如何評(píng)價(jià)地理探究能力

廣西教育學(xué)院（530023） 李麗萍

如何評(píng)價(jià)地理探究能力

廣西教育學(xué)院（530023） 李麗萍

當(dāng)今世界各國均把科學(xué)探究作為中學(xué)地理課程改革的重要目標(biāo)和教學(xué)方式。為使科學(xué)探究目標(biāo)落到實(shí)處，各國都積極開發(fā)地理探究能力評(píng)價(jià)方式。主流的評(píng)價(jià)方式有現(xiàn)場觀察、工作單和紙筆測驗(yàn)。盡管現(xiàn)場觀察被公認(rèn)為是最有效的科學(xué)探究能力評(píng)價(jià)方式，但其人力、物力和時(shí)間等成本也最高，因此大規(guī)模評(píng)價(jià)項(xiàng)目一般不采用現(xiàn)場觀察，而是采用有效性和成本次之的工作單和紙筆測驗(yàn)。

一、工作單

工作單就是讓學(xué)生動(dòng)手探究，同時(shí)把探究的過程和結(jié)果記錄在一張單子上，過后教師對(duì)單子的內(nèi)容進(jìn)行延時(shí)評(píng)分。在這種評(píng)價(jià)方式中，一兩個(gè)教師可以監(jiān)測一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里的全部學(xué)生，因而人力和時(shí)間成本遠(yuǎn)低于現(xiàn)場觀察。下面以美國紐約州教育部開發(fā)的一個(gè)中學(xué)地理探究任務(wù)“地殼下沉”為例，說明工作單的運(yùn)用。

1．任務(wù)

一些地質(zhì)學(xué)家相信，地球表面下有一個(gè)100至300公里的半流體層，在高溫和高壓下，這些區(qū)域的巖石會(huì)像固體和液體一樣緩慢運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致上地殼的變化和地球表面的折斷。下面請(qǐng)你制作一個(gè)模型，以探究這些變化是怎樣發(fā)生的。

2．器材

一個(gè)250毫升的燒杯、流體（自己配制）、鐵架臺(tái)、試管夾、有刻度的試管（自己標(biāo)上刻度）、計(jì)時(shí)器。

3．步驟

①按照如圖所示，安裝器材。把試管夾安裝在鐵架臺(tái)時(shí)，要調(diào)整其開口方向和大小，以便試管在其中能容易滑動(dòng)。注意：試管夾不是用來固定試管，而是用來引導(dǎo)試管運(yùn)動(dòng)的。

②把試管放在試管夾內(nèi)，先停留在流體上方，不要讓它接觸流體。

③仔細(xì)控制試管，使試管底部剛好觸及流體的表面，這時(shí)試管的零刻度與試管夾的底邊相平。

④釋放試管，并開始計(jì)時(shí)。在5分鐘內(nèi)，每半分鐘讀一次數(shù)。

⑤設(shè)計(jì)一個(gè)表格記錄讀數(shù)。在坐標(biāo)圖中，用線描繪試管沉陷深度和時(shí)間之間的關(guān)系。

⑥假設(shè)你的模型能模擬山脈的行為，并且數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的。那么，山脈的發(fā)展早期與發(fā)展晚期相比，哪種時(shí)期的下沉?xí)炷兀?/p>

⑦地殼通常被擠進(jìn)早期發(fā)展的山脈下更深的地里。請(qǐng)根據(jù)模型的數(shù)據(jù)，解釋其中一個(gè)可能性因素。

⑧至少還有其他三個(gè)因素?zé)o法用模型來解釋，但卻確實(shí)存在于自然世界中。請(qǐng)你列出這些因素。

這個(gè)探究任務(wù)的評(píng)價(jià)目標(biāo)是：準(zhǔn)確測量，并記錄在表格；準(zhǔn)確描數(shù)據(jù)點(diǎn)并連成線圖；將模型與地質(zhì)知識(shí)聯(lián)系，解釋地質(zhì)變化的原因和過程。國外不少研究者發(fā)現(xiàn)，盡管評(píng)分者無法從工作單“觀察”到學(xué)生的探究細(xì)節(jié)，而是通過學(xué)生記錄在工作單中的文字?jǐn)⑹觥?shù)據(jù)來進(jìn)行間接推斷，會(huì)損失一些信息，但各種工作單都保留了主要探究信息，即工作單能有效地記錄其探究過程和結(jié)果，是反映學(xué)生科學(xué)探究能力的可靠指示器。

二、紙筆測驗(yàn)

