尚秀芬

基于科學素養(yǎng)的小學科學學業(yè)測評

尚秀芬

科學教育的目的是培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，這已成為科學教育界的共識。現(xiàn)代科學教育強調(diào)學生掌握科學領(lǐng)域的核心知識、發(fā)展科學思維、提升運用科學解決問題的意識和能力。目前，小學科學測評仍以考查科學知識識記為主，制約了科學教學改革。本文基于山西省近幾年小學科學學業(yè)測評實踐，分析小學科學學業(yè)測評的現(xiàn)狀，思考基于科學素養(yǎng)的小學科學學業(yè)測評的內(nèi)容和方法，以期通過有效測評引領(lǐng)科學教學改革，促進學生科學素養(yǎng)提升。

科學素養(yǎng)；科學學業(yè)測評；表現(xiàn)性測評

測評就是測量與評價，即基于測試對學生的學業(yè)狀況獲得具有一定說服力的數(shù)據(jù)事實，并依此對學生學業(yè)狀況作出判斷。按在教學中運用的時機，測評可以分為形成性測評和終結(jié)性測評。本文重點關(guān)注的是終結(jié)性測評。終結(jié)性測評是一個階段教學任務(wù)結(jié)束后，通過測量對學生的學習成果作出價值判斷，其目的是測查學生學業(yè)達到了什么程度，判斷教與學的得失，評定并報告學生的階段性學業(yè)成就。

小學科學的終結(jié)性測評一般在學期末進行，測評的重點是課程目標的達成度。小學科學課程目標是培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，那么，科學測評理應(yīng)覆蓋科學素養(yǎng)的各個方面。而目前基于科學知識機械記憶的測評依然占據(jù)小學科學測評的主要位置，考試改革滯后，制約了小學科學課程的改革，制約了學生科學素養(yǎng)的有效提升。本文以近年來山西省小學科學學業(yè)測評為例，探討基于科學素養(yǎng)的小學科學測評，以期通過有效的測評引領(lǐng)課堂教學改革，促進學生科學素養(yǎng)提升。

1 測評現(xiàn)狀

山西省2011年開始組織義務(wù)教育階段試卷評估工作。目前已經(jīng)建立了縣（區(qū)）自評、市級評估、省級抽查及對市級評估工作進行評估的試卷評估機制，建立了試卷評估結(jié)果報告及試題“紅黑榜”反饋制度。依據(jù)評估結(jié)果，近幾年小學科學學業(yè)測評主要存在三方面的問題。

1.1 科學知識測評偏重識記，忽視理解與應(yīng)用

2001年基礎(chǔ)教育課程改革將自然課改為科學課?！犊茖W（3—6年級）課程標準》（實驗稿）明確指出，小學科學以培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)為宗旨，科學素養(yǎng)包括科學探究、科學態(tài)度、科學知識，強調(diào)科學知識的理解和應(yīng)用[1]。然而新課程實施已達15年之久，小學科學的測評依然以考查學生對科學知識的機械記憶為主要內(nèi)容。

以一份四年級試卷為例。在所有評估試卷中，這份試卷處于中上等水平，題型多樣，有選擇題、判斷題、連線（匹配）題、填空題、簡答題等?？疾閮?nèi)容也較為廣泛。以填空題和判斷題為例（見題例1、題例2），有科學知識，有科學研究的方法（如填空題、判斷題3、判斷題4），有科學史（如判斷題1、判斷題2）。僅就這些內(nèi)容對認知水平的要求來看，只要學生記住背會就能得分，均處于識記層面。

