王 峰
(揚州市教育科學研究院 江蘇 揚州 225000)
《普通高中化學課程標準(2017 年版2020 年修訂)》重視實驗與實踐活動的教學,在高中化學學科核心素養(yǎng)中列出了“科學探究與創(chuàng)新意識”這一維度。課程標準從探究實驗與實踐活動層面鼓勵教師與學生在教與學的過程中關注創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)與發(fā)展,并基于此確定了課程目標,設計了內容要求和學業(yè)質量標準,明確了學生在經歷實驗探究過程以后應該達成的學習結果[1]。在此背景下,各省市出臺了普通高中理科實驗學業(yè)水平考試的相應文件及要求。如江蘇省于2020年發(fā)布了《省教育廳關于全省普通高中藝術(音樂、美術)、體育與健康、通用技術、理科實驗學業(yè)水平考試的實施意見》,其中明確規(guī)定化學實驗的考查方式。然而,基礎教育領域對科學本質的認識以及對科學課程的理解影響著科學課程的實施與評價行為,不同地區(qū)在落實理科實驗學業(yè)水平考試的具體做法上存在差異,其對于高中課程實施的導向作用也各不相同。筆者曾在加拿大安大略省訪問一段時間,期間進入安大略高中對其科學課程實踐活動的評價進行了觀察和研究,其中一些有益的做法值得我們思考與借鑒。
安大略所使用的科學課程是加拿大中央政府開發(fā),課程強調通過科學學習過程來發(fā)展學生的技能,并關注貫穿于整個課程的科學實踐活動。在為期兩年的課程結束后,安大略會進行一次由教育行政部門組織的書面考試評價以及一次基于實踐活動內容的評價。安大略的科學課程近期也經歷了重新修訂的過程,除了課程標準這一文件,教育部門還為科學課程的教師提供了關于課程實施、課程評價和課堂教學的一系列相關課程材料。
安大略高中科學課程闡述了對課程的總體期望和具體要求,以及學生在課程學習中應該發(fā)展和表現出的知識與技能。安大略將物理、化學和生物三門學科整合形成科學課程,在科學課程中首先通過前言描述了科學課程的整體規(guī)劃,包括三門學科的課程實施方案及課程評價方案,之后三門學科的學習結果被分為彼此不同但相關的六個部分。每一門學科的第一部分(Part A)都是側重于對科學研究技能的闡述,其余五個部分(Part B 至Part F)則分別代表學科各自主要的學習內容領域,這些內容領域都是以學習結果的形式進行闡述與規(guī)定[2]。
Part A 對科學研究技能的闡述由四個副標題展開,分別為啟動與策劃、執(zhí)行與記錄、分析與解釋以及交流與分享(圖1)。
圖1 安大略課程中的科學研究技能
安大略科學課程中Part B至Part F的學習結果相當寬泛而豐富,并與學習者的日常生活建立關聯。這些學習結果可以被分為三大類:認識科學、技術、社會與環(huán)境之間的關系;發(fā)展科學探究的技能;理解科學課程的基本概念。這五個部分也包含一些與社會性主題相關的學習案例或開放性問題,學習者可以圍繞這些案例開展研究并交流討論,也可以自行選擇感興趣的問題開展研究、形成自己的結論并尋找證據進行證明。此外,這五個部分的內容還為學生提供了物理、化學和生物學科探究時應關注的重點。
表1 是安大略省化學課程的部分學習結果,這一案例展示了如何將學科的學習有效融入情境化的課程教學中,鼓勵學習者在實踐活動中探究并辨析、討論相關的科學概念和社會議題。
表1 安大略省化學課程中與STSE相關的部分學習結果
安大略科學教育者認為,在課程使命中表達的教育愿景必須得到評價體系的關注和支持。他們指出,如果科學課程的目標是促進學生的發(fā)展,讓他們學會探究、學習知識、學會關心外部世界及他人,并成為積極而富有基本素養(yǎng)的終身學習者,那么這些特征就應該反映在評價系統(tǒng)中。這是因為那些沒有被評價的課程內容在實際的教學中往往不會受到重視,甚至可能被完全忽視。
