美國化學課堂多樣化學習評價方式帶來的新思路

張馥

摘要：基于美國《下一代科學標準》（NGSS）三個維度的學習要求，美國高中化學課堂學習評價方式呈現多樣性。通過實地調查并分析美國Arcadia高中化學課堂，發現從筆記、天天問、閱讀、周周練、單元測試、化學實驗、海報或模型制作等多個方面對學生學習進行評價。這為國內新高考改革下化學課堂教學提供了新思路。

關鍵詞：評價方式；化學課堂；美國課堂；多樣化；高考改革

文章編號：1008-0546（2016）10-0025-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.009

評價學生是教師的工作內容之一，對學生具有重要、長遠的影響。2014年開始公布的全國高考改革，便是希望將育人的方向從“單純育分”調整為“全面育人”，從追求“學科成績”轉向促進“學生成長”，將思想品德、學業水平、藝術素養和社會實踐能力兼顧其中。由此，國內教師也要真正改變評價標準，從考試與分數為主向學生全面發展的目標轉變。國家教育部初高中化學國家課程標準研制組組長，華東師范大學化學系王祖浩教授，最近在上海市浦東外國語學校作“化學課程的隱形內容研究”報告時再三強調，中學化學教學要注重化學學科本質、化學的社會價值、化學的研究方法、化學的思想觀念、化學知識內在聯系和化學史等六方面的隱形內容，而不是知識點數量的疊加。那么，當教學目標和教學內容發生變化后，教學評價勢必也要做出更新。美國的中學課堂學生學習評價方法恰好為我們作了很好的參考。

一、美國高中化學課程標準簡介

美國高中化學課程標準包含在美國基礎科學教育課程標準中，全美主要采用2013年公布的《下一代科學標準》（Next Generation Science Standards，簡稱NGSS）。NGSS把基礎教育各個階段講授的科學知識劃分為物理科學（涵蓋了物理和化學學科）、生命科學、地球與空間科學、工程技術及科學的應用共四個學科領域，并在此基礎上明確了各階段、各年級、各學科教學的主要內容。[1，2]例如，在高中階段，學生必須利用元素周期律和元素周期表來預測原子最外層電子排布相似的元素的遞變性（僅限主族元素，僅限定性了解）；建立基于總鍵能變化的化學反應的熱效應模型（只限得出反應物與生成物的相對能量高低，不需計算某一反應具體的總鍵能數據）；應用科學原理和證據解釋化學反應速率隨溫度及反應微粒濃度變化的影響（僅限兩種反應物的反應，不要求得出因素與速率間的定量聯系）等。該標準還要求從三個維度構建科學學習：科學與工程的實踐、學科核心原理、跨學科概念。比如上述例舉的第一條學習內容，科學與工程實踐維度的要求包括建立基于解釋闡述系統間或系統內組分間關系證據的模型，使用模型預測系統之間或系統內組分間的相互關系等等；在學科核心原理維度要求掌握原子是由帶正電的原子核及帶負電的核外電子構成，原子核又由質子與中子組成等等；跨學科概念維度上要掌握在核反應過程中，原子不再是變化的最小單位（不再守恒），但是質子和中子總數仍然守恒等等。三個維度的科學學習是美國科學教育的重大轉變，開啟了更為豐富和科學的評價方式。NGSS開發與制定協會強調課堂評價是教和學的融合，并指出課堂評價應包含形成性評價任務和終結性評價任務。[1]

二、美國高中化學課堂學習評價調查與分析

課堂評價可能包括正式的測驗或對話性的小測驗，也可以基于課堂活動中產生的作品，而不僅僅單純依賴專門為評價設計的任務。這些作品包括學生在課堂中、家庭作業中形成的作品；學生在一個單元或一個學年的作品的檔案袋；或是使用計算機技術完成的活動。以美國加利福尼亞州洛杉磯市Arcadia高中化學基礎課為例，每位選擇該門課程的學生都有一本課堂記錄冊（檔案袋），內含所有與學生考評相關的歷史資料（圖1）。一位學生最終這門課的成績，由以下多個方面的表現綜合衡量：

1. 筆記（Notes）

美國教師授課方式分為演講（lecture）與研討（seminar）等，化學筆記一般出現在演講中，用于教授新課。由于化學筆記多，教師經常給學生準備學案，學生需填入關鍵的筆記。學案中還設置一些開放性問題和計算等練習題，通常用作課后作業。