題例1

填空

當你為解決某個問題需要查閱資料時，可以通過____、___、___等途徑來獲取。

題例2

判斷正誤

1.人類模仿鳥發(fā)明了飛機。（ ）

2.日晷是我國古人制作的測時儀器。（ ）

3.從校園沙盤模型上可以看出整個學校的布局。（ ）

4.讀取溫度時，應(yīng)等溫度計的液柱停止上升或下降時再讀。（ ）

選擇題屬客觀題，使用較多，其優(yōu)點是覆蓋面大，答案唯一，評分客觀，能夠考查多種能力。簡答題為主觀性試題，其優(yōu)點是可以了解學生的思維過程，考查學生的綜合能力。但這兩種題型中的一些試題同樣偏重于考查學生對科學知識的識記，如題例3和題例4。

題例3

選擇題

1.下列動物中不喜歡在夜間活動的動物是（）。

A.蛾子 B.田鼠

C.蝴蝶 D.貓頭鷹

2.杰出的科學家（ ）經(jīng)過長期觀察、研究，提出了“日心說”。

A.林奈 B.哥倫布

C.牛頓 D.哥白尼

題例4

簡答題

1.怎樣使地面上運動的小車停下來，請你寫出四種方法。

2.一天中，陽光下同一物體影子長度的變化與太陽的東升西落有什么關(guān)系？

1.2 科學探究能力測評有名無實

盡管一些試卷明確設(shè)有“科學探究”或“觀察實驗”的板塊，但很多探究性試題指向課堂觀察實驗的簡單再現(xiàn)。

題例5

寫出你們“制作蝶的標本”的活動過程。

活動材料：

活動過程：

題例6

會設(shè)計實驗研究拉力與彈簧拉伸長度之間的關(guān)系。

我使用的材料是：

我的實驗步驟是：

我的實驗結(jié)論是：

題例7

我會使用彈簧稱量力的大小。

（1）使用前先檢查指針是否在______處。

（2）讀數(shù)時，視線要與指針______。

（3）被測的力不可超過彈簧稱標定的______。

題例8

回顧做過的實驗，填寫下面的科學文件夾。

問題 小車運動的快慢與什么因素有關(guān)？假設(shè)保持不變的量需要改變的量實驗過程實驗結(jié)果

題例9

這一學期，我們在科學課上做了不少對比實驗，也從中驗證了很多自己的猜想，一定讓你很有成就感吧！請你設(shè)計一個對比實驗，驗證自己的假設(shè)并得出結(jié)論。

問題：___________假設(shè)：____________

實驗設(shè)計與記錄：

實驗結(jié)果最后結(jié)果第一次 第二次 第三次

以上試題，雖然題干中用了“你們制作……”“會設(shè)計實驗研究……”“我會使用彈簧秤……”“回顧做過的實驗……”“請你設(shè)計一個對比試驗……”等體現(xiàn)實際動手做的表述，意在引導教師在教學實踐的層面上組織學生開展探究活動，進行觀察實驗，但反觀學生作答的過程，不難發(fā)現(xiàn)，只要學生背會這些內(nèi)容，即便沒親自做過這些實驗，也能拿高分，根本談不上區(qū)分學生科學探究諸項能力的水平層次。尤其是題例9，學生要想答好此題，不僅要背記實驗過程，還需要背記（抑或編造）實驗數(shù)據(jù)，因為考場上是無法獲取這部分數(shù)據(jù)的。顯然這不是科學課程對科學探究的期望，也不是命題者對學生探究能力的期望?？梢?，對于科學探究的測評，目前很多命題者有理念缺做法。長此以往，科學教學將由過去的講知識、背知識轉(zhuǎn)向講實驗、背實驗。

1.3 測評內(nèi)容偏離科學學科領(lǐng)域

隨著科學課程改革的不斷深入以及國際科學教育研究新成果對我國科學教育的影響，科學的實證性和邏輯性越來越在教育實踐中受到重視。一些科學教育者已經(jīng)走出了將科學探究能力等同于觀察實驗?zāi)芰虺淌交目茖W探究過程的誤區(qū)，對科學探究的理解升華為科學實踐。他們不僅關(guān)注外顯的研究問題的具體方法，更加關(guān)注學生科學思維的發(fā)展水平，關(guān)注學生收集證據(jù)、基于證據(jù)形成結(jié)論的能力。目前一些試卷已經(jīng)出現(xiàn)考查這些能力的試題，但遺憾的是，其中許多試題測評點偏離了科學領(lǐng)域，偏向其他學科能力。以下面這道題為例：

