NAP-SL科學(xué)探究能力評(píng)價(jià)特點(diǎn)及對(duì)我國(guó)科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)的啟示

熊佳羽 姚寶駿

(江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 南昌 330022)

The National Assessment Program-Science Literacy(以下縮寫(xiě)為NAP-SL)是澳大利亞監(jiān)測(cè)和評(píng)估學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面的成就水平體系，NAP-SL在2003年首次舉行，在2006年、2009年、2012年和2015年進(jìn)行了多次評(píng)估，其主要目的是監(jiān)測(cè)和報(bào)告澳大利亞實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)素養(yǎng)的總體進(jìn)展情況。澳大利亞汲取了國(guó)際學(xué)生評(píng)價(jià)項(xiàng)目的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合自己國(guó)家的特色制定了NAP-SL評(píng)價(jià)試題，從全國(guó)范圍評(píng)估本國(guó)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平，根據(jù)結(jié)果報(bào)告分析學(xué)校科學(xué)教育存在的問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)素養(yǎng)的進(jìn)展。通過(guò)分析澳大利亞NAP-SL評(píng)估框架的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)其成功的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)進(jìn)行教育改革和制定評(píng)估框架有重要的價(jià)值和意義。

1 NAP-SL科學(xué)探究能力評(píng)價(jià)特點(diǎn)分析

1.1 對(duì)科學(xué)探究過(guò)程循序漸進(jìn)的評(píng)價(jià) 科學(xué)探究過(guò)程是一個(gè)連貫的過(guò)程，因此NAP-SL在考查學(xué)生的科學(xué)探究能力時(shí)也是連貫的，試題是按照一般的探究活動(dòng)的程序逐步呈現(xiàn)的，最終的目的是解決一個(gè)問(wèn)題。單元主題的背景材料根據(jù)考查的能力不同而不同，簡(jiǎn)單的試題考查科學(xué)探究活動(dòng)中的一部分能力，如提出問(wèn)題和分析數(shù)據(jù)的能力;復(fù)雜的試題綜合考查學(xué)生的多種能力。

1.1.1 例1“番茄種植” 一個(gè)農(nóng)民想要種植出果實(shí)

更多的番茄植物。他決定測(cè)試兩種方法。方法一： 買(mǎi)種子并增施更多的肥料到土壤；方法二： 從他最高的番茄植株上保留種子，第二年種植這些種子。

表1 方法一的結(jié)果

(1) 附有番茄果實(shí)的植株的平均重量大多由番茄和葉子組成，方法一的結(jié)果見(jiàn)表1。圈出你認(rèn)為有更多葉子的番茄植物組，并使用方法一的結(jié)果來(lái)解釋你的答案。

□A組 □B組

(2) 方法二中，農(nóng)民從他的最高的番茄植株(高130cm)收集種子。他種下種子，測(cè)量從種子長(zhǎng)出來(lái)的植株的高度。結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 方法二的結(jié)果

請(qǐng)根據(jù)圖1回答： ①種子長(zhǎng)出了多少植株？②最高的番茄植株是多高？③說(shuō)出農(nóng)民需要收集的另一條信息，以確定兩種種植方法中哪一種更好。

1.1.2 例2“液體的蒸發(fā)” 盧卡放一杯水在床邊打算晚上喝。他晚上并沒(méi)有喝水，但是他發(fā)現(xiàn)幾天之后水杯里的水變少了。盧卡知道那是因?yàn)樗舭l(fā)了。

(1) “蒸發(fā)”是指從_______到_______的變化。

(2) 以下哪些是蒸發(fā)的例子？

□冰融化成水

□混凝土上的濕腳印消失

□水中的糖消失了

□太陽(yáng)下曬干衣服

(3) 盧卡想要知道水和檸檬汽水哪個(gè)的蒸發(fā)速度更快。他把100mL的水放在杯子里，把100mL的檸檬汽水放在碗里。盧卡把兩個(gè)容器都放在窗邊放置五天，然后比較兩個(gè)液體的體積。描述盧卡的實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)影響實(shí)驗(yàn)公平的因素。

(4) 在科學(xué)中，組織一個(gè)公平的實(shí)驗(yàn)是非常重要的。為什么這個(gè)是必要的？

(5) 盧卡改進(jìn)了他的實(shí)驗(yàn)方案，他每天早上九點(diǎn)都測(cè)量容器中水和檸檬汽水的體積，并記錄在表2中。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，水杯中的水蒸發(fā)了多少？

表2 水和檸檬汽水各自五天的體積變化

(6) 從盧卡的實(shí)驗(yàn)中你可以得出什么結(jié)論？

(7) 盧卡的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明放置的第三天液體的蒸發(fā)量比其他天都多，請(qǐng)說(shuō)出造成這種現(xiàn)象的一個(gè)原因。

