[摘 要] NAEP是美国国家教育进展评估的简称,本文主要从科学知识维度评价、科学能力维度评价、科学教育评价项目等方面探讨了NAEP科学教育评价的趋向,对我国科学教育评价及改革的启示。
[关键词] 美国;NAEP;科学教育;评价
[中图分类号] G40-058.1[文献标识码] A[文章编号] 1672-1128(2010)04-0037-04
一、NAEP简介
NAEP是美国国家教育进展评估(National Assessment of Educational Progress)的简称。它是由美国国会授权教育部国家数据中心持续开展的全国学生学业成就评价体系,是美国国内最权威的学生学业成就评价体系,科学教育评价是其中的一部分。NAEP首次评价于1969年进行,评价对象是来自全美的4、8、12三个年级的学生。评价框架由4个部分组成:学科领域(地球、物质和生命科学),知与行(概念理解、科学研究、实际推理),科学本质(科学和技术发展史、体现科学和技术特征的思维习惯、探究方法和问题解决),统一的概念(模型、系统、变化方式)。有关部门运用这一框架分别于1996年、2000年和2005年进行了测试。
在此基础上,它又汲取了科学教育、认识科学以及教育评价等诸多领域的研究成果,于2006年推出了“NAEP2009科学评估框架”和“NAEP2009科学评估与测试题规则”两个重要文件,旨在为2009年以及更为长期的科学教育评价提供指导框架和实践手册。该评价体系试题编制技术从学生“表现期望”入手,根据其认知及实践能力生成的规律,开发出一套详细的试题编制细则,目的是通过测量学生的学业成绩反映美国教育成就的进展情况,目前,NAEP已成为美国国家及其各州政府衡量其教育发展状况的一个重要指标。2009框架中的评价内容及项目与原来的框架发生了什么变化,说明了什么问题,是本文探讨的重点。
二、NAEP科学教育评价的趋向
资料显示,NAEP2009科学评估框架相对于1996~2005框架来说,在保持历史连贯性的同时,也做了一些调整,以适应科学教育理论和实践的变化,主要变化趋势如下。
1.科学知识维度评价的趋向
在科学知识维度上,两个框架的具体内容都是物质科学、生命科学和地球空间科学这三个领域,只是维度方面不同,主要归纳为下列几点。
(1)对综合性主题的评价。新框架对综合性主题的评价侧重于三大领域中交叉的话题,如能量守恒问题。这种交叉不是抽象概念的交叉,而是具体科学内容的交叉,即试题情境尽量接近真实世界,测试能反映真实世界所需的科学知识和技能,从而更好地评价学生科学素养中科学知识的迁移能力。这种理念与国际科学课程改革趋向相吻合。现代科学课程作为一门综合性课程,其独特价值在于引导学生整体地观察、研究自然现象,从而更好地构架学生科学学习与实际生活之间的连结,使学生能迁移运用所学知识于现实生活中。
(2)对科学本质的评价方式不同。科学教育一直提倡让学生理解科学的本质,然而,一直没能很好地落实于实践之中。1996~2005框架提出,至少要有15%的评价内容围绕科技发展史以及对科技发展有重大影响的科学本质的重视。2009框架将科学本质归类到科学能力的维度去评价。这说明NAEP期待不仅仅在知识层面上理解科学本质,还要能运用于实际之中。从能力的角度出发,结合具体实际情境,也更能真实地评价学生对科学本质的理解。
(3)对评价内容的呈现和描述不同。1996~2005框架说明了内容主题涉及的概念术语,并分年级说明各主题的具体评价内容。2009框架一方面按年段划分科学教育内容,另一方面也汲取了一些研究成果,对评价内容进行更深入的说明,从而更清晰地勾勒出美国科学教育对不同年级学生应该知道什么的要求,更确切地提出了符合学生认知发展的科学素养知识目标。因此,2009框架与原框架相比,物质科学领域仍是“物质”、“能量”和“运动”三大主题,生命科学领域的主题则由原来的4个改为“生物体的结构和功能”、“生物体的变化”2个主题,地球空间科学领域的主题则由原来的4个改为“时空的地球”、“地球结构”和“地球系统”3个主题。这不仅有利于提高NAEP科学素养的评价效度,对学科课程开发和实施都具有重大意义。
2.科学能力维度评价的趋向
相对于科学知识维度,2009框架在科学能力维度上的变化要更大些。
(1)2009框架评价四类科学能力。1996~2005框架主要评价3种科学能力:“概念理解”,评价学生运用科学概念解释或预测所观察到的真实现象的能力;“科学研究”,评价学生运用适宜的工具和方法进行研究、获取新知识的能力;“实践推理”,评价学生运用科学知识和技能有效解决日常问题的能力。