題例10

下面是某校三個小組的同學“研究小車運動的快慢”的一張實驗記錄表。請仔細分析后，寫出結(jié)論并說明原因。

距離：100厘米小組的小車時間（秒）第一小組的小車第二小組的小車第三小組的小車5 6 8

結(jié)論：第___小組的小車跑得最快，因為____。

這道題給出一組數(shù)據(jù)，希望學生通過數(shù)據(jù)得出結(jié)論。初看似乎是測評學生運用數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，這是我們所追求的科學能力的一部分?？勺屑毞治?，這是研究影響小車運動快慢的因素的實驗，但測評的結(jié)果，只要學生掌握了“速度”問題，就能得分，既沒涉及控制變量的問題，也沒建立小車運動快慢與影響因素的聯(lián)系。由此看來，此題考查的是數(shù)學問題，而不是科學問題。類似的試題還有：給出一組數(shù)據(jù)，請學生畫出柱狀圖或折線圖，或直接給出一個柱狀圖或折線圖，讓學生看圖回答問題。貌似測評分析和整理數(shù)據(jù)、依據(jù)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的科學能力，實則測評的重點偏向了數(shù)學學科能力。此外，常常有試題意在考查表達記錄能力，實則測評重點偏離到美術(shù)的繪畫能力或語文的寫作能力；也有的試題意在考查科學的情感態(tài)度價值觀，實則測評的重點偏離到了品德與社會學科素養(yǎng)方面。

2 測評內(nèi)容

盡管近幾年我國一些地區(qū)對小學科學測評進行了有意義的探索，但以科學知識和科學方法的記憶或課堂教學活動的簡單再現(xiàn)為主要測評內(nèi)容依然是目前我國小學科學教育存在的普遍問題。這一狀況帶來了教師教、學生學的諸多尷尬，極大制約了小學科學課程的改革。只有確定基于科學素養(yǎng)的測評內(nèi)容，才能讓理念真正落地，將基于科學素養(yǎng)的科學教育引向深入。

2.1 對科學素養(yǎng)的再認識

科學課程以提升學生科學素養(yǎng)為宗旨已是共識，但不同時期、不同群體對科學素養(yǎng)的描述各不相同。

美國國家研究理事會在2007年的一份報告中指出，科學素養(yǎng)包括四個方面：能夠理解和運用對自然界的科學解釋；能夠概括和評價科學證據(jù)和科學解釋；能夠理解科學知識的本質(zhì)和發(fā)展過程；能夠積極參與科學實踐和科學討論[2]。

美國國家課程標準對于科學素養(yǎng)的描述是：科學素養(yǎng)是指了解和深諳進行個人決策、參與公民事務(wù)和文化事務(wù)、從事經(jīng)濟生產(chǎn)所需要的科學概念和科學過程。

經(jīng)合組織（OECD）在PISA項目中關(guān)于科學素養(yǎng)的描述為：科學素養(yǎng)是應(yīng)用科學知識來確定問題、得出具有證據(jù)的結(jié)論的能力，以便人們理解并作出關(guān)于自然界的決定。

我國最近公布的《中國公民科學素質(zhì)基準》和《小學科學（1—6年級）課程標準》（修訂稿）對科學素養(yǎng)的界定是：了解必要的科學技術(shù)知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，具有一定的應(yīng)用它處理實際問題、參與公共事務(wù)的能力[3][4]。

2.2 測評內(nèi)容的定位

具有科學素養(yǎng)的人是具有并能利用、會利用科學知識的人，是具有科學能力、科學態(tài)度及社會責任感的人。因此，基于科學素養(yǎng)的小學科學測評內(nèi)容應(yīng)該包括科學知識、科學能力、科學態(tài)度與社會責任。

