前生評價量表的研發(fā)及其嵌入科學(xué)探究教學(xué)的案例研究*
——以《熔化與凝固》為例

徐王熠|杭州師范大學(xué)經(jīng)亨頤教育學(xué)院

胡晴霞|浙江省杭州市西湖區(qū)教育發(fā)展研究院

蔣永貴|杭州師范大學(xué)經(jīng)亨頤教育學(xué)院

一、前生評價量表的含義與意義

前生評價量表是在學(xué)生開啟探究任務(wù)前由師生共生的評價量表，是實施課堂探究教學(xué)時應(yīng)用的一種評價工具。前生評價量表注重運用PTA 檢核量表來引領(lǐng)和促進(jìn)科學(xué)探究。相較于前置量表，PTA 檢核量表具有生成性，學(xué)生需要在教師的組織或引導(dǎo)下進(jìn)行自主或合作學(xué)習(xí)才能生成，進(jìn)而基于生成的量表進(jìn)行科學(xué)探究。

這種評價實施方式需要學(xué)生思考如何建構(gòu)科學(xué)可行的PTA檢核量表，具有一定的思維深度。在科學(xué)探究教學(xué)中運用前生評價量表進(jìn)行評價，實際上是在學(xué)習(xí)進(jìn)程中融入以學(xué)生為主體的評價環(huán)節(jié)，即讓學(xué)生建構(gòu)評價標(biāo)準(zhǔn)、開展自評與互評，并以此作為深度學(xué)習(xí)的撬動點。因此，前生評價量表的實施能夠有效促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)探究的理解，保證科學(xué)探究學(xué)習(xí)的有效開展。

二、前生評價量表的研制

前生評價量表的研制主要包括四個環(huán)節(jié)：決定評價的指標(biāo)、確定評價指標(biāo)的主要要素、制訂易檢測的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、敘寫PTA 檢核量表。而在進(jìn)行量表的研制前，我們還需確定學(xué)習(xí)目標(biāo)及科學(xué)探究任務(wù)。

以浙教版義務(wù)教育教科書《科學(xué)》七年級上冊第四章第5節(jié)《熔化與凝固》為例，筆者基于《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中的相關(guān)內(nèi)容要求，以及教材解讀、學(xué)情分析等，確定如下學(xué)習(xí)目標(biāo)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)1：通過對海波、蠟熔化過程的探究，能夠歸納出固體熔化的條件，并準(zhǔn)確描述不同物質(zhì)熔化過程的特點。

學(xué)習(xí)目標(biāo)2：能夠根據(jù)物體熔化過程的特點判斷晶體與非晶體。

學(xué)習(xí)目標(biāo)3：能夠舉例說明固體熔化會吸熱、凝固會放熱。

其中，針對“學(xué)習(xí)目標(biāo)1”，我們可采用前生評價量表予以實現(xiàn)。為達(dá)成該目標(biāo)，學(xué)生需要觀察并記錄海波與蠟熔化過程中多個時刻的溫度，并通過圖像法處理分析實驗數(shù)據(jù)，從而歸納得出結(jié)論。針對這一科學(xué)探究任務(wù)，筆者按照研制科學(xué)探究評價工具的可視化技術(shù)路徑［1］，引導(dǎo)學(xué)生共同研制相應(yīng)的評價量表。

（一）決定評價的指標(biāo)

評價的指標(biāo)是教學(xué)評價工作的操作規(guī)程，它規(guī)定了評價的對象，即“評價什么”［2］。就科學(xué)探究而言，學(xué)生的科學(xué)探究能力應(yīng)是科學(xué)探究評價的定星盤和方向標(biāo)［3］。換言之，我們所要確定的評價指標(biāo)應(yīng)指向科學(xué)探究中的學(xué)生，要能促進(jìn)其能力發(fā)展。

數(shù)據(jù)處理與分析是前述探究任務(wù)中最關(guān)鍵的一環(huán)，決定了學(xué)生能否從無序的數(shù)據(jù)中找到規(guī)律，并最終歸納形成科學(xué)概念及規(guī)律。同時，對于七年級學(xué)生而言，運用圖像法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析是難點，也是其科學(xué)探究能力發(fā)展的關(guān)鍵點。此外，在學(xué)習(xí)該內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的密度”內(nèi)容時運用過圖像法，具有一定的基礎(chǔ)。因此這節(jié)課可以將數(shù)據(jù)處理與分析作為評價的指標(biāo)，并應(yīng)用前生評價量表實施教學(xué)。