例如，在“原子量”一課學習中，課堂筆記如下，加下劃線的內容需學生邊聽講解邊填入：

A. 原子質量很小，使用不便。化學家改用原子質量單位。

（1） 一個原子質量單位定義為C-12原子質量的1/12 。C-12穩定，來源廣泛常見。

（2）元素周期表中碳原子量采用12.01，而不是12，為什么？

a. 元素原子量是其所有天然同位素的加權平均值。

b. C-12只是碳原子的一種，自然界中還存在C-13，C-14。

c. C-12占所有C原子的98.89%，C-13占1.110%，C-14比例可以忽略。

d. 原子量=同位素1的原子量×1的豐度+同位素2的原子量×2的豐度+……

例如：C的原子量=12×0.9889+13×0.0110 =12.0098≈12.01

開放性問題①：如何得到元素同位素的豐度值？

e. 為找出每一元素同位素的豐度，科學家使用一種先進的儀器，稱為質譜儀，來氣化并分離同位素。

題1：根據硅同位素質譜圖，計算硅的原子量。

開放性問題②：為何質譜可用于犯罪偵查？

題2：X元素有兩種同位素，X-69原子量68.9u，豐度為60.2%；X-71原子量70.9u，豐度為39.8%，則X原子量為多少？

題3：鎂元素有3種同位素，已知Mg-24原子量23.99u，豐度78.99%；Mg-25原子量24.99u，豐度10.00%；則Mg-26原子量和豐度各為多少？

以上筆記總結了學科核心概念、原理和知識點，并通過開放性問題與計算的設置，在實踐維度評價了學生明確問題、設計方案、分析解釋數據和運用數學等能力。

2. 天天問（Daily Questions）

在每節課之初，教師會出2-3個問題請學生寫在紙上上交，內容是剛學過的知識。除了考查學生是否回家溫習功課，也能發現學生的不懂之處。

例如，在上完“原子結構的發現史”一課后，在下一節課形成以下問題題目：誰發現了電子、原子核和中子？描述湯姆生或盧瑟福的實驗并說出它的重要意義。

“天天問”復習的教學內容主要來自學科核心概念。科學教育中的學科核心原理的學習，要貫穿基礎教育的所有階段和所有學科，成為教師和學生關注的焦點。

3. 閱讀（Reading）

學生可通過網絡獲取與教學相關的教材等材料和教師預設的問題，并在自主學習后作答。閱讀內容并不局限于文字材料，圖片、音頻或視頻等多媒體形式都有。新課預習任務通常通過閱讀這一環節完成。

4. 周周練（Quiz）

小型的測驗，比較簡單，五到十分鐘左右，每周一次。

例如，“物質的量濃度”一課的周周練如下：

a. 1.5 L 0.025 mol/L Cu（NO3）2溶液與1.25 L 0.05 mol/L NaOH溶液混合，得到多少克沉淀？

b. 以下強電解質溶液中含Cl-數目最多的是哪個：100.0 mL 0.30 mol/L AlCl3、50.0 mL 0.60 mol/L MgCl2、200.0 mL 0.40 mol/L NaCl

“氧化還原反應”一課練習題：半反應法配平以下氧化還原反應：I-（aq）+ClO-（aq）→I3-（aq）+Cl-（aq）（酸性條件）

5. 單元測驗（Test）

一個小時左右的時間，每個單元結束后進行測試。之前教師會提供答疑機會。

6. 化學實驗（Lab）

課堂實驗步驟不多，難度不大，每學期有十幾次實驗課。根據實驗預習、實驗操作、實驗報告情況打分。

例如實驗“大家都是煉金師——銅變‘銀和‘銀變‘金”，該實驗理論背景基于原子結構的組成和人類對原子結構的認識過程。實驗方法如下：在燒杯中加入1g鋅粉與15mL 1 mol/L的氫氧化鈉溶液，置于煤氣燈上加熱至近沸，放入銅幣（一美分），繼續保持近沸狀態幾分鐘后將硬幣翻面再反應幾分鐘后取出，洗凈。銅幣表面呈現銀色。夾取已呈銀色的硬幣置于煤氣燈火焰上灼燒，硬幣轉為金黃色。問題：詳細描述第一步及第二步反應后硬幣分別發生的變化；用天平稱量硬幣反應前后的質量，有何變化；你認為這真的是銀/金么，為什么？

7.以小組或個人為單位，做學科性質的海報或模型，完成網上的閱讀，寫篇某一主題的綜述等。這些任務通常從科學與工程的實踐維度幫助學生了解科學知識發現和運用的過程，構建理論知識與現實實踐之間的聯系，形成科學世界觀的同時也是對教學效果的綜合性評估。有些任務還需要跨學科概念的相互融合與借鑒，以對世界形成整體的、清晰的、有邏輯性的認識。