2.2.1 科學知識

目前，國際科學教育界關(guān)于科學教育還有另外一種共識，即強調(diào)要教給學生科學的核心概念（也稱“大概念”或“大觀點”）。這些概念是本領(lǐng)域的核心知識、關(guān)鍵知識，是能夠建立起知識與知識之間聯(lián)系的知識，而不是一堆由事實和理論堆砌的知識。正如英國教育家溫·哈倫所說：“科學教育的目標不是讓學生獲得一堆由事實和理論堆砌的知識，而應(yīng)是趨向于核心概念的學習進程，這樣做有助于理解與他們生活相關(guān)的事件和現(xiàn)象。我們把這些核心概念稱為科學上的‘大概念’?！薄翱茖W教育所扮演的重要角色，不是交給學生‘全部事實’，而是使學生構(gòu)建足夠充分的核心知識……”[5]因此，科學測評所選擇的知識應(yīng)該是科學領(lǐng)域核心的知識，而不是那些孤立的碎片化的科學事實。小學科學課程內(nèi)容包括生命科學、物質(zhì)科學、地球與宇宙科學、工程與技術(shù)四大領(lǐng)域，應(yīng)圍繞這些領(lǐng)域的核心概念組織測評內(nèi)容，重點考查學生對這些核心概念的理解與應(yīng)用。

2.2.2 科學能力

有關(guān)科學素養(yǎng)的各種觀點均強調(diào)學生提出問題的能力、基于問題收集證據(jù)的能力、依據(jù)證據(jù)形成結(jié)論的能力以及表達和交流自己觀點的能力。這些能力統(tǒng)屬科學探究的能力。其中，基于問題收集證據(jù)的能力包括設(shè)計觀察實驗、制定研究方案的能力以及正確使用觀察、實驗、調(diào)查、查閱資料等方法收集信息獲取證據(jù)的能力?？茖W思維是科學能力的重要組成部分，融入科學探究過程的諸多環(huán)節(jié)中。然而，過去的科學教育更多關(guān)注的是外顯的科學探究的過程性技能，忽視或淡化了科學思維的水平表現(xiàn)。目前，國際科學教育界越來越重視科學思維的培養(yǎng)。我國發(fā)布的高中各學科核心素養(yǎng)中，理科各學科均包含了“思維”這一要素：物理學科為科學思維；化學學科為證據(jù)推理與模型認知；生物學科為理性思維；地理學科為綜合思維。因此，小學科學能力的測評內(nèi)容還應(yīng)該包括科學思維能力?？茖W思維包含模型建構(gòu)、科學推理、科學論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。小學生的科學思維水平表現(xiàn)為：能夠根據(jù)已有知識、經(jīng)驗作出假設(shè)；能基于證據(jù)進行分析推理形成結(jié)論；能夠用簡單的模型闡釋事物的結(jié)構(gòu)和事物間的聯(lián)系等。

2.2.3 科學態(tài)度與社會責任

科學態(tài)度是指個人在研究科學時所持有的觀點、看法和內(nèi)心感受。與以往相同的是，科學教育依然關(guān)注學生對科學本質(zhì)的認識、對待科學探究的興趣和實事求是、敢于質(zhì)疑、追求創(chuàng)新的品質(zhì)。值得注意的是，培養(yǎng)學生積極參與與科學有關(guān)的社會公共事務(wù)的意識和能力，即具有社會責任感，成為當今科學教育的共同追求之一。我國發(fā)布的高中理科學科的核心素養(yǎng)均將責任感納入其中。小學科學測評應(yīng)包括引領(lǐng)學生關(guān)注環(huán)境、資源等與科學有關(guān)的話題，積極參加相關(guān)活動。