（二）確定評價指標(biāo)的主要要素

評價的具體落點，要根據(jù)科學(xué)探究能力的內(nèi)涵及外延對評價的指標(biāo)進(jìn)一步解構(gòu)，這是評價可操作的前提條件。以數(shù)據(jù)處理與分析為例，就是針對實驗記錄的數(shù)據(jù)，運用數(shù)學(xué)的方法處理，看看是否存在規(guī)律或趨勢。通常需將數(shù)據(jù)整理成表格或圖像，以便更直觀清楚地觀察數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律。因此，數(shù)據(jù)處理與分析的主要要素包括數(shù)據(jù)處理方式、數(shù)據(jù)分析視角、數(shù)據(jù)處理過程的客觀性與真實性、數(shù)據(jù)處理與分析的操作規(guī)范性、分析結(jié)果的合理性與科學(xué)性等。

（三）制訂各要素易檢測的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

各要素的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)即評價量表最終的評價標(biāo)準(zhǔn)，它是評價過程的直接參照物，學(xué)生及教師在科學(xué)探究時實際就是在對標(biāo)各要素的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此它需要滿足易檢測的要求。針對這節(jié)課數(shù)據(jù)處理與分析的主要要素，筆者制訂如下五條易檢測的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

一是采用圖像法處理數(shù)據(jù)，即對數(shù)據(jù)處理方式進(jìn)行評價。

二是要明確圖像的橫縱坐標(biāo)軸所表示的科學(xué)意義，即對數(shù)據(jù)分析視角進(jìn)行評價。換言之，學(xué)生只有明確橫縱坐標(biāo)分別表示時間和溫度，后續(xù)所描的點才能反映出實驗數(shù)據(jù)所表示的科學(xué)意義，這是數(shù)據(jù)分析、歸納規(guī)律的前提保障。

三是描點要真實、客觀、完整地反映實驗數(shù)據(jù)，即對數(shù)據(jù)處理過程的客觀性及真實性進(jìn)行評價。數(shù)據(jù)的客觀與真實既是得出科學(xué)規(guī)律的必要條件，也是科學(xué)探究精神的體現(xiàn)。

四是要用平滑曲線將所描各點連接起來，即對操作規(guī)范性進(jìn)行評價。

五是通過觀察所作圖像歸納出固體熔化的條件，以及不同固體熔化時的科學(xué)規(guī)律，即對分析結(jié)果的合理性及科學(xué)性進(jìn)行評價。操作上，首先需要關(guān)注能否得出并表達(dá)、交流科學(xué)規(guī)律，其次需要關(guān)注表達(dá)、交流科學(xué)規(guī)律時有無對照圖像進(jìn)行說明，重在發(fā)展數(shù)據(jù)分析論證的證據(jù)意識。

（四）敘寫PTA檢核量表

簡單來說，這一環(huán)節(jié)就是對前文所設(shè)計的各部分內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的有機(jī)加工，并按照規(guī)范的格式敘寫PTA 檢核量表。一個PTA 檢核量表往往對應(yīng)一個評價指標(biāo)，包含該評價指標(biāo)主要要素易檢測的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。此外，每一條評價標(biāo)準(zhǔn)后應(yīng)留有足夠空間，以便學(xué)習(xí)者對照各評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自評、互評與反思改進(jìn)。

據(jù)此，以《熔化與凝固》一課為例，其數(shù)據(jù)處理與分析PTA檢核量表詳見表1。

表1 《熔化與凝固》數(shù)據(jù)處理與分析PTA檢核量表

三、前生評價量表的應(yīng)用

為有效發(fā)揮前生評價量表的促學(xué)作用，筆者建構(gòu)了如圖1所示的應(yīng)用模式。

如前所述，《熔化與凝固》的“學(xué)習(xí)目標(biāo)1”可采用前生評價量表的方式予以達(dá)成。按照如圖1所示的模式，筆者設(shè)計了如下教學(xué)活動。

圖1 前生評價量表嵌入科學(xué)探究教學(xué)的應(yīng)用模式

（一）明確科學(xué)探究任務(wù)

這節(jié)課從生活情境“冰塊與巧克力的熔化過程”引入，激發(fā)學(xué)生對生活中各種不同物質(zhì)熔化條件及熔化過程特點的學(xué)習(xí)興趣。在舉例、描述大量物質(zhì)的熔化過程之后，師生聚焦到這節(jié)課的探究問題：“固體熔化需要什么條件？不同的物質(zhì)熔化時溫度會如何變化？”學(xué)生圍繞探究問題，建立簡單的假設(shè)，并陳述理由。

教師提供實驗儀器與材料，學(xué)生在教師引導(dǎo)下確定實驗方案，梳理實驗操作步驟，并明確核心任務(wù)：觀察記錄物質(zhì)熔化過程中多個時刻的溫度，并運用合理方式處理與分析數(shù)據(jù)，進(jìn)而得到物質(zhì)熔化的科學(xué)規(guī)律。

