美國(guó)全國(guó)教育進(jìn)步評(píng)價(jià)(NAEP)中的科學(xué)探究

1、美國(guó)全國(guó)教育進(jìn)步評(píng)價(jià)(naep)中的科學(xué)探究發(fā)布時(shí)間：2006-07-08點(diǎn)擊：1624作者：來源：物理教學(xué)探討2005年7期 作者：趙保鋼西南師范大學(xué)物理學(xué)院一、naep簡(jiǎn)介美國(guó)全國(guó)教育進(jìn)步評(píng)價(jià)(7aep)是由美國(guó)國(guó)會(huì)授權(quán)并贊助，具有全國(guó)代表性的，連續(xù) 評(píng)價(jià)美國(guó)學(xué)生在數(shù)學(xué)、科學(xué)、閱讀、寫作、藝術(shù)、美國(guó)歷史、卄t界地理以及其他一些學(xué) 科的成績(jī)的機(jī)構(gòu)。naep開展全國(guó)性評(píng)價(jià)工作已有二十多年的歷史。i3前，naep已成為 美國(guó)國(guó)家及其各州政府衡量其教育發(fā)展?fàn)顩r的一個(gè)重要指標(biāo)。1996年naep推出了新的1996-2000科學(xué)學(xué)科評(píng)價(jià)框架，該框架由科學(xué)領(lǐng)域與認(rèn)知 耍素構(gòu)成?？茖W(xué)領(lǐng)域涉及地球科學(xué)、物質(zhì)

2、科學(xué)和生命科學(xué)三個(gè)學(xué)科；認(rèn)知要索則分為概 念理解，科學(xué)探究，以及實(shí)際推理三個(gè)維度。在評(píng)價(jià)技術(shù)方面，該框架一改傳統(tǒng)的客觀 性試題一統(tǒng)天下的局面，采用多項(xiàng)選擇題測(cè)評(píng)學(xué)生對(duì)重要事實(shí)和概念的常握情況以及分 析推理能力；運(yùn)用建構(gòu)一反映問題測(cè)評(píng)學(xué)牛的解釋、整合、應(yīng)用、分析、評(píng)估以及傳達(dá) 科學(xué)信息的能力；采用表現(xiàn)性評(píng)價(jià)方法，測(cè)評(píng)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、評(píng)估等從事科學(xué)探究活 動(dòng)的能力。該科學(xué)評(píng)價(jià)框架一經(jīng)推出即受到廣泛的重視，1996年，naep第一次使用該 框架設(shè)計(jì)的試卷對(duì)美國(guó)4年級(jí)、8年級(jí)和12年級(jí)學(xué)生在科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了評(píng)價(jià), 這次評(píng)價(jià)對(duì)美國(guó)科學(xué)教育改革與發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用，產(chǎn)生了重要影響。在該評(píng)價(jià)框

3、架的認(rèn)知要索中，概念理解要索重點(diǎn)考查科學(xué)知識(shí)，以及運(yùn)用科學(xué)知識(shí) 進(jìn)行科學(xué)探究和實(shí)際推理。其中，科學(xué)知識(shí)包括從學(xué)?？茖W(xué)教育以及白然界中學(xué)習(xí)到的 各種事實(shí)、事件，以及用丁解釋、預(yù)測(cè)口然界現(xiàn)象的科學(xué)概念、定律和理論。科學(xué)探究 主?？疾閷W(xué)生使用科學(xué)工具的能力，包括制定計(jì)劃，使用多種科學(xué)工具獲得信息，交流 探究結(jié)果等。實(shí)際推論則考査學(xué)生在新的、真實(shí)壯界屮運(yùn)用其科學(xué)理解力的能力。在naep的科學(xué)評(píng)價(jià)框架中，科學(xué)本質(zhì)強(qiáng)調(diào)科學(xué)和技術(shù)的歷史發(fā)展中體現(xiàn)出的科學(xué) 精神，以及探究與問題解決方法的綜合。科學(xué)本質(zhì)還包扌舌技術(shù)的本質(zhì)，設(shè)計(jì)的問題，科 學(xué)在真實(shí)世界的應(yīng)用問題，以及由于商業(yè)和安全所需要做的妥協(xié)等。主題則強(qiáng)調(diào)超越

4、各 種不同學(xué)科的“大觀念”。使學(xué)生思考問題時(shí)應(yīng)具有全球意識(shí)，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)，模型和變化。各科學(xué)領(lǐng)域以及認(rèn)知要素在4年級(jí)、8年級(jí)和12年級(jí)屮的比例分布分別見表1和 表2。表1各科學(xué)領(lǐng)域在3個(gè)年級(jí)中的比例分布科學(xué)領(lǐng)域4年級(jí)8年級(jí)12年級(jí)地球科學(xué)33%30%33%物質(zhì)科學(xué)34%30%33%生命科學(xué)33%40%34%«2 各認(rèn)知要素在3個(gè)年級(jí)的比例分布認(rèn)知要素4年級(jí)概念理解45%科學(xué)探究38%實(shí)際推理17%8年級(jí)12年級(jí)45%44%29%28%26%28%綜觀naep的科學(xué)評(píng)價(jià)框架以及1996、2000年的評(píng)價(jià)試題可以看出，naep科學(xué)評(píng) 價(jià)強(qiáng)調(diào)對(duì)科學(xué)概念的理解，概念理解這一維度在評(píng)價(jià)的毎一個(gè)年級(jí)

