基于課程標準的科學探究能力的評價*

陳 浩

(淮安市教學研究室 江蘇 淮安 223001)

如何評價學生的科學探究能力始終是廣大教師關注的問題.我國的義務教育物理課程標準中，把科學探究定為重要的課程內容和教學方式.因此，科學探究在中學物理教學中日益得到重視，科學探究的評價所存在的問題也日益突出，如紙筆測試是否能夠準確地反映學生真實的科學探究能力.本文以基于課程標準的物理科學探究能力的評價，談談筆者對這一問題的思考.

1 《課程標準》對科學探究能力目標的要求

《課程標準》在“過程與方法”維度中制訂了5條具體的目標.其中涵蓋了觀察能力、提出問題能力、科學探究能力、運用知識分析解決物理問題的能力、自主學習能力等各個方面，并且強調這些能力的培養與形成，必須是在學生經歷與探究的過程中、在方法的獲得過程中加以落實.特別是對于科學探究能力的要求，提出了要通過參與科學探究過程，使學生經歷擬定計劃和實驗方案、通過實驗收集數據、分析概括以及信息交流等重點探究要素，落實科學探究能力.

需要說明的是，在這個維度中所涉及的各種能力與“知識與技能”維度中的能力是有區別的，“知識與技能”中的能力更側重于具體的操作，而“過程與方法”中所提到的能力則側重于心智技能或心智思維.

科學探究比簡單的觀察事物、總結規律及解釋現象要復雜得多，也比通常認為的按照固定的邏輯順序開展科學研究要靈活得多.真正的科學探究應像科學家一樣觀察自然、理解自然并做出科學探究，對建立的模型做出解釋說明和進行評價，對同一觀察結果提出不止一個解釋.也就是說科學探究遠不是“程序化的科學”，更多的是建立在“心智思維”層面.

2 當前科學探究能力評價中主要存在的問題

2.1 科學探究試題編制模式化 標簽化

【例1】在綜合實踐活動中，某興趣小組的同學利用紙錐和小金屬球來研究“空氣阻力和速度的關系”.取三個相同的紙錐，每個紙錐的質量為m，并編號為甲、乙、丙，其中在乙紙錐內固定質量為3m的小金屬球，在丙紙錐內固定質量為8m的小金屬球.然后讓它們從不同高度分別自由落下，并以豎直磚墻為背景，當進入豎直磚墻的區域時，用照相機通過每隔相等的時間曝光一次的方法記錄紙錐的運動過程，如圖1是其中一段的示意圖.請根據圖示回答下列問題：

(1)對于圖中的這段運動過程，下列說法正確的是

A.只有甲做勻速直線運動

B.只有乙做勻速直線運動

C.只有丙做勻速直線運動

D.甲、乙、丙都做勻速直線運動

圖1

(2)對于圖1中的這段運動過程，甲、乙、丙三個紙錐的速度之比是______；它們所受的空氣阻力之比是______；由此可以得出的實驗結論是______.

這類試題的主要特點是給定了實驗器材和實驗方案或步驟.除此之處，還有的科學探究題是要求學生敘述經典實驗方案和步驟，或是設計好方案和步驟后讓學生選擇，這失去了科學探究應具有的發散性思維的精髓，顯然，這類探究題考查的仍然是學生對前人經驗的積累程度，而非對于科學研究方法的體驗水平.科學探究應重點考查學生理解科學方法與過程，而非讓學生照固定模式化步驟重復前人的“科學方法”.

另外，該題的背景盡管較新，用閃頻研究物體的運動，但由于考查的問題通過程序性知識即可解答，答題的方式又是選擇題或填空題，缺少心智技能(或心智思維)，沒有體現探究性，是一道典型“科學探究”的標簽題.

2.2 科學探究試題背景陳舊化 問題知識化

【例2】小華在“探究凸透鏡成像規律的實驗”中發現像高與像距、物距之間有一定的關系，為了進一步探究，他將5 cm長的發光體放在一個豎直支架上作為光源進行實驗.

(1)實驗開始前，首先在光具座上依次安裝發光體、凸透鏡和光屏并進行調節，使它們的中心在________.

(2)表1是小華同學實驗時記錄的幾組數據.

表1

根據表中數據，完成下列問題：

(1)該凸透鏡的焦距為______cm.

(2)從表中的數據可以看出，當像距小于物距時，像高與物高的比值______1(選填“大于”或“小于”)；當像距大于物距時，像高與物高的比值______1(選填“大于”或“小于”).