題例11

三年前，生活在草坪區(qū)的孩子們常常會聽到附近西山上有隆隆的炮聲，順著炮聲看過去，那里塵土飛揚。走到近處，看到許多大塊巖石落下來，工人們將這些巖石裝上汽車準備賣到外地。這樣的采石場在草坪區(qū)大大小小有幾十個，依靠它維持生活的家庭數(shù)以百計?，F(xiàn)在我們已經(jīng)看不到這種現(xiàn)象了，據(jù)了解政府規(guī)定取消了這些采石場。為此，許多家庭不得不賣掉閑置的汽車而外出打工。你認為政府這項規(guī)定合理嗎？說說你的理由。

這道開放性試題用發(fā)生在學生身邊的真實事件引領(lǐng)學生關(guān)注資源和環(huán)境，體現(xiàn)了命題者對學生社會責任感的關(guān)注。

3 測評實踐

目前用于科學終結(jié)性測評的主要方式有計算機交互式測評、表現(xiàn)性測評和紙筆測試。

3.1 計算機交互式測評

計算機交互式測評是一種新的科學測評方式，國際測評項目NAEP包含了這樣的試題。它將傳統(tǒng)的實驗任務(wù)融入到計算機考試中。好的計算機交互式測評試題可以讓學生在計算機上模擬真實情景完成一項任務(wù)，在解決問題的過程中考查學生設(shè)計方案的能力、使用實驗儀器的能力、收集并選擇有效信息作為證據(jù)形成解釋的能力以及用合適的方式表達自己觀點的能力。這種測評手段使得在有限的考試時間內(nèi)多維度考查學生的科學能力成為可能，彌補了現(xiàn)場操作測評和紙筆測評的不足，是測評學生科學探究、科學思維及解決實際問題能力的一種有效方法。

3.2 表現(xiàn)性測評

表現(xiàn)性測評指在學生現(xiàn)場實際完成一項任務(wù)過程中，對相關(guān)科學知識的認知水平和科學能力的表現(xiàn)水平進行的測評，是綜合測評學生科學素養(yǎng)狀況的一種較好的方法。

要進行表現(xiàn)性測評，應(yīng)設(shè)計基于解決問題的操作性任務(wù)，避免將其等同于單一的觀察實驗技能考查；應(yīng)分別設(shè)計提供給學生和教師的任務(wù)單，保證測評工作有序進行；應(yīng)設(shè)計翔實的評分標準，明確測評點和賦分原則，根據(jù)學生的行為表現(xiàn)分層評價。