紙筆測驗(yàn)就是學(xué)生不用動(dòng)手探究，只需用紙和筆來答題，過后評(píng)價(jià)者對(duì)試卷內(nèi)容進(jìn)行延時(shí)評(píng)價(jià)。在國際上，科學(xué)探究能力的紙筆測驗(yàn)通常以兩種形式出現(xiàn)。第一種，給出相關(guān)背景信息，要求學(xué)生針對(duì)這些信息提出問題、猜想假設(shè)、分析數(shù)據(jù)、推理歸納等，進(jìn)行比較完整的心智性探究（非實(shí)踐性探究）。目前西方國家的很多大規(guī)模評(píng)價(jià)項(xiàng)目除了采用工作單形式，也同時(shí)采用這種紙筆測驗(yàn)形式。下面這道題通過柱狀圖給出相關(guān)信息，要求學(xué)生進(jìn)行一系列的探究。

對(duì)原生作物來說，其生長季節(jié)是具有合適空氣溫度和土壤濕度的時(shí)間段。為了提高人口稠密地區(qū)的食物供應(yīng)，一個(gè)科學(xué)家小組在努力尋找與原生地有類似空氣溫度和土壤濕度的地方，以便把原生作物移植到這些地方。利用下面的柱狀圖，首先完成一系列問題，然后寫一個(gè)簡短報(bào)告（約1頁），討論哪個(gè)地方（希思、巴倫或金尼蒙特）更適合種植新作物。

1．提出問題。比較原生地區(qū)的柱狀圖，找出有類似條件的其他地區(qū)，然后提出跟這些類似地區(qū)的數(shù)據(jù)相關(guān)的兩個(gè)問題，并說出你的答案為什么對(duì)你有幫助。例如，“一年的什么時(shí)候看起來像是春天的開始？”

2．推斷模式、走勢(shì)。一個(gè)探究組成員薩曼莎認(rèn)為，如果在圖中能找到空氣溫度和土壤濕度的變化走勢(shì)，會(huì)對(duì)解決問題有幫助。請(qǐng)你根據(jù)原生地區(qū)的柱狀圖判斷，1月至12月空氣溫度的變化走勢(shì)是怎樣的？土壤濕度的變化走勢(shì)又是怎樣的？

3．解釋數(shù)據(jù)及關(guān)系。請(qǐng)?jiān)倏丛貐^(qū)的柱狀圖，在每個(gè)季節(jié)開始和結(jié)束的地方標(biāo)上記號(hào)。例如，S為春天的開始，Su為夏季開始，F(xiàn)為秋季的開始，W為冬季的開始。請(qǐng)你說說，你是根據(jù)哪些信息來標(biāo)上這些記號(hào)的？

4．檢測錯(cuò)誤。圖中的空氣溫度和土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)是每月的平均數(shù)。為了獲得每月的平均數(shù)，學(xué)生們從月初開始每天都測量、收集數(shù)據(jù)，到月底的時(shí)候就計(jì)算平均數(shù)。由于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性很重要，那么你認(rèn)為以上做法的兩種可能錯(cuò)誤來源是什么？假如你測量并計(jì)算平均數(shù)，你怎樣確保不出現(xiàn)這些錯(cuò)誤？

5．解釋數(shù)據(jù)及關(guān)系。另一個(gè)探究組成員詹姆斯建議，如果在圖中能找到不同變量之間的關(guān)系，會(huì)對(duì)解決問題很有幫助。請(qǐng)你根據(jù)四個(gè)圖判斷，當(dāng)每個(gè)地區(qū)生長季節(jié)開始時(shí)，其空氣溫度是怎樣的？

6．推斷模式和趨勢(shì)、解釋數(shù)據(jù)和關(guān)系。請(qǐng)?jiān)倏疵總€(gè)地區(qū)的柱狀圖，在比較每個(gè)地區(qū)與原生地區(qū)的生長季節(jié)開始和結(jié)束的空氣溫度和土壤濕度的基礎(chǔ)上，填寫下面表格。如果比原生地區(qū)高則填“+”，如果比原生地區(qū)低則填“ - ”，如果和原生地區(qū)一樣則填 “?”。

原生地開始結(jié)束空氣溫度土壤濕度空氣溫度土壤濕度希思巴倫金尼蒙特

7．確定異同。根據(jù)剛才所填表格的結(jié)果，你覺得哪個(gè)地區(qū)的生長季節(jié)與原生地最相似？說說你的理由。

8．重新探究。如果要重新探究哪個(gè)地區(qū)與原生地區(qū)最相似，并要求用另一種類型的數(shù)據(jù)來確定每個(gè)季節(jié)的開始和結(jié)束，你會(huì)從圖中選擇哪種類型的數(shù)據(jù)呢？