2009框架对科学能力的评价更加清晰明确,评价的四类能力分别是“识别科学原理”、“运用科学原理”、“运用科学探究”和“运用技术设计”。此框架描绘了期待学生在这四类科学能力上的表现。如“运用科学原理”的4种成就表现,分别要求运用科学知识作出解释、预测、例举说明和评价分析。“运用科学探究”则要求能进行设计,进而能去实施,并能将数学运用于探究结果的分析与说明,能用数据类型进行理论建模,最后能对结论进行证明和批判。“运用技术设计”则规定了三类能力表现,一是能依据科技提出解决实际问题的办法,二是能在运用科技的时候考虑利害关系,三是能预测决策带来的风险。后两类能力的期待,涉及科学情感态度与价值观,更全面地评价了学生的科学素养。
NAEP认为,一位具有科学素养的人首先是熟悉自然界的,能理解科学的主要事实、概念、原理、定律和理论,即具有“识别科学原理”的能力。其次是能运用对科学的认识和理解正确解释或预测所观测到的现象,即“运用科学原理”。再次是知道如何运用科学知识和科学思维去提高对自然界的认识,即“运用科学探究”,以及知道如何依据科学技术解决真实世界的问题,即“运用技术设计”。
(2)2009框架结合学生的认知需求评价其能力。1996~2005框架对科学能力的考查大部分是基于学生经验的。也就是说,通过测题真实情境的创设,学生解答试题需要调动类似的科学体验,而不是依靠对科学的死记硬背。这些科学体验可以来自科学课堂,也可以来自实际生活。2009框架对科学能力的考查则进一步强调要从学生的认知出发,编制试题时要从问题解决的认知需求出发,而不只是关注科学体验的有无。这使得NAEP科学评价结果不仅仅是一个分数,还是对学生的一次认知诊断。
2009框架评价4种认知类型:第一类是陈述性知识;第二类是程序性知识;第三类是图式知识;第四类是策略性知识。
上述4种认知类型与4种能力不是一一对应的,每种能力可能涉及不只一类认知,如都需要调动陈述性知识。从侧重点来看,“识别科学原理”主要涉及陈述性知识;“运用科学原理”侧重于图式知识;“运用科学探究”和“运用技术设计”主要涉及程序性知识,也与策略性知识密切相关。
(3)2009框架评测学生的学习进步。美国在学生科学学习进步方面取得的研究成果以及测评技术的发展,使NAEP在2009框架中能着眼于学生学习进步测评。NAEP认为,学生在科学学习上的进步,就是他们的“朴素理论”越来越多的发展成为科学理论。或者说,学习的新手进步为胜任者,进而成为专家,是他们在某一领域的相关体验、科学知识和技能逐渐增多并结构化的结果。因此,通过评价四、八、十二年级在某一主题内容方面的知识和能力水平,将获得的学业成就与年段进行联系,在整体上(不针对个别学生)得知学生进步的情况。
3.NAEP科学教育评价项目的趋向
2009框架除了保留原来的评价项目以外,还新增了2类评价项目:组合题和计算机交互式任务。
(1)组合题。为了检测学生对某个主题理解的深度,或者对科学理解的广度,NAEP运用多道有联系的试题,作为组合题进行评价。这些组合试题可以都是选择题,或是简答题,或是选择题和简答题的混合。在纸笔评价中,组合题有试题串(item cluster)和预测-观察-解释系列题两类。前者是一系列有联系的试题,可以涉及多个内容领域,可探测学生的“心智模型”、“朴素理论”;后者要求学生对某一现象进行预测、观察和解释。
(2)计算机交互式任务。2009框架指出,计算机交互式任务是对操作类任务的补充,而不是取代。它强调,要有效检测学生的能力,操作类任务需要给学生富有挑战性的、具体真实的问题,让学生通过运用所学的科学知识和技能,自己探寻解决问题的途径和方法,最后得出结论。作为操作类任务的补充,计算机交互式任务则要发挥计算机的独特功能,针对现实中在短时间内难以观察到的现象,如波运动的慢镜头、江河腐蚀;或是肉眼观察不到的现象,如气体分子的运动进行科学知识和能力的检测。这样,运用计算机进行评价的好处还在于无需准备实验场地和实验材料,也不需要经过培训的监考人员,无需整理实验现场,无需要求学生按序进行,并可建立数据库由计算机来评分。
交互式计算机任务有4种类型:信息收集和分析,使学生主动寻找有关信息进行问题解决;信息研究,以经验为基础进行调查,使学生为实现问题解决而研究;计算机模拟,使学生巧妙地运用科学处理多变的问题;概念图,探测学生组织知识进行逻辑推理的能力。实践证明,概念图能有效检测学生对各学科概念之间关系的理解和联系能力。2009框架要求八年级和十二年级必考概念图,可用于“识别科学原理”的评价,也是对陈述性知识的评价。
总体来说,2009科学评估框架评价内容更贴近学生的现实生活,评价要求更深入、更全面、更明确。既能更全面
地评价学生的科学素养,又能适应现代社会的发展趋势。
三、NAEP科学教育评价的趋向对我们的启示
由上可见,NAEP科学教育评价给我国科学教育改革提供了很多借鉴之处,但鉴于我国教育文化背景的不同,我国要进行科学教育评价改革,不能照抄照搬,应注意下面几个方面。
