陕西省教育科学研究所孙宝英

　　【内容摘要】科学探究是科学教育的核心理念已成为共石，而评价与教学过程同等重要。美国枯巴和林肯对评价领域的划分具有一定的权威性，在国际教育评价项目中主要采用TIMSS、PISA、NAEP三种测评，在科学教育界采用的评价方式，除了效度最高、但成本也最高的观察方式外，还开发了工作单、计算机模拟、纸笔测验等替代方式。我国对于探究式教学下的评价与考试命题研究，目前操作性和理论性较为欠缺，在我国特殊的国情下，怎样用考试命题来推动科学探究教学目标的实现，探究式教学应如何评价、探究性试题的编制现状如何、对不同的探究环节应怎样去设计相对应的不同层次的试题等方面的研究都较少。我们要从调查科学探究的课程目标实施状况、探究性试题的编制现状入手，在探究性试题的考查目标、设计意图、题型特征、不同的探究角度和不同的探究水平的试题设计策略，以及测评量表的开发等方面加强研究。

　　【关键词】科学探究教学评价考试命题研究现状启示

　　随着科学技术的迅猛发展，人才的竞争日趋激烈，如何更好地培养学生的主动学习精神、发展其创新意识和能力是当前教育教学中的重要课题。科学探究是科学教育的核心理念已成为共识，很多国家颁布的科学课程标准都十分强调培养学生的科学探究能力和发展学生对科学探究的理解。基于对探究式科学教育评估的急迫需要，2005年9月在瑞典首都斯德哥尔摩召开了国际探究式科学教育评估工作会议[1]。可见科学探究能力的评估正在成为世界科学教育专家关注的焦点，探究式教学及其测评势必成为我国课程改革中的热点和难点。

　　一、探究式教学评价的研究现状

　　以物理科为例，新课程中提出的探究式教学与传统的教学相比，尽管都是围绕概念和规律来进行，但是传统教学中，比较常用的是演绎式的教学方法。教学中一般由教师讲解概念和规律，并给出一些实际的例子，或是让学生动手实验。要求学生掌握之后能够举一反三地运用所学知识解决问题。而现在提倡的探究式教学是一种归纳式的教学方法。让学生从自己身边的事实或问题出发，逐步建构出概念或规律来，亲历知识形成的过程，在掌握知识的同时，学会探究的方法，培养探究的能力。期望学生不仅能将结论举一反三，而且能将探究的能力扩大到探究其他问题上。西方发达国家从20世纪60年代的科学课程改革以来进行了大量有关的研究和实践，美国《国家科学教育标准》在界定探究学习能力时，对提出问题、制定调查研究计划并付诸实施、利用有关工具和技术收集数据、对证据与解释进行批判性地逻辑地思考、分析或交流其他解释方法以及科学论点等都极为重视，并对不同层次的学生提出了不同程度的探究教学要求。英国颁布的关于中小学科技教育的新法令强调：在科学探究中要培养学生提出问题、做出预言与假设、观察、测量及操作变量、解释结果并评价科学证据等能力。我国在《物理课程标准》中，将科学探究能力划分为提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作七项要素[2]。

　　美国的第一次科学教育出现问题的一个重要原因是“对许多科学教师而言，探究和发现的理念

　　太陌生，他们认为这些程序对一般学生来说太花时间、太困难。对学生实施的标准化测试并未基于新课程的理念，这些测试集中关注大量的科学事实，而没有注意新课程中的过程和探究的维度”[3]。因此，评价是与教学过程并行的同等重要的过程。美国教育家枯巴和林肯在《第四代教育评价》的专著中，对评价领域发展的划分具有一定的权威性。他们指出[4]：第一代评价为测验和测量时期，其标志为评价就是测量，评价者的工作是测量技术员的工作，即选择测量工具、组织测量、提供测量数据；第二代评价为描述时期，其基本特征是对“测验结果”进行“描述”，将评价过程视为教育结果与预设目标相对照的过程。评价的关键是确定清晰的、可操作的行为目标，与第一代相比，使评价走上科学化的历程；第三代评价为判断时期，其基本特征为把评价视为价值判断的过程。前两代没有涉及到“价值判断”，但是第三代评价不仅把这个问题引入评价，而且把它作为评价的关键。评价者的责任不仅要运用一定测量手段去收集各种参数，而且还要帮助制定判断标准与目标。第三代评价确认了价值判断是评价的本质，确认了评价的过程性。许多新的评价理论如“形成性评价”、“目标游离评价”、“内在评价”等在这一阶段产生；第四代评价上世纪80年代从美国兴起，这个时期的教育评价提出了“共同构建”、“全面参与”、“多元价值”的评价思想。其特征为把评价视为评价者和被评价者“协商”进行的共同心理构建过程，倡导尊重每一个个体的主体性，称为建构时期。产生于教育实践中的“档案袋评定”、“苏格拉底式研讨法”等都与枯巴和林肯所谓的第四代评价有着相同的理念和追求[5]。目前，这种评价思想正为越来越多的人所接受，且在评价实践中得到广泛尝试和运用。从上世纪30年代开始，先后提出的教育评价模式有美国泰勒的“行为目标模式”，把学生的行为目标作为评价的主要依据；以斯塔弗尔比姆为代表的“决策中心理论派模式”，认为评价不应局限于确定目标达到程度，重要的是为教育决策提供信息；以斯克里文为代表的“目标游离模式”，认为实际进行的教育活动，除预期效果之外，还会产生各种非预期的效果。为了能全面地评价教育活动的效果，他们主张不把预定的评价目的告诉评价者，以利于评价者搜集全部有关方案和计划信息；Stake的“应答模式”，是以直接从事教育活动的决策者和实施者所提出的问题为先导，通过“对话”做出评价；还有以欧文斯和沃尔夫为代表的“对手模式”，认为要让正反双发充分陈述自己的观点，展示自己的证据材料，采取准法律过程进行评判。