例如，電子云模型制作（圖2）：學生利用泡沫塑料、木棍、包裝紙等常見材料自制球形的s軌道、紡錘形的p軌道等電子云理論模型。課堂中的科學和工程實踐本身就為評價活動提供了很好的證據。比如，當學生在開發和使用模型時，他們將被給予機會來解釋他們的模型，并和同學進行討論，從而就可以為教師提供形成性評價的機會，并幫助教師進一步規劃教學計劃。

例如：“販賣”元素（圖3）：每位學生隨機分配一種元素，填寫元素名稱、符號、原子序數、原子量、密度等基本信息，還要制作一份廣告海報，不但要體現該元素的使用價值，還要有良好的廣告效應，讓人看了海報就有“購買”的沖動。該任務包含多重要素，因而需從學科核心知識應用、計算機檢索、藝術效果、內容構思等多方面形成最終的作品評價。

三、美國化學課堂帶來的啟示

我國的普通高中課堂教學評價與美國的公立高中課堂教學評價相比，既有相似之處又各具特色。標準化測試仍是中美兩國評價學生學業進步、診斷教與學的重要方式，特別是在數學、閱讀及寫作這幾大領域，近年來美國法律強制要求每一年級都開展測試。而美國中學的其他學科，除了被許多學院和大學用作入學考試的SAT、AP等統一測試，高中四年只有一次極其簡單的全州畢業考。在日常中學課堂，沒有像我國頻繁出現的各種校級、區級、市級或省級學科統一測試，但這并不意味美國學生日常不需要參加任何考試。相反，美國學生每天都在接受試題型的微小型測試，比如簡答題性質的“天天問”，填空或計算性質的小練習，問答題性質的“開放性問題”，也有正規的以班為單位進行的單元測試。既有形成性評價，也有終結性評價，評價內容和標準由任課教師決定。美國中學沒有教研組和備課組，也沒有頻繁的統一教研活動，教師教學自由度非常大，老師一天上五節課，整日在教室備課或上課，只有每學期若干次能不上課大家坐在一起開個會，商量大致的教學安排。以中學化學為例，相同時間段不同教師的教學內容五花八門，教比熱容、原子結構、核化學的都有，相應的過程性評價內容或方式因此也因課堂而異。對比上海的學校，對教師一直有高度的管理和約束，每學期之初，年級備課組要統一制定教學進度并上報到區，一個學校測試統一度較高，測試難度比國外普遍大，且測試內容遠不如國外豐富。

雖然測試等手段一定程度上有助于對學生的學習成就或教師的教學成就作出判斷，但大部分測試僅僅測量一部分能力。美國心理學家加德納認為，構成智力者乃是以下八種能力：語言智能、數學邏輯智能、空間智能、身體運動智能、音樂智能、人際智能、自我認知智能、自然認知智能，要從多維度的、全面的、發展的眼光來評價學生。對學習物理、化學、生命科學等理科的學生，進行實驗技能評價必不可少，中美課堂均認可實驗這種評價方式。不同的是，美式課堂是走班制，教室設計成多功能，既能上理論課，又有足夠的實驗臺，因此，美國學生進行課堂實驗的機會更多，也更便捷。國內若要進行學生實驗，需去專門的實驗室，基礎課上實驗機會不多。但是，在專門的實驗室，設施會更完善，可以進行更復雜、更高級的實驗。而且，國內還有一點明顯的不同，將實驗技能進行標準化評價，例如上海市針對所有高二學生的實驗操作進行會考。可以說，在很多方面美國教育仍重視廣度（盡管新的教育改革已經提出了改進），我國重視深度。但是，目前上海市許多中學通過開發校本課程，開設拓展課，根據學生需求彌補了基礎課部分的不足。

美國課堂評價較國內課堂最大的不同，是諸多新穎的評價方式，學科模型的自制、學科海報的設計等都是常規作業之一。正如文中實例中提到的，在學習元素周期表的時候，為了讓高一學生盡快對元素的基本表達方式產生印象和興趣，布置了一份題為“販賣元素”的作業。學生積極性特別高，充分利用圖書館、網絡搜集資料，把元素海報做得既學術又藝術。這一任務的設置，既考察了學生對知識技能的掌握，又促進了藝術、探究和動手等多種智能的發展。在國內，只有美術課會布置制作海報的作業。人生來都有一定的創新性和探究性，人的成長之路就是探究之路。但是教師只有不斷且充分給予學生創新或探究的機會，學生才會不斷累積相關的經驗，才可能在未來成為創新之源。

參考文獻

[1] 馮翠典. 如何在課堂中評價三維性科學學習——來自美國新課程改革的新思路[J]. 全球教育瞭望，2014（6）：103-110

[2] 周保利. “下一代的科學標準”——2013年美國基礎教育科學課程標準評析[J]. 河北師范大學學報教育科學版，2014（4）：112-115