《学生科学探究行为的评价》

2008年9月,无锡市初中物理教学全面起用刘炳升教授主编的苏科版《物理》教材,该教材在编写时把“探究活动”作为“构建物理基本知识结构、提高学生科学素养、体现课程理念”的主线,“探究行为”也成为物理课程学习的核心行为.因此,开展“学生科学探究行为的评价”研究,通过评价指导学生规划、改进探究行为,促进教师改进探究行为的设计,从而提高达成教材中具体任务的学习目标的效度,培养学生的探究能力,无疑是极具实践意义的.基于此,我们课题组申报了江苏省十一五立项课题《学生科学探究行为的评价》,通过历时三年(2009.1～2011.11)的研究,取得了一些成果,也希望在“冲击‘瓶颈’——物理教学评价”方面给一线教师以启迪.

1.研究内容和技术路径

课题研究以江苏省锡山高级中学实验学校初二、初三学生为研究对象,以苏科版初中《物理》课堂教学实施为平台.重点研究四项内容：一是物理义务教育阶段内不同学程的科学探究能力目标的划分；二是针对教材中具体科学探究任务的探究行为评价量表的制定,探究行为通用评价量表的研制；三是课堂教学中学生科学探究行为评价的操作策略；四是提高课堂教学中学生科学探究行为设计效度的策略.具体技术路径如图1.

研究过程中,根据课程标准的要求和教材整体设计意图选定典型探究任务.依据课程标准及学情确定学习目标,依据学习目标设计探究行为并制定评价量表,在教学过程中比对任务目标完成目标达成效度和探究行为评价.学生通过自我评价发现自身学习上的问题,改进自身探究行为,教师利用评价结果来诊断学生学习中存在的问题,调整探究行为的设计.研究的关键点是任务目标的确定和针对任务的行为设 计；重点是行为评价量表的制定,实施评价过程中真实、有效地获取学生行为表现的信息；研究效度的检测方式是同任务目标进行比较.需要说明的是该路径具有循环性,意味着行为设计和评价具有生成性和需要不断优化.

2.主要研究成果概述

2.1 “学生科学探究行为评价量表”的研制

2.1.1 依托标准,确定义务教育阶段物理探究能力培养的基本目标要求

课题组对比分析初高中物理《课程标准》,剔除其中的“意义性”描述,例如“认识发现问题和提出问题对科学探究的意义”等,保留具体可以以行为方式呈现的基本能力要求.从高中物理学习需要的角度思考,提出能力发展方向,确定了义务教育阶段科学探究能力培养的六项基本的目标要求(以A、B、C、D、E、F表示).

A.观察与描述：能明确观察目的,简单描述所观察物理现象的主要特征.

B.提问和猜想：能在观察物理现象或物理学习过程中发现一些有价值的问题,提出问题并做出合理的猜想.

C.设计和操作：能正确拟订简单的科学探究计划和实验方案,独立或在老师指导下选择实验器材.认识科学研究方法的重要性,能利用控制变量法探究多变量问题；能独立或在老师指导下按照方案正确操作.

D.信息收集和处理.能积极参与探究,并能利用不同渠道收集信息；掌握基本信息处理方法,会用图象处理数据信息；有对信息的有效性作出判断的意识.

E.分析与概括.能从物理现象和实验信息中归纳简单的科学规律,能用已知的科学规律去解释某些具体问题；有初步的分析概括能力.

F.评估与交流.能书面或口头用物理语言表述自己的观点,具有评估和听取反馈意见的意识；有初步的信息交流能力.

2.1.2 基于学生,确定苏科版《物理》教材中典型探究任务及能力培养目标要求

课题组系统梳理了苏科版《物理》教材中的探究活动,依据初中物理学习中科学探究能力的培养目标要求和构建初中物理知识体系必备的章节重点知识内容,基于学生学习情况调查.选定了教材中待研究的典型任务,其中八年级选定12项典型探究任务,九年级选定11项典型探究任务,并分析确定了具体任务的能力培养目标要求(见表1).

由上述列表可以看出,八、九年级探究能力培养的目标要求具有层进性质,其中八年级更加注重观察和描述、提问和猜想、操作与信息收集、交流与合作；九年级除继续关注前四项以外,逐步关注设计实验、信息处理、分析概括,提倡评估.

2.1.3 针对典型探究任务,制定适于学生自评和教师观察的“科学探究行为评价量表”

针对上述典型探究任务,为促进任务学习目标的达成和评价学生科学探究行为的效度,课题组在评价量表的制定上采用“以探究任务定量表”的思路研制了第一类评价量表.此类量表依托具体任务,依据学习过程确定评价点,依据学习任务目标确定预设标准,评价时与“预设标准”相比较,确定达成度(具体样例见表2).

说明：1.在“能达成预设标准”和“不能达成预设标准”栏目中画“√”；2.若确定为不能达成,尽可能写明原因. 实践证明,此类任务型量表,可以依托具体任务更为显性地描述出具体的探究行为要求,且没有等次确定带来的繁琐,更利于学生自评,自评的结果便于学生发现自身在达成任务目标的过程中存在的有待改进之处.但是,此类量表不便于纵向呈现学生能力发展状况.

2.1.4 开发通用评价量表,完善探究行为评价

为解决任务型量表的缺陷,课题组启动了学生科学探究行为通用评价量表的研制.具体过程如下：

依托课程标准,分析教材,初定评价权重.把《课程标准》提出的科学探究能力的七个要素“提出问题；猜想与检测设；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”作为一级指标.课题组统计分析了人教版、北师大版、苏科版、沪科版初中物理教材,以苏科版、沪科版教材为主要基准,依据《课程标准》提出的主要探究任务,梳理出七个科学探究要素的分布概率,初步确定各要素的评价权重.

统计要素考查比例,修订一级指标权重.课题组统计分析了江苏省及无锡市五年中考真题(06-10)、上海市五年中考真题(06-10),结合课堂实际操作,进一步修订一级指标权重.

微观分析“对科学探究能力的基本要求”,细化行为评价的二级指标.结合试卷分析和问卷调查,微观分析对科学探究能力的基本要求,再转化为外显的学生探究行为,得到行为评价的二级指标,即表3中的“科学探究行为评价指标”,在此基础上制定出通用评价量表.具体如下：