如何教科學(xué)？動(dòng)手還是不動(dòng)手？

邢鴻飛/編譯

如何教科學(xué)？動(dòng)手還是不動(dòng)手？

邢鴻飛/編譯

美國(guó)馬薩諸塞州高中生參觀科學(xué)展覽

● 在最近的一次全美科學(xué)測(cè)試中，一些常常在科學(xué)課堂上搗鼓巖石或礦物的美國(guó)高中生的表現(xiàn)，遠(yuǎn)不及那些從未有過(guò)動(dòng)手操作活動(dòng)的學(xué)生。

從未在課堂上混合各種化學(xué)試劑或者利用顯微鏡進(jìn)行科學(xué)觀察的學(xué)生，在測(cè)試中與那些經(jīng)常參與此類科學(xué)活動(dòng)的學(xué)生一樣表現(xiàn)出色。

這結(jié)果是不是讓人覺(jué)得吃驚？根據(jù)日前公開(kāi)的2015年美國(guó)科學(xué)類國(guó)家教育進(jìn)展評(píng)估（NAEP），這些引人注目的結(jié)果似乎與動(dòng)手實(shí)踐學(xué)習(xí)是科學(xué)課程的最好方法這一傳統(tǒng)觀念背道而馳。例如，前不久，奧巴馬政府還在白宮舉行“活躍學(xué)習(xí)日”，表彰全美最佳科學(xué)和數(shù)學(xué)老師。

政府官員們將美國(guó)國(guó)家教育進(jìn)展評(píng)估看成是美國(guó)的教育報(bào)告卡。科學(xué)測(cè)試定期對(duì)四年級(jí)、八年級(jí)和十二年級(jí)的學(xué)生代表進(jìn)行測(cè