中試測(cè)，進(jìn)一步分析題目結(jié)構(gòu)效度。這種通過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié)、多個(gè)視角、多種方法收集效度證據(jù)的方式，雖然成本較高，但能確保題目的結(jié)構(gòu)效度，在大規(guī)模、高利害評(píng)價(jià)項(xiàng)目中十分必要。

正是因?yàn)橛辛诉@些嚴(yán)格的分析與審查程序，PISA科學(xué)測(cè)試題目的效度都比較好。以下是一道PISA科學(xué)測(cè)試樣題。[7]本題目最初由我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)臺(tái)南大學(xué)研究人員翻譯，這里根據(jù)大陸語(yǔ)言習(xí)慣有所修改。

閱讀下列短文，并回答下列問(wèn)題。

滅蠅

有個(gè)農(nóng)民在農(nóng)場(chǎng)擔(dān)任奶牛的管理工作。牛圈里蒼蠅很多，影響了動(dòng)物健康。所以，農(nóng)民用含有“殺蟲(chóng)劑A”的溶液噴灑牛圈和奶牛。這種殺蟲(chóng)劑幾乎殺死所有的蒼蠅。然而，過(guò)了一段時(shí)間，又出現(xiàn)很多蒼蠅。于是，農(nóng)夫再度噴灑一次這種殺蟲(chóng)劑。這次的噴灑效果，與第一次噴灑的效果相似，雖沒(méi)有殺死全部蒼蠅，但讓大多數(shù)蒼蠅死亡。再過(guò)一段時(shí)間，蒼蠅又來(lái)了。于是，農(nóng)民又再一次噴灑殺蟲(chóng)劑。這樣的事情一再發(fā)生，總共噴灑了五次殺蟲(chóng)劑。結(jié)果很明顯，殺蟲(chóng)劑A殺死蒼蠅的效果越來(lái)越差。農(nóng)民注意到了他的噴藥過(guò)程，他先配好一大瓶殺蟲(chóng)劑溶液，這五次噴藥都用這一瓶溶液。因此，殺死蒼蠅效果越來(lái)越差的可能原因，農(nóng)民提出的解釋是：殺蟲(chóng)劑因存放時(shí)間過(guò)久而分解。endprint

問(wèn)題1：農(nóng)民提出的解釋是：殺蟲(chóng)劑A因存放時(shí)間過(guò)久而分解。如何驗(yàn)證這個(gè)解釋?zhuān)空?qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明之。

問(wèn)題2：為什么“殺蟲(chóng)劑A殺死蒼蠅的效果越來(lái)越差”，農(nóng)民的解釋是：殺蟲(chóng)劑因存放時(shí)間過(guò)久而分解。除了農(nóng)民的解釋之外，請(qǐng)你提出兩個(gè)不同的解釋。

這道PISA樣題與前文提及的中考題同樣是生物題，同樣是在考察學(xué)生提出假設(shè)與制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的能力，但效度明顯優(yōu)于中考題者。在問(wèn)題1中，學(xué)生需要采用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證農(nóng)民提出的假設(shè)。如果學(xué)生在控制蒼蠅品種及其暴露經(jīng)驗(yàn)的條件下，考察新配置殺蟲(chóng)劑與配制后存放一段時(shí)間后的殺蟲(chóng)劑的滅蠅效果，就可以得到滿(mǎn)分。如果學(xué)生僅控制一個(gè)無(wú)關(guān)變量，或者沒(méi)有設(shè)置對(duì)照組，就只能部分得分。這里考察了學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的能力，是科學(xué)精神、探究能力的核心。在問(wèn)題2中，學(xué)生需要提出新的假設(shè)，比如“蒼蠅對(duì)殺蟲(chóng)劑A產(chǎn)生耐藥性”，或者“殺蟲(chóng)劑溶液存放過(guò)程中化學(xué)物質(zhì)上升到溶液的上層，而下層主要是稀釋用的水”。這里考察了學(xué)生依據(jù)生物和化學(xué)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行大膽假設(shè)的能力。

只有題目的效度有保證，能有效考察到欲考察的特質(zhì)，才能對(duì)學(xué)生的素養(yǎng)或表現(xiàn)做出準(zhǔn)確的判斷，才能強(qiáng)有力地引導(dǎo)教師的教與學(xué)生的學(xué)。如果中高考在相關(guān)學(xué)科命題中僅僅考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)理解、儀器整理、數(shù)據(jù)記錄等低水平技能，那么教師在日常教學(xué)中就可能只是實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)驗(yàn)操作；而如果中高考命題聚焦科學(xué)精神，考察學(xué)生“科學(xué)地解釋現(xiàn)象”“評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)探究”，以及“科學(xué)解讀數(shù)據(jù)和證據(jù)”等復(fù)雜能力，那么教師會(huì)更加重視探究式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑意識(shí)、探究精神以及批判性分析能力，學(xué)生的科學(xué)精神將有明顯提升。