安大略希望通過更有效的科學實踐評價設計來促進科學課程學習方式的變革。他們認為,科學實踐活動能夠讓學生更深入地參與到科學學習過程中,在科學實踐活動中,學生能夠培養(yǎng)和發(fā)展相關的過程性技能,并通過他們的外在表現證明他們對這些技能的掌握情況。他們嘗試了評價科學實踐活動的具體方法,開發(fā)出一系列科學實踐活動評價案例以及不同的評價任務和問題,分析了不同類型或不同要素的科學實踐活動評價在實施過程中的實際情況,從而將科學課程中實踐活動的設計開發(fā)、實施及評價建立起一致性。他們也進行了科學實踐評價的嘗試,從而了解哪些實踐評價行為能夠在教育體系中發(fā)揮應有的作用,分析怎樣的實踐活動評價能夠對探究性實驗與實踐教學和學習活動產生潛在的影響。
安大略認為,實驗與實踐活動是科學課程學習的重要方式,也是科學課程學習的重要內容。學生在科學課程學習中應投入相應的時間進行各種科學實踐活動,其中包括一定比例的開放性探究活動。雖然理論上說,只要合理設計,與探究技能相關的事實性知識和程序性知識是可以通過紙筆測試進行評價,但觀察學生在探究實驗和實踐活動中收集證據、推理解釋、形成結論的表現,從而對他們的實踐技能進行評價是一種更加恰當和有效的做法。
安大略新的科學課程標準一個重要特征是將課程學習的內容、過程與具體使用的實驗與實踐活動案例分開。換言之,并不指定課程中的科學實踐活動必須通過某一個或者某幾個特定的實驗活動展開,學生可以在更加豐富和多樣化的不同活動中進行科學實踐與學習。課程標準將實踐活動的學習結果按照假設、實驗、評價證據和溝通交流進行分類,并闡述了關于科學理解、科學過程技能以及科學證據在社會上的應用等相關內容。從課程標準的學習目標看,既包括了發(fā)展學生的實驗操作與實踐技術技能,也包括了通過參與各種實踐活動發(fā)展學生的科學探究能力,以及對實踐活動的設計程序和局限性進行評價的能力。
同時,安大略科學實踐評價設計者清晰地知道,并不存在一個能夠完美的解決科學實踐活動評價問題的方案。事實上,多年來關于科學實踐活動評價的討論一直都很多,并且產生了對這一問題各種不同的觀點和認識。即使是對“實踐活動評價”這一術語,在科學教育領域也有著多元化的理解方式,這些不同的理解與評價的內容以及評價的形式都有著有很大的關系。因此,在實踐活動評價中評價什么以及如何評價都很重要。
在安大略原來的科學課程中,實踐活動與任務的目的比較簡單和傳統(tǒng)?;顒拥淖饔猛鶅H表現為給科學課程的事實性知識的教學提供實驗證據,這些實踐活動屬于對象與觀察領域的學習行為。這類實踐活動學習的一般程序是這樣的:首先是讓學生學習相應的科學理論知識,接下來完成教科書中所規(guī)定的若干實驗與實踐活動對所學知識進行驗證,然后建立起與公認的、嚴謹的科學知識相一致的學科內容體系。然而在安大略新的科學課程標準中,科學實踐活動的目的發(fā)生了變化,他們力求在科學實踐層面超越原有的教與學的方式。課程設計者希望學生們能夠在活動中充分合作,他們自己提出問題、進行假設、設計方案、開展實踐、收集證據,最終形成結論并交流展示。
對科學實踐活動進行分析需要一個合適的分析模型。Reiss 等學者認為,科學實踐活動一般包括兩個領域:對象和觀察領域以及思想觀念領域[3]。在實踐活動情境中,不同的實踐任務對學習者的認知需求有著顯著差異。有的實踐任務主要目的是讓學生觀察并記錄現象或進行設備及儀器的操作,這些屬于對象與觀察領域;有的實踐任務主要目的是讓學生運用他們對理論模型的理解來解釋自己的觀察與發(fā)現,這些則屬于思想觀念領域。
依據Reiss對于科學實踐活動的分類可以建立一個模型來分析實踐活動的有效性(見表2),該模型是從活動與任務的學習目標和設計意圖出發(fā),分析和探討特定科學實踐活動的有效性。如果學習者的行為符合活動設計的意圖,則表現為水平1層次的有效;如果學習者實際學習的內容與設計者希望他們學習的內容一致,則表現為水平2層次的有效。
表2 實踐學習活動的有效性模型
與實踐學習活動的有效性分析模型類似,還可以依據Reiss對于科學實踐活動的分類設計一個對實踐活動評價的模型(見表3)。
表3 實踐活動評價的有效性
通過運用這兩種有效性模型對科學實踐活動及其評價進行分析,可以在一定程度上避免在課程實施與評價過程中出現將評價視作學習目標的情況。