通過(guò)上述的例題可以看出，“番茄種植”主題中的試題重點(diǎn)考查學(xué)生分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。(1)題考查學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)解釋隱含在數(shù)據(jù)中的信息的能力，(2)①和②題考查學(xué)生分析表格形式的數(shù)據(jù)的能力，(2)③題考查學(xué)生考慮實(shí)驗(yàn)影響因素和完善實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力?！耙后w的蒸發(fā)”這個(gè)主題的試題較復(fù)雜，是一系列的考查。(1)題和(2)題考查學(xué)生分析已經(jīng)確定的問(wèn)題中的變量和因素，這是科學(xué)探究的第一步；(3)題考查學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中控制自變量和無(wú)關(guān)變量的能力，(4)題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中等量原則的看法，(5)題考查學(xué)生處理提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，通過(guò)數(shù)據(jù)的分析能夠得到哪些信息，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力是建立在提出問(wèn)題、作出假設(shè)的基礎(chǔ)之上的；(6)題考查的是得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力，(7)題考查學(xué)生具體分析影響實(shí)驗(yàn)的因素的能力，并且具體分析該因素是如何產(chǎn)生影響的，這是建立在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上的分析。七道試題在一個(gè)生活情境下按照科學(xué)探究的過(guò)程逐步呈現(xiàn)，整個(gè)過(guò)程是循序漸進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣的，學(xué)生根據(jù)提示材料逐步深入的解決問(wèn)題，這個(gè)過(guò)程與我們?nèi)粘＝鉀Q問(wèn)題的步驟相符合。對(duì)科學(xué)探究過(guò)程循序漸進(jìn)的評(píng)價(jià)，不僅能夠讓學(xué)生感覺(jué)到科學(xué)探究的一般過(guò)程是如何有序進(jìn)行的，而且讓學(xué)生學(xué)會(huì)了解決問(wèn)題的方法和程序，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。評(píng)價(jià)試題不再單純地以考查學(xué)生為目的，而成為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的另一種方法和手段。連貫的考查可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究的一般過(guò)程。

1.2 對(duì)科學(xué)探究能力具體細(xì)節(jié)的評(píng)價(jià) NAP-SL從科學(xué)思維和科學(xué)推理能力的角度考查學(xué)生的科學(xué)探究能力，將科學(xué)探究能力分為3個(gè)部分： 提出有調(diào)查性的問(wèn)題和合理的假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)；分析和處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論，交流結(jié)果；用科學(xué)知識(shí)解釋自然現(xiàn)象和有關(guān)的報(bào)告(表3)。A部分考查學(xué)生復(fù)雜的生活情境中提出有調(diào)查性的問(wèn)題，并選擇一個(gè)問(wèn)題作出科學(xué)合理的假設(shè)，根據(jù)作出的假設(shè)選擇實(shí)驗(yàn)的自變量，為了探究自變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，控制其他變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，收集數(shù)據(jù)；B部分考查學(xué)生從數(shù)據(jù)中解釋現(xiàn)象和得出結(jié)論的能力以及與同伴交流的能力；C部分考查學(xué)生用科學(xué)知識(shí)和理解來(lái)描述和解釋自然現(xiàn)象和報(bào)告的能力。

表3 科學(xué)探究能力的要求和具體內(nèi)容

科學(xué)探究活動(dòng)是個(gè)具體的過(guò)程，能力是通過(guò)學(xué)生的表現(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)的，想要詳細(xì)評(píng)價(jià)學(xué)生的探究能力，就要制定詳細(xì)的表現(xiàn)要求。NAP-SL對(duì)具體細(xì)節(jié)的評(píng)價(jià)主要有以下兩點(diǎn)： ①細(xì)化提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和解釋現(xiàn)象等的具體要求。對(duì)基本能力要求提出更多的細(xì)節(jié)，并且都體現(xiàn)在試題中。②細(xì)化評(píng)分要求中的回答示例，評(píng)分要求對(duì)學(xué)生的能力具體到回答問(wèn)題的表述上，學(xué)生準(zhǔn)確表述問(wèn)題、作出正確合理的解釋才算是達(dá)到了能力要求?？疾閷W(xué)生分析數(shù)據(jù)后得出結(jié)論的能力時(shí)，學(xué)生的回答必須是通過(guò)數(shù)據(jù)分析得到的結(jié)論而不是實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)結(jié)論中變量之間的關(guān)系要表述清楚，這樣才算達(dá)到了得出結(jié)論的能力要求(表4)，細(xì)化評(píng)分要求不僅可以讓教師在評(píng)價(jià)時(shí)有標(biāo)準(zhǔn)的參照，評(píng)判更加準(zhǔn)確，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