近些年來(lái)，我國(guó)部分省市已在中高考命題中有意識(shí)地借鑒PISA項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的應(yīng)用，考察學(xué)生在真實(shí)生產(chǎn)生活情境中探究、分析和解決問(wèn)題的能力，取得了一些積極的進(jìn)展。[8]但必須承認(rèn)的是，由于我國(guó)測(cè)驗(yàn)與評(píng)價(jià)研究相對(duì)滯后，教師、教研員及命題者都缺乏相關(guān)培訓(xùn)，不少命題考察的仍然是孤立的知識(shí)與技能，沒(méi)能有效考察到學(xué)生的探究能力與科學(xué)精神。評(píng)價(jià)與考試研究亟待進(jìn)一步加強(qiáng)。

如何通過(guò)評(píng)價(jià)改革推動(dòng)科學(xué)精神培養(yǎng)

評(píng)價(jià)已成為制約我國(guó)科學(xué)教育的“瓶頸”。加強(qiáng)命題與考試研究，加大評(píng)價(jià)改革力度，勢(shì)在必行。只有評(píng)價(jià)任務(wù)能引發(fā)學(xué)生的科學(xué)精神表現(xiàn)，使科學(xué)精神中的重要成分成為解題的關(guān)鍵，確保評(píng)價(jià)效度，才能充分發(fā)揮其導(dǎo)向、診斷及發(fā)展性功能，推動(dòng)實(shí)踐中科學(xué)精神的培養(yǎng)。

以前文提及的中考生物題為例，將這道生物題稍加改進(jìn)，就可以提高其效度和對(duì)實(shí)踐的影響力。題目可以這樣改進(jìn)。

菊花一般在秋天開(kāi)花。觀察發(fā)現(xiàn)，校園里擺放的盆栽菊花開(kāi)花有早有晚，影響盆栽菊花開(kāi)花早晚的生態(tài)因素是什么？請(qǐng)?zhí)岢鰞蓚€(gè)假設(shè)。如果你想到的不只兩個(gè)，可以多寫(xiě)。

（1）假設(shè)1：—————；（2）假設(shè)2：—————；（3）假設(shè)3：—————。

這道改進(jìn)后的題目聚焦于“提出假設(shè)”，重點(diǎn)考察了學(xué)生提出假設(shè)的能力。學(xué)生基于“菊花一般在秋天開(kāi)花”這一季節(jié)性特點(diǎn)，除了提出“菊花開(kāi)花早晚受日照時(shí)間長(zhǎng)短影響”的假設(shè)，還可以提出菊花開(kāi)花早晚受空氣濕度、氣溫等因素影響的假設(shè)。而如果學(xué)生提出菊花開(kāi)花早晚受土壤肥力等非季節(jié)性因素的影響，則不能得分，因?yàn)榧词瓜奶炜刂仆寥婪柿?，菊花通常還是不會(huì)開(kāi)花。學(xué)生在答題中不能脫離季節(jié)提假設(shè)，反映了生物課程學(xué)習(xí)的效果，具有積極的診斷意義。

繼續(xù)對(duì)這道中考生物題進(jìn)行分析與改進(jìn)，如果意欲考察學(xué)生制訂研究計(jì)劃的能力，我們還可以將原來(lái)的中考生物題改成如下這樣。

就哪些生態(tài)因素會(huì)影響菊花開(kāi)花時(shí)間早晚，有人提出假設(shè)“日照時(shí)間是影響菊花開(kāi)花早晚的一個(gè)因素”，于是他設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：取十盆大小、長(zhǎng)勢(shì)都差不多且未開(kāi)花的菊花，放在其他環(huán)境條件都適宜且相同的地方，其中五盆放在日照時(shí)間短的地方，另五盆放在日照時(shí)間長(zhǎng)的地方，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，觀察開(kāi)花情況。

（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)變量是——；（2）兩組菊花“放在其他環(huán)境條件都適宜且相同的地方”，這里所說(shuō)的其他環(huán)境條件主要指什么？請(qǐng)列舉兩個(gè)以上。（3）這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)好不好？請(qǐng)說(shuō)明理由。