題例12

探究問題：

假如你是一個飯店的老板，飯店需要為顧客準備一些喝水的杯子。你希望客人杯中的熱水涼得慢一些。

商店推銷員為你推薦了三種不同材料的杯子：陶瓷杯、塑料杯和紙杯。你會選購其中的哪種杯子？用實驗的方法驗證，并陳述你選購的理由。

具體要求：

1.小組制訂實驗計劃并填寫實驗計劃表。

2.小組根據(jù)實驗計劃進行實驗，填寫實驗記錄表（或自己根據(jù)實驗計劃設(shè)計自己的實驗記錄表來填寫）。

3.根據(jù)實驗現(xiàn)象，個人獨立完成后面“我的分析及結(jié)論”。

給學生的說明：

1.請認真閱讀“探究問題”和“具體要求”。

2.請清點如下材料。

陶瓷杯、塑料杯、紙杯、三塊表（學生自帶）、三支溫度計、標有記號的杯子、熱水。

3.小組成員討論完成實驗計劃，共同填寫一份計劃表，視完成情況三人共同記一成績。

4.實驗記錄表每人填寫一份，視填寫情況記個人成績。

5.獨立完成“我的分析及結(jié)論”，記個人成績。

對教師的要求：

1.以抽簽的方式將學生分成3人小組，以小組為單位作為測試對象。

2.準備“說明”中的材料，研究對象的各種杯子大小可以不同，但要盡可能減小杯子大小和杯口口徑的差別。

3.提醒學生認真閱讀卷后說明。

4.提醒學生測試時間控制在30分鐘內(nèi)。

試題考查了與材料性能有關(guān)的知識，考查了學生根據(jù)給定任務(wù)確定研究問題、利用已有知識和生活經(jīng)驗做出假設(shè)、進行控制變量實驗、正確使用溫度計及基于證據(jù)得出結(jié)論的科學能力，測評了學生描述自己觀點的能力水平，測評了學生從科學、經(jīng)濟、資源等視角思考問題、參與決策的意識和能力以及學生合作的意識和能力，涉及科學素養(yǎng)的諸多方面。

3.3 紙筆測試

紙筆測試是傳統(tǒng)的測評方法，也是目前小學科學終結(jié)性測評的主要方法。紙筆測試的測量工具是試卷。命好一份試卷要做好命題規(guī)劃，明確測評的目的、內(nèi)容和方式，做好雙向細目表，確定測評具體內(nèi)容及各內(nèi)容考量的水平層次及所占比例，選編好試題，研制好評分標準。特別是用于測評學生科學思維水平的開放性試題，應(yīng)提供分層賦分的評分標準。評分標準的科學性和可操作性直接影響著測評結(jié)果的有效性和公平性[6]。

試題是試卷的主要元素。要命制基于科學素養(yǎng)的測評試題，首先要從注重對碎片化知識的記憶轉(zhuǎn)向注重對科學核心概念的理解和應(yīng)用。其次要創(chuàng)設(shè)與學生生活密切聯(lián)系的任務(wù)情境，在解決問題的過程中，綜合測評學生的科學素養(yǎng)水平。

[1]教育部.全日制義務(wù)教育科學（3-6年級）課程標準（實驗稿）[M].北京:北京師范大學出版，2001.

[2]美國國家研究理事會.戢守志，金慶和，梁靜敏，等，譯.國家科學教育標準[M].第2版.北京:科學和技術(shù)文獻出版社，1999: 213-216.

[3]科技部，中央宣傳部.中國公民科學素質(zhì)基準（2010-2020年）[EB/OL].（2016-04-18）[2016-09-19].http://www.most.gov.cn/ mostinfo/xinxifenlei/fgzc/gfxwj/gfxwj2016/201604/t20160421_ 125270.htm.

[4]《小學科學課程標準》修訂項目工作組.小學科學（1-6年級）課程標準修訂稿[EB/OL].（2014年2月19日）[2016-09-19].http:// wenku.baidu.com/link?url=tCQ70tDWgIz5k0Ux1g5eoljTq67h1wAe?SAcOQDWWtZEN-ZtmfonVpAmZWKZ4F2zYctwnlLBAHoXgdE?tXxmJsKwimWhSXN85aC6orSophnNG.

[5]溫·哈倫.韋鈺，譯.科學教育的原則和大概念[M].北京:科學普及出版社，2011.

[6]金娣,王剛.教育評價與測量[M].北京:教育科學出版社，2002.

Assessing Student Performance in Science for Elementary Schools Based on Science Literacy

SHANG Xiufen

Science education aims at cultivating students’science literacy,and this has become the consensus of science educators.Modern science education emphasizes that students should master the core of science knowledge,develop scientific thinking and enhance the awareness and ability of using science to solve problems. Currently in our country,however,science assessment for elementary schools still focuses on memorizing scientific knowledge,restricting the teaching reform in the field.Based on Shanxi’s experience of assessing student performance in science for elementary schools in recent years,this study analyzes the current situation of science assessment for elementary schools and reflects on the content and methods of assessing student performance in science for elementary schools based on science literacy，with the hope of guiding the teaching reform with effective assessment to promote students’science literacy.

Science Literacy;Science Performance Assessment;Performance Test

G405

A

1005-8427（2016）10-0051-7

（責任編輯：陳寧）

尚秀芬，女，山西省教育科學研究院基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測與評估中心，主任（太原 030009）