　　探究式教学的评价是物理课程的重要组成部分。对于科学探究能力的测评，目前在国际教育评价项目中主要采用三种方法，分别为国际教育成就评价协会的TIMSS测评、国际学生评价项目的PISA测评和美国教育进步评价项目的NAEP测评[3]。TIMSS的测评框架由科学内容、认知和科学探究三个方面构成。其中科学探究的测评目标分五个方面：一是观察和测量，包括观察的记录、用简短的语言叙述观察过程、物体或变化的测量、选择合适的测量工具、估计测量和了解精确度。二是发现问题并找出解决问题的方法，包括认识问题、提出工作想法、选择检验的合适手段、设计适当的实验方法。三是解释数据和系统概括，包括实际数据的加工、用函数关系来表达、根据数据及其关系寻找结果、根据数据评价假设、根据发现的关系概括结论。四是建立或修正理论模型，包括对理论模型需求的认识、模型的理论化、模型满足关系的证明、从一种理论模型推出新假设、模型检验的说明和评价、纠正、加工和引申模型的公式。五是科学知识和科学方法的应用，包括在相同或不同的领域里用于新的问题、应用于科学以外的问题；PISA的测评框架包括科学概念、科学过程技能和科学情景三方面。其科学过程技能的测评目标也分五个方面：确定探究的问题、确定探究中需要的证据、得出或评估结论、传播有效的结论、证明对科学概念的理解；NAEP的测评框架由科学领域和认知领域两个方面的要素构成。其中认知要素分为概念理解、科学探究及推理。对科学探究的测评目标则为从科学家的科研活动中抽取的13种科学方法或过程技能，分别为观察、应用时空关系、分类、数字应用、测量、交流、预测、推理、解释数据、控制变量、建立假设、操作定义、实验。从测评方式看，TIMSS和PISA测评采用的是纸笔测验，而NAEP既有纸笔测验也有实验动手操作技能的考查。这对那种认为纸笔测验无法考查学生的科学探究水平是一个很好的反证。可见只要试题设计得合理，同样可以有效地测量学生的科学探究能力水平。三者所用的题型既有客观题也有主观题，通过客观题来考查学生对科学探究的理解；通过主观题如开放性试题，以检测较高层次的科学探究能力水平。

　　多年来，国际科学教育界也一直在探索科学探究能力的评价方式。除了效度最高、但成本也最高的观察方式外，还以此为基准，开发了工作单、计算机模拟、纸笔测验等替代方式[6]。所谓“观察”是指教师对学生的探究进行直接观察，并根据预先制定的评分标准进行评价。一般采用一（教师）对一（学生）甚至二对一的观察。在一些大规模评价中，受直接观察所需的人力、物力、时间等高成本限制，观察的往往是一些花时间较少的部分过程，很少观察完整的探究过程。例如，在英国有大规模评价科学探究能力的传统，但也主要是通过观察来评价学生低水平的操作和观察技能。“工作单”是指让学生把探究的过程和结果记录在工作单上，然后教师根据评分标准来进行评价。若按照提示的程度来划分，工作单有三种类型：第一种是无提示的开放性工作单，要求学生把探究过程和结果写在空白的工作单上；第二种是一般提示的结构性工作单，要求学生按照提示的结构来描述探究过程和结果；第三种是充分提示的具体工作单，它针对具体探究任务一步步地引导学生探究并记录。显然，第一种工作单适用于不同的探究任务，有利于高水平学生发挥创造性和灵活性，但对中下水平学生不利，同时评分者也难以准确把握评分标准；第二种工作单也适用于不同的探究任务，其适度的开放性适合于大多数学生；第三种工作单只适用于某个探究任务，其过度的引导限制了高水平学生的灵活发挥，但有利于中低水平学生，也可提高评分信度。由于工作单的运行成本低于观察方式，一个教师可以监考一个班级的学生，因此工作单尤其是结构性工作单在国际上被大量运用。尽管工作单比观察减少了人力和时间，但所需探究器材并未减少，解决这一问题的方案之一是“计算机模拟”。让学生在计算机模拟情境中操作鼠标，计算机自动对学生的操作进行打分。计算机模拟开发成本较高，但运行成本很低，可随时随地评价、即时评分，还保存着学生探究的全部记录，对形成性评价比较有用。相比前几种评价方式，纸笔测验开发和运行的总体成本很低，可以大题量开发、大样本测试，而且评分信度很高，因此很多研究者对纸笔测验工具的开发乐此不疲。初期的纸笔测验工具主要是针对具体课程的，但由于这些测量工具无法迁移到其他课程，因此有些研究者后来又开发了一些通用的测量工具。如Dillashaw等人开发的著名的TIPS，可测试学生的多项综合过程技能，如形成假设、定义变量、控制变量、操作变量、制定探究计划、解释数据。这是一项相当成熟且被广泛运用的测验工具。大量研究表明，对于设计良好的现场观察，教师能可靠、有效地评价学生的探究能力。但是，由于探究任务的抽样变异很大，学生可能在某些探究任务得分高，但在另一些探究任务得分低，因此仅通过一两个探究任务来评价学生的一般探究能力，既不可靠也不公平。然而，多任务的探究对大规模的评价来说，其成本更难承受。通过进一步对低成本的工作单、计算机模拟和纸笔测验等替代方式与现场观察的可交换性的研究发现，与观察可交换性依次降低的是工作单、计算机模拟、纸笔测验。