依據有效性分析與評價模型,安大略制定了其科學實踐活動的評價方案,在評價方案中對評價項目、評價內容和評分方法進行闡述。表4為評價方案的要點。
表4 實踐活動評價方案
實踐活動評價形式與方法對于科學課程的實施方式有著重要的影響,因此,了解已有的經驗與做法,加強科學實踐活動評價的研究、開發(fā)與實施工作勢在必行。在設計與實施科學實踐活動評價時,安大略參考了不同國家的各種實踐活動評價項目,這些豐富的資料使教育行政部門和科學教師對國際上實踐活動評價的一般做法有了廣泛的了解和認識,也讓他們根據這些具體案例來思考在各種科學實踐活動中能夠被評價和應該被評價的行為表現。
在科學課程中設計一個物理、化學和生物三門學科共同的基本單元,在這個基本單元中描述了與科學實踐相關的各學科需共同關注的發(fā)展技能,同時也設計學習者可以展開討論與研究的具有各學科特征的不同類型的具體問題。同時制定科學實踐活動的統(tǒng)一的評價標準,這一標準通用于三門科學學科。在科學實踐活動評價中對高水平表現進行了界定,即學生在需完成的實驗活動中展示出一系列全面的實驗能力。這些能力具體包括:能準確完成觀察和測量任務,并對所獲得的數據進行記錄;能識別并描述數據內隱的趨勢和規(guī)律,并運用科學知識和原理來解釋可能出現的異常情況;能準確解釋和分析實驗所得數據,并正確合理地處理數據;能將所學的原理和概念與基于實驗證據進行的解釋和推理建立關聯。安大略的課程設計方式展示了如何基于共同的科學素養(yǎng)和大觀念設計具體學科問題、引導學生開展探究,這一科學課程設計案例,值得我們借鑒。
如果認為存在一個能夠完美的解決科學實踐活動評價問題的方案,這樣的想法就太簡單了。一方面,科學實踐評價可以提供紙筆測試難以提供的關于學生學習技能的一些信息。另一方面,當科學實驗與實踐活動擺脫了具體實驗內容框架的束縛而更關注于技能發(fā)展時,它們的組織與開展也變得更加困難,相應的活動評價設計也變得更加重要。這是因為,對學習者回憶實驗過程的能力進行評價比較容易,而要對學習者在一系列活動中科學觀念與探究能力上的進步與提升進行評價要困難得多,對學生在實踐活動中的行為表現進行評價所需花費的代價也大得多。盡管存在諸多困難,我們還是要認識到,實踐活動評價是保證科學課程的教與學習的過程與新的課程標準中教學目標相一致的必要條件,在當下的實際教學評價行為中,紙筆測試與實踐活動評價這兩種評價方式需要達成一定的平衡。在設計時還需要考慮到不同地區(qū)不同學校的具體情況,考慮在學期中開展科學實踐評價所需的實驗室、教師等后勤保障問題。
依據評價的愿景建立分析與評價模型,依據評價模型形成具體的、可操作的評價方案與觀察表,從而評價這些科學實驗與實踐活動是否在由研究對象、實驗材料以及科學問題構成的真實世界與由科學思想和觀念構成的抽象世界之間緊密建立聯系,這一環(huán)節(jié)在實踐活動評價設計中必不可少。為了能更有效地評價學生的實驗技能,評價的維度可以從以下四個維度進行設計:一是懂得如何操作以及為什么要這樣操作,對學生選擇與其假設相一致的實驗儀器設備或實驗方法的能力進行評價;二是技術的運用,對學生正確使用實驗儀器設備及相關軟件的能力進行評價;三是用科學方法表達實驗數據,對學生選擇和處理信息的能力進行評價,例如以恰當的方式繪制圖表和表格以記錄并分析數據;四是對所使用的方法進行解釋,對學生理解實驗和分析論證的能力進行評價,例如對實驗問題的理解以及對實驗結果的表達、解釋與評價。每一個維度都對應有明確的考查要求和相應的學習期望,同時每個維度得分的特定表現都需要進行清晰的闡述。
在我國新一輪課程標準的修訂中突出了實驗內容,增加了必做實驗,但尚未考慮關于科學課程中實踐活動的評價以及評價形式這一問題,在我國課程標準還沒有與科學實踐活動評價相關的設計。我們如何對化學實驗與實踐活動進行評價,才能推動高中化學教育更加關注科學探究的實驗與實踐活動的開展?這個領域的研究與實踐,對于保證課程標準與教學行為及學習評價保持一致性,對于鼓勵教師與學生更多參與到科學實踐活動中去,對于真正促進科學實踐活動這種教學方式,都有著重要的意義。