5、均占到45%左右。但 有關(guān)“概念理解”的界定并不是機(jī)械式的記憶或簡(jiǎn)單的運(yùn)用，而更重要的是運(yùn)用科學(xué)知 識(shí)進(jìn)行科學(xué)探究和實(shí)際推理。naep的科學(xué)評(píng)價(jià)框架，對(duì)低年級(jí)的學(xué)生更強(qiáng)調(diào)考查科學(xué)探究這一維度，因?yàn)閷?duì)于 年紀(jì)較小的學(xué)生，通過在做中學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法，是非常重要的。因此，在評(píng)價(jià) 框架中，科學(xué)探究在4年級(jí)人約占45%,在8年級(jí)和12年級(jí)均占30%。二、naep中的科學(xué)探究在19962000評(píng)價(jià)框架中，科學(xué)探究強(qiáng)調(diào)科學(xué)活動(dòng)，這種活動(dòng)與知道有關(guān)世界 的事實(shí)不同，也與通常所說的“科學(xué)方法”以及撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告常用的格式不同。naep 認(rèn)為，以問題開頭，然后接著是提出猜想或假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)

6、，最 后是給出結(jié)論這種撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式，通常會(huì)被誤認(rèn)為科學(xué)家的實(shí)際工作就是按照這 樣的邏輯順序進(jìn)行的。但事實(shí)上，這種邏輯的順序通常只是在準(zhǔn)備寫作報(bào)告時(shí)才可能出現(xiàn)。如杲將撰寫報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)方法當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)探究方法教給學(xué)生，會(huì)給學(xué)生造成嚴(yán)重 的誤導(dǎo)。naep強(qiáng)調(diào)，科學(xué)探究任務(wù)的設(shè)計(jì)一定要符合學(xué)生的發(fā)展水平。年齡較小的學(xué)生感知 空間和時(shí)間的能力具有較大的局限性，特別是在較大的尺度和較小的尺度上，這種局限 性就更人。隨著學(xué)牛的發(fā)展以及經(jīng)驗(yàn)的累積，他們?cè)谶M(jìn)行科學(xué)探究時(shí)所農(nóng)現(xiàn)的就會(huì)越來 越像做“真正的”科學(xué)探究一樣。以下是1996年8年級(jí)表現(xiàn)性評(píng)價(jià)有關(guān)科學(xué)探究的一 個(gè)問題。使用“漂浮鉛筆實(shí)驗(yàn)”估測(cè)未知鹽溶

7、液的含鹽濃度。-#9 i 9厶 /x i "7 q在這項(xiàng)任務(wù)屮，學(xué)生觀察，測(cè)量，并比較在蒸飾水和25%鹽溶液屮鉛筆在水表面 以上的飄浮部分的長(zhǎng)度。然后預(yù)測(cè)對(duì)含鹽量對(duì)鉛筆的漂浮的彩響。并由此解決如何測(cè)量 未知液體的含鹽量問題。該項(xiàng)任務(wù)供含有14個(gè)問題組成的問題鏈。其中部分問題如圖1 所示?？?gt;故度為敬的塑料盆使用“漂浮鉛筆實(shí)驗(yàn)”估測(cè)未知鹽溶液的含鹽濃度有關(guān)這項(xiàng)工作，你將會(huì)得到一個(gè)包含所有需要器材的用具包，并要求在30min內(nèi)完成探究任務(wù)?，F(xiàn)在請(qǐng)打開你的用具包，參照下列圖示檢查是否圖中的所有器材都齊全。 如果缺少任何材料，請(qǐng)舉手，管理人員將會(huì)提供你所需要的材料。i. 打開貼有蒸綢水

8、標(biāo)簽的塑料瓶。瓶?jī)?nèi)水中鹽的濃度非常接近于0%。將蒸飾水倒入 量筒，直至水而到達(dá)量筒上標(biāo)有黑線處位置。蓋上瓶蓋。將鉛筆有擦子的一端向下插入量筒，部分鉛筆浮出水面，如下面的所示。kt ll| ajv |h|g懐 的鉛筆放入鉛筆后上升 綽討的水面嵩度|戸黑線.4®叱斗d/ 厶arawe解釋鉛筆放入水中為什么會(huì)漂浮。2. 將鉛筆從水中取岀，用紙巾擦干。用尺測(cè)量露出水團(tuán)部分的鉛筆長(zhǎng)度。將測(cè)量結(jié)果記錄在表3測(cè)量1 （蒸他水）對(duì)應(yīng)的欄h內(nèi)。溶液類型水面以上鉛筆的長(zhǎng)度(cm) 測(cè)量11測(cè)量2平均值蒸憾水鹽溶液未知鹽溶液c./ji. x zrc一亠*3. 在下面的坐標(biāo)紙上，畫出測(cè)得的蒸僻水和25%鹽溶液對(duì)應(yīng)的