　　二、对探究式教学下考试命题研究的启示

　　目前，我国科学教育各个学科都出台了相应的课程标准，将科学探究作为科学教育的核心内容，提出了科学探究的要素和程序。但总的说来课标的描述比较模糊，教科书中涉及的相关习题也几乎是空白。从我国新一轮基础教育课程改革以来，探究式教学提出的时间仅仅七年多时间，大多关于探究教学的研究是从现在学生缺乏探究能力出发，研究如何通过探究式教学提高学生的探究能力。对于探究式教学下的考试命题研究，也多集中于对个案的反思评析、考题的分析归类上，操作性和理论性较为欠缺。对在探究教学与考试命题的相关性，尤其是在我国特殊的国情下，怎样用考试命题来推动探究教学目标的实现，几乎没有相关的比较系统的研究。探究式教学应如何评价、探究性试题的编制现状如何、对不同的探究环节应怎样去设计相对应的不同层次的试题等研究都还很少。迄今为止，我国大多数地区和学校仍然把标准化测验作为大规模考试评价的惟一方式。

　　因此，要促进科学研究的教学，就必须采取与其相一致的评价方式。上述有关探究式教学评价的广泛而深入的研究，无疑对正在进行的科学教育课程改革、为选择或设计评价方式及考试命题提供了非常有价值的启示和借鉴。面对现实，有针对性地深入系统地进行探究式教学下的标准化考试命题实践研究，对科学教育工作者来说既是一项极具挑战性的紧迫任务，又具有较强的实践意义和理论意义。我们要力图在以往研究的基础上，寻找出中学生科学探究的能力、以及对探究的理解的考查方法，求得探究性试题设计在操作层面的新的突破。通过研究，促使探究性试题的设计思路更清晰，编制方法更科学，为进一步促进科学探究课程目标的实现，更好地培养学生的科学探究能力提供必要的指导。在研究过程中要从以下几方面做进一步的探索。

　　1.对物理学科科学探究的课程目标实施状况进行调查分析。物理课程标准将科学探究既作为课程目标之一，又作为学习内容的重要组成部分，同时它也是教师教物理和学生学物理的重要方法[6]。但是，探究式教学在我国毕竟处于尝试推行阶段，了解教师对探究式教学的认同情况，调查不同层次学校探究教学目标和教任务的落实程度，以及实施探究教学过程中存在的困惑或问题等是十分必要的。

　　2.调查了解目前探究性试题的编制现状及其存在问题。标准化考试命题是促进探究式教学目标

　　实现的重要途径，是无法回避的现状。全国各地的中考试题无不具有“探究”类题目，通过调查分析探究性试题内容的编制现状和存在问题，进而寻找在考试命题中落实探究式教学目标的方式和途径，探讨在具体题目中体现教学目标的编制原则和方法，以及与科学探究能力七项要素相对应的试题编制策略，搞清楚成功与不足，可为进一步研究奠定重要基础。

　　3.对探究性试题的考查目标、设计意图、题型特征等进行调查分析。作为考试而言，首先要考虑的就是考查目标，这是试题设计的关键。要研究如何考查学生的科学探究水平和对探究的理解程度，不仅跟探究的内容有关，而且跟评价的方式、评价的效度信度有关，所以探讨论证标准化考试中探究性试题的考查目标、考查方法和题型特点应是研究的重点。

　　4.探索对不同的探究角度和不同的探究水平的试题设计策略，这是研究要突破的难点。如前所

　　述，物理课程的科学探究分七个不同的角度，内容任务不同的探究侧重点也不同，学生在参与过程中自主探究的程度、探究的水平层次都是要考虑的因素，在设计大规模考试的试题时，如何去把握，采取哪些编制策略，都需要艰苦的探求。

　　5.要开展探究式教学下的考试命题研究，还要解决测评量表的问题，目前由我国研究者自行编制的适合我国国情的原创性测评量表还比较少，因此，此项工作的开发对丰富和完善探究教学评价的理论非常必要。