（二）共生任務(wù)評價量表

在完成實驗數(shù)據(jù)的測量與記錄之后，學(xué)生直面“如何進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)處理與分析”這一問題。教師既不能直接告知方法和要求，也不能繼續(xù)讓學(xué)生自主發(fā)揮，而是要通過啟發(fā)、引導(dǎo)的方式，師生共生實驗數(shù)據(jù)處理與分析的評價量表。

學(xué)生首先思考并嘗試回答問題：直接觀察表格中的數(shù)據(jù)能否得出結(jié)論？有沒有更直觀的方式？（大多數(shù)學(xué)生能夠想到圖像法）

在此基礎(chǔ)上，學(xué)生進(jìn)一步思考與討論以下兩個問題。

1.回顧物質(zhì)質(zhì)量與體積關(guān)系的數(shù)據(jù)分析過程，將表格中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖像需要哪些步驟？每一步要做到哪些要點？

2.運用圖像分析數(shù)據(jù)時還需要注意些什么？

教師則根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，有針對性地進(jìn)行啟發(fā)、引導(dǎo)與講授。

對這兩個問題的討論與回答，實際上就是學(xué)生在教師引導(dǎo)下重歷“確定評價指標(biāo)的主要要素”“制訂各要素易檢測的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”這兩個過程，由此最終可生成評價量表?；卮饐栴}的過程能極大地促進(jìn)學(xué)生對數(shù)據(jù)處理與分析（圖像法）的理解和掌握。

（三）對標(biāo)進(jìn)行科學(xué)探究

量表生成后，學(xué)生便可對照量表進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的處理分析。對照量表，學(xué)生基本能夠明確首先應(yīng)繪制坐標(biāo)系，并確定橫縱坐標(biāo)軸的科學(xué)意義；其次是將表格中的數(shù)據(jù)規(guī)范繪制在坐標(biāo)系中，并對應(yīng)記錄該過程中物質(zhì)的狀態(tài)；再次是用平滑曲線連接描點；最后是要能夠結(jié)合證據(jù)歸納圖像反映的科學(xué)規(guī)律。

在此過程中，學(xué)生也對照量表進(jìn)行過程性評價，或及時糾正不當(dāng)操作，或?qū)α勘磉M(jìn)行完善。此外，學(xué)習(xí)小組內(nèi)同伴之間也可對照評價量表互相進(jìn)行評價，指出同伴的錯誤或不足，敦促其進(jìn)行修改。如此，不僅數(shù)據(jù)分析與處理環(huán)節(jié)的科學(xué)性和規(guī)范性能得到保障，學(xué)生也能夠更好地運用圖像法處理數(shù)據(jù)。

（四）展評科學(xué)探究成果

最后是展示與交流環(huán)節(jié)，采用一個小組展示圖像并描述其經(jīng)過分析得到科學(xué)規(guī)律的過程，其他小組對照評價量表對該小組的匯報內(nèi)容進(jìn)行評價的方式進(jìn)行。如有兩星及兩星以下的評價，還需說明理由并給出建議，匯報小組則根據(jù)評價結(jié)果進(jìn)行反思與優(yōu)化。其中，學(xué)生在表1最后一條標(biāo)準(zhǔn)上最易丟星，原因在于學(xué)生尚缺乏證據(jù)意識，常常脫離圖像敘述其歸納的結(jié)論。

除展示與交流科學(xué)探究所發(fā)現(xiàn)的科學(xué)規(guī)律之外，學(xué)生還要進(jìn)一步交流與分享這節(jié)課關(guān)于科學(xué)方法（例如圖像法）的學(xué)習(xí)體會與心得，以此全面提升科學(xué)素養(yǎng)。

綜上，應(yīng)用前生評價量表進(jìn)行探究教學(xué)，使學(xué)生在高質(zhì)量完成科學(xué)探究活動的同時，歸納出圖像法處理數(shù)據(jù)的一般要求，有助于學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識分析與論證的科學(xué)方法與思維，體會實事求是、基于證據(jù)的科學(xué)精神。依照自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)理論，學(xué)生能夠通過計劃、自我表現(xiàn)、自我反思三個階段，實現(xiàn)對學(xué)習(xí)整個過程的主動調(diào)節(jié)和控制［4］。前生評價量表，為學(xué)生提供了進(jìn)行計劃、自我表現(xiàn)以及自我反思的機(jī)會，整個過程都能激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知與元認(rèn)知過程，強(qiáng)化學(xué)生自身于學(xué)習(xí)過程中的主體作用。當(dāng)然，由于應(yīng)用評價量表進(jìn)行科學(xué)探究教學(xué)是一個復(fù)雜的綜合性問題，學(xué)生發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)也不可能一蹴而就，因此我們應(yīng)在單元乃至學(xué)科視角下整體規(guī)劃量表的研制與使用，開展更多的教學(xué)實踐，在不斷反思中前進(jìn)。□◢