9．撰寫報(bào)告。在以上分析基礎(chǔ)上，寫一個(gè)簡短的報(bào)告（約1頁），分析哪個(gè)地區(qū)更合適種植原生植物，并說明每個(gè)地區(qū)的利弊。為了確保結(jié)論可靠，你既利用以上分析，也利用其他額外信息。

第二種，成套的科學(xué)探究紙筆測驗(yàn)。這種紙筆測驗(yàn)開發(fā)和運(yùn)行等成本也很低，因此很多研究者對(duì)紙筆測驗(yàn)工具的開發(fā)樂此不疲。美國著名的教育評(píng)價(jià)專家伯恩斯等開發(fā)的一套科學(xué)探究能力測試題，至今仍被很多研究者直接采用，足見其影響力和受歡迎程度。該套試卷共36道選擇題，下面是部分試題：

瑪麗很想知道地球和海洋是不是被太陽同等地加熱，于是她決定做個(gè)探究。她用兩個(gè)相同的桶分別裝上相同體積的土壤和水，然后讓它們接收同樣多的太陽光照射。從上午8點(diǎn)到下午6點(diǎn)，瑪麗每隔一小時(shí)就測一次土壤和水的溫度。

1．在該研究中，瑪麗要檢驗(yàn)?zāi)膫€(gè)假設(shè)？

A．接收的太陽光越多，土壤和水就變得越暖

B．土壤和水被陽光照射越長，它們就變得越暖

C．不同種類的材料接收太陽光后升溫不一樣

D．在一天的不同時(shí)段里，土壤和水接收的太陽光不一樣

2．該研究需要控制哪些變量？

A．放在桶里的水的種類

B．水和土壤的溫度

C．放在桶里的材料的種類

D．每個(gè)桶在太陽中照射的時(shí)間

3．該研究的因變量是什么？

A．放在桶里的水的種類

B．水和土壤的溫度

C．放在桶里的材料的種類

D．每個(gè)桶在太陽中照射的時(shí)間

4．該研究的自變量是什么？

A．放在桶里的水的種類

B．水和土壤的溫度

C．放在桶里的材料的種類

D．每個(gè)桶在太陽中照射的時(shí)間

國外不少研究表明，盡管紙筆測驗(yàn)對(duì)于實(shí)踐性探究能力的效度較低，但對(duì)于某些心智性探究能力的效度還是較高的，如提出問題、猜想假設(shè)、識(shí)別變量、制訂計(jì)劃、分析數(shù)據(jù)等要素。以上4道題就是測評(píng)猜想假設(shè)和識(shí)別變量能力。

三、啟示

迄今為止，我國中學(xué)地理探究教學(xué)面臨諸多困難，影響因素之一是缺乏地理科學(xué)探究能力的有效評(píng)價(jià)方式。在現(xiàn)實(shí)國情下，我們很難用高效度高成本的現(xiàn)場觀察來大規(guī)模評(píng)價(jià)科學(xué)探究能力。對(duì)于效度和成本次之的工作單，既可以用來現(xiàn)場大規(guī)模評(píng)價(jià)科學(xué)探究能力，也可以事先布置一些新穎的探究任務(wù)，由學(xué)生在課余時(shí)間完成，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提交工作單，過后教師再對(duì)工作單進(jìn)行評(píng)價(jià)；至于成本最低的紙筆測驗(yàn)，雖然難以有效評(píng)價(jià)實(shí)踐性探究能力，但可以用來評(píng)價(jià)心智性探究能力。通過工作單和紙筆測驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合，可以比較有效評(píng)價(jià)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

[1] Matthews P S C, Mkenna P J. Assessment of practical work in Ireland: A critique[J]. International Journal of Science Education, 2005, 27(10): 1211-1124.

[2] Tamir P, Doran R L, Chye Y O. Practical skills testing in science[J]. Studies in Educational Evuluation, 1992, 19(3): 263-276.

[3] Shavelson R J, Ruiz-Primo M A. Note on sources of sampling variability in science performance assessments[J]. Journal of Educational Measurement, 1999, 36(1): 61-71.

本文獲得廣西教育廳科研資助項(xiàng)目“基于公平視角的科學(xué)探究能力評(píng)價(jià)有效性研究”(編號(hào)01012MS272)的支持。