這道改進(jìn)后的題目聚焦于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，重點(diǎn)考察學(xué)生理解與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的能力。特別需要指出的是，在本題中，我們沒(méi)有要求學(xué)生制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，而是要求學(xué)生評(píng)價(jià)一個(gè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，這種命題不僅減少了閱卷的工作量，克服了評(píng)分的主觀性，而且較好地評(píng)價(jià)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。深度分析發(fā)現(xiàn)，本題中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還存在多個(gè)亟待改善的問(wèn)題，主要有：（1）無(wú)關(guān)變量控制得不好。本實(shí)驗(yàn)控制了菊花的大小與長(zhǎng)勢(shì)，以及除日照長(zhǎng)短之外的“其他環(huán)境條件”，但沒(méi)有控制菊花的品種，如果實(shí)驗(yàn)組菊花是A品種，而對(duì)照組菊花是B品種，這一實(shí)驗(yàn)無(wú)法驗(yàn)證前面所提的假設(shè)，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在效度不好；（2）樣本量不夠。在本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的菊花只有5盆，樣本量太小，結(jié)果出現(xiàn)偏差的可能性增大。正如要比較某兩個(gè)地市教師的普通話水平，如果僅從兩個(gè)地區(qū)分別隨機(jī)抽取5名教師進(jìn)行測(cè)評(píng)，其結(jié)果的可信程度不會(huì)很高。（3）對(duì)照組數(shù)量偏少。要有效考察日照時(shí)間對(duì)菊花開(kāi)花早晚的影響，僅有實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各1個(gè)可能難以驗(yàn)證假設(shè)。比如，實(shí)驗(yàn)組日照時(shí)間為每日180分鐘，對(duì)照組日照時(shí)間為每日170分鐘，可能兩組菊花的開(kāi)花時(shí)間沒(méi)有顯著差異。如果在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)多個(gè)組別，日照時(shí)間有多種不同的安排，這要比原有實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫仳?yàn)證假設(shè)是否成立。

可以想象，如果第一次采用上述改進(jìn)后的題目考初三學(xué)生，其表現(xiàn)可能不會(huì)很理想，但如果第二年再采用類(lèi)似考題，學(xué)生們的科學(xué)精神一定會(huì)有明顯提升，因?yàn)樵趦纱慰荚囍g教師的教以及學(xué)生的學(xué)會(huì)因新興考試方式而改變。

評(píng)價(jià)改革應(yīng)成為未來(lái)我國(guó)青少年科學(xué)精神培養(yǎng)的突破口。為此，我們建議加強(qiáng)中高考命題改革。中高考是一種高利害評(píng)價(jià)，對(duì)基礎(chǔ)教育具有強(qiáng)有力的導(dǎo)向作用。有關(guān)部門(mén)和機(jī)構(gòu)亟需借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，特別是PISA項(xiàng)目、國(guó)際數(shù)學(xué)與科學(xué)教育成就趨勢(shì)調(diào)查等大規(guī)模教育測(cè)評(píng)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)命題研究，加大考試改革力度，通過(guò)改進(jìn)評(píng)價(jià)“倒推”教學(xué)實(shí)踐的變革，引領(lǐng)科學(xué)精神的培育。同時(shí)，地方教研機(jī)構(gòu)與中小學(xué)也要在日常教研活動(dòng)中深化評(píng)價(jià)研究。評(píng)價(jià)是教學(xué)的有機(jī)組成部分。在以往教研活動(dòng)中，教師通常將研討重點(diǎn)放在“如何教”上，對(duì)“如何評(píng)”的研究明顯不足。在未來(lái)，教研員要指導(dǎo)教師將教研重點(diǎn)轉(zhuǎn)向“如何評(píng)”。具體到物理、化學(xué)或生物等學(xué)科的教研活動(dòng)中，教師要針對(duì)如何操作化定義科學(xué)精神、如何確保任務(wù)情境的真實(shí)性、如何提高評(píng)價(jià)效度等相關(guān)問(wèn)題，結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容開(kāi)展深入研究，提高教師的評(píng)價(jià)技能，以評(píng)促教，推動(dòng)教師教學(xué)方式的變革，切實(shí)提高青少年的科學(xué)精神。

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[6]張雨強(qiáng)，張志紅.PISA2006 科學(xué)試題的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)及其啟示[J].外國(guó)教育研究，2011，（2）：59-65.

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【趙德成，北京師范大學(xué)教育學(xué)部，副教授，博士生導(dǎo)師】

責(zé)任編輯︱黃蜀紅endprint