1.重视学生科学学习的认知发展,构建清晰的评价内容体系
NAEP科学评价框架的发展趋向告诉我们,构建评价内容最为重要的是要与学生认知发展相匹配。也就是说,要构建清晰有效的评价内容,我们就要摸清学生科学概念的认知发展,明确某一核心概念在某年级可以评价什么。唯有遵循学生认知发展的评价内容体系,评价反馈的结果才能有效促进科学课程与教学的改进,实现科学素养的培养目标。
在知识维度上,可根据我国现行的中小学各理科课程标准,梳理出核心科学概念体系,确定评价学生“应该知道什么和能做什么”的主要内容。在能力维度上,可以评价科学理解能力、科学运用能力与科学探究能力。受NAEP的启发,还可以评价学生运用科学技术解决现实问题的能力,并由此涉及科学情感态度与价值观的考察。
2.重视科学教育的认知评价方式,构建有效的评价项目体系
毕比指出,科学教育对科学素养的界定,主要围绕“作为一个具有科学和技术素养的公民,应该知道什么、能判断什么、会做些什么”这一问题展开讨论。也就是说,科学素养具有“功能性”,具备科学素养的评价,则就要从认知评价的角度出发,才有信度和效度。NAEP科学教育评价的趋向以评价学生陈述性知识、程序性知识、图式知识和策略性知识来进行科学素养的认知评价,值得我们学习和借鉴。在评价的能力维度上,哪种能力最适宜于通过哪种认知类型的评价,则需要我们进一步去摸索,以更清楚科学素养的认知评价方式。
在评价项目上,我们也常采用选择题、简答题,也会使用选择题与简答题的组合,或者几个简答题的组合。如何选择最匹配的评价项目,提高评价的信度和效度,则需要向NAEP学习。例如,NAEP的组合题、概念图的评价确实值得我们借鉴,但鉴于我国的国情,要量力而行。如采取操作类任务评价学生动手的能力,如何在全国层面的评价中使得操作类任务具有信度和效度,则需要进一步积极试验和摸索。再如计算机交互式任务能在更多情境中评价学生动手的能力,确实非常可取,但鉴于我国中小学计算机教学现状,只能选点试验,全面推广要慎重。
3.重视学生学业能力,构建学业成就评价的理论与模式
目前,我国基础教育评价的弊端,突出反映在强调甄别与选拔功能,忽视改进与激励的功能;注重学习成绩,忽视学生全面发展和个体差异;关注结果而忽视过程,评价方法单一等方面。考试本应是对学业的评定,但因担负着选拔任务,学业成就评价的本体功能被扭曲,进入了小考为大考服务、大考为升学和选拔服务、教育教学为考试服务的恶性循环。为了转变因考试造成的恶性循环,充分研究和开发注重学生学业能力、促进学生发展的学业成就评价模式迫在眉睫。
可见,以什么工具怎样评价学业成就是决定学业成就性质和高低的不可忽视的因素。也就是说,学业成就评价工具的信度与效度以及评价形式决定着是否能够真正测试出学生的学业成就。当前,在我国以学科课程考试来获取学生学业成就现象非常普遍,因为学校课程考试命题的随意性和人为性较大,很多课程考试只能考出学生掌握知识的水平,达不到测试学业能力的要求,以课程考试成绩来代表学业成就难免有不妥之处。为了学生学业成就评价的客观准确性,认真研究和开发学业成就评价理论与模式就显得尤为重要。
4.重视学生的不同价值,构建衡量学生不同价值的标准体系
由于我国人口众多、教育条件差异很大,所以学生的学习环境、水平及能力差异明显,若只用一种价值、一把“尺子”去判断所有学生,必定“制造”出很多“差生”,这实际上是传统教学评价的致命问题。因此,对于不同地域或某方面学习有困难的学生来说,应该用不同评价方法去评价,减少高考“一把尺子”的负面影响。因为多一种价值判断,“多一把衡量的尺子”,就会多出一批有用人才。即使考不上大学,也为今后的人生打下良好基础。因此,对于不同地域的学生如何制定评价标准?对于同一地域不同类型的学生又如何制定评价标准,以达到促进每一个学生发展的目的等问题都值得探究。
总之,NAEP科学教育评价的发展趋势,不仅对我国基础科学教育的评价有所启示,更启示我们要缩减科学教育“理想课程”与“实际课程”之间的差距。要落实科学素养的培养目标,迫切需要科学素养评价的“保驾护航”。而我们当前首要的任务是要构建与学生认知发展相适应的,适合我国评价不同地域、不同类型学生的内容和标准,达到有效提高每一个学生科学素养的目的。
参考文献
[1]赵保钢.美国全国教育进步评价(NAEP)中的科学探究.物理教学探讨[J],2005(7).
[2]张布和.我国学业成就评价改革现状及对策.中国教育学刊[J],2009(4).
[3]林静.美国NAEP科学素养评价新趋向——基于美国2009NAEP科学评价框架的分析研究.课程·教材·教法[J],2009(8).
[4]http:///news_open.aspx?ID=8879.
作者单位 山东省泰山学院教师教育学院
(责任编辑 王永丽)