(3)小華通過進一步分析實驗數據又得出了像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關系.他的結論是____________________.

這類試題的特點是問題背景通常是學生所研究過的、或熟悉的，物理原理非常清楚，研究的方法也很熟悉，所以，完全失去探究的價值.問題的設置基本上是知識性的，只要物理基礎知識扎實，即可解決，根本達不到考查學生科學探究能力的目標.

3 基于課程目標的科學探究試題的特征

課程標準強調科學能力的培養與形成，必須是在學生經歷與探究的過程中，同樣，學生的科學探究能力的考查也必須是在真實的問題背景實例中進行.下面以淮安市2013年一道中考物理科學探究試題為例，分析說明科學探究試題的設置應具有的特點：

【例3】某興趣小組在研究冰熔化實驗時，發現冰熔化時有快有慢.他們想知道影響冰熔化速度的因素，于是提出了以下兩種猜想.

猜想1：環境溫度可能會影響冰熔化速度.

猜想2：冰的形狀可能會影響其熔化速度.

(1)請你列舉生活中一個實例說明“猜想1” 的合理性：__________.

(2)小麗同學對“猜想2”有自己的想法，為了驗證“猜想2”，小麗設計了如下實驗方案：

(a)量出50 mL蒸餾水3份，分別倒入容積都為50 mL的長方體、正方體和球體塑料模型盒中.

(b)倒入模型盒中時確保沒有水濺出.

(c)把模型盒放到冰箱冷凍室里，冷凍足夠長時間.

(d)用字母A，B，C分別給3個燒杯做標注.

(e)把模型盒從冰箱里拿出來，迅速將每個冰塊放入對應的燒杯中.

(f)觀察并記錄3冰塊完全熔化所用的時間.

請你回答下列問題：

1)該實驗方案中步驟(a)、(b)的設計目的是：____________.

2)小麗通過實驗分析，驗證了冰的形狀會影響冰塊熔化速度.依據小麗的分析結果，在這3種形狀的冰塊中，熔化最慢的______，并說出理由：________________.

(1)試題的評價目標明確，具有一致性，試題的設置形式以建構——反映測驗題(通常稱主觀題)為主.

課程標準規定了學生必須達到掌握的科學內容(包括“知識與技能”“過程與方法”“情感態度與價值觀”)，基于課程標準的評價，是實現課程目標的基石，試題評價目標的一致性是評價的核心、關鍵和要求.建構——反映測驗題的最大優點是它能引出學生更貼近平時生活的行為反應，而這種反應正是學生必須自己獨立解決問題的能力.所以，建構——反映測驗題能有效評價學生的科學探究能力.

如該題考查了科學探究中7個目標中的3個，測試目標分別是：依據實例或經驗提出假設的能力目標——通過生活實例說明“猜想1”的合理性；理解有助于選擇適合的研究策略和方法目標——說明設計方案中設計的目的；能基于證據對結論進行解釋和應用的能力目標——解釋冰的形狀影響冰熔化快慢的原因.

(2)試題的情境信息應是全新的，具有真實性、新穎性，貼近學生生活，適切學生的經驗基礎.

適當的情境信息可將科學概念置于全面的真實的環境中，科學探究能力的考查，需要學生在沒有遇到過的全新的物理問題情境下進行，這就要求科學探究試題需要與學生的生活聯系緊密，并且問題又要符合學生的認知經驗基礎，才能有效發揮學生的創新才能.

如該試題的情境源于學生實驗，但探究的內容又不是學生所知的，真實而新穎，在生活中也是常見的現象，非常親切.并涉及到的知識基礎與研究水的蒸發類似，所不同的是由平面蒸發轉向到立體熔化，便于學生能力遷移，有利創新.

(3)試題通常采用集束型的形式，能較全面考查科學探究能力的各個目標.

科學探究能力的要素有7個方面，如何在一道測驗題中盡可能全面考查到，采用集束型的問題形式是最有效的.集束型問題的特點是各個問題關聯度低，不會因為第一個問題答不出或答錯，影響到下一個問題的解決，同時考查的面較大，問題設置也比較靈活.

如本題通過2組3個問題，集中一個探究問題，考查了3個課程目標，信度和效度較高.

(4)試題語言簡單明了，問題指向明確.

科學探究測驗題的考查目標是為了解學生的科學探究能力，而不能因閱讀成為考查學生科學探究能力的障礙.所以，科學探究測驗題要求語言結構簡單，避免用雙重否定詞語，問題直接明了.

參考文獻

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