表4 “液體的蒸發(fā)”第(6)題評(píng)分要求中的回答示例

1.3 實(shí)踐操作和紙筆測(cè)驗(yàn)相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià) 科學(xué)探究能力主流的評(píng)價(jià)方法： 觀測(cè)、工作單和紙筆測(cè)驗(yàn)。紙筆測(cè)驗(yàn)中，學(xué)生不用進(jìn)行實(shí)踐操作，只是用紙和筆在試卷上作答，這種方法操作簡(jiǎn)單，消耗的成本低，使用范圍廣，因此，大多數(shù)科學(xué)探究能力的評(píng)價(jià)都是采用紙筆測(cè)驗(yàn)。NAP-SL測(cè)試包含兩個(gè)部分： 紙筆測(cè)驗(yàn)和實(shí)踐操作任務(wù)。在實(shí)踐操作任務(wù)中，學(xué)生被分成小組，根據(jù)教師呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、收集數(shù)據(jù)，再根據(jù)教師的引導(dǎo)性提問(wèn)，分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論并對(duì)探究活動(dòng)的科學(xué)原理進(jìn)行深入分析。實(shí)踐操作任務(wù)中，使用的實(shí)驗(yàn)器材是很容易獲得的，這為探究活動(dòng)的開(kāi)展創(chuàng)設(shè)了便利，不會(huì)因?yàn)闂l件簡(jiǎn)陋而不能開(kāi)展探究活動(dòng)；學(xué)生接觸的探究活動(dòng)不多，對(duì)探究活動(dòng)的過(guò)程不熟悉，因此教師在實(shí)踐活動(dòng)中要給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和示范，學(xué)生才能夠有序地進(jìn)行實(shí)踐探究活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)；任務(wù)結(jié)束后學(xué)生需要完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的表格，教師根據(jù)表格判斷學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成的情況，再結(jié)合學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的表現(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)定。

實(shí)踐操作任務(wù)的本質(zhì)就是框架性引導(dǎo)工作單的評(píng)價(jià)方法，這種評(píng)價(jià)方法的效度明顯高于紙筆測(cè)驗(yàn)[1，2]，將紙筆測(cè)驗(yàn)和實(shí)踐操作結(jié)合，從兩個(gè)角度來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的科學(xué)探究能力比單純的紙筆測(cè)驗(yàn)結(jié)果更加全面、具體、公平。

2 NAP-SL對(duì)我國(guó)科學(xué)探究能力評(píng)價(jià)的啟示

2.1 評(píng)價(jià)不是目的而是培養(yǎng)學(xué)生能力的手段 科學(xué)探究的評(píng)價(jià)應(yīng)該是一系列的考查，以解決某個(gè)實(shí)際的問(wèn)題作為出發(fā)點(diǎn)，在過(guò)程中通過(guò)一連串的問(wèn)題來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的科學(xué)探究能力，問(wèn)題的設(shè)置是逐步推進(jìn)的。這樣的連貫的試題可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)過(guò)程的整體性，激發(fā)學(xué)生解決問(wèn)題的欲望，從而對(duì)科學(xué)探究活動(dòng)有完整的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而產(chǎn)生興趣。評(píng)價(jià)應(yīng)該也作為一種培養(yǎng)學(xué)生能力的手段，而不是單純地為了評(píng)價(jià)而評(píng)價(jià)。

2.2 評(píng)價(jià)的內(nèi)容力求具體化和標(biāo)準(zhǔn)化 應(yīng)該制定評(píng)價(jià)內(nèi)容的具體要求，對(duì)科學(xué)探究過(guò)程的各個(gè)階段都提出詳細(xì)的考查標(biāo)準(zhǔn)；評(píng)分要求做到全面詳細(xì)，學(xué)生可能回答的方面和答案的示例要詳細(xì)列舉出來(lái)，教師在評(píng)價(jià)的過(guò)程中就有參照，不會(huì)做出模棱兩可的判斷，對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)就更準(zhǔn)確。具體詳細(xì)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上保證了評(píng)價(jià)的公平性和準(zhǔn)確性，也讓科學(xué)探究能力的評(píng)價(jià)更加趨于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 評(píng)價(jià)形式應(yīng)從一元走向多元 實(shí)踐操作任務(wù)比單純的紙筆測(cè)驗(yàn)?zāi)軌蛴^察到更多的信息，如學(xué)生的觀察、收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、減少實(shí)驗(yàn)誤差、操作實(shí)驗(yàn)器材的能力等[3]。

教師在教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí)，可以選擇簡(jiǎn)單的、可操作性高的探究小實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生實(shí)施評(píng)價(jià)。實(shí)踐操作任務(wù)不僅對(duì)學(xué)生的能力要求更高，而且對(duì)教師的教學(xué)組織能力的要求也更高。教師可以更加全面地了解學(xué)生的水平，也對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的興趣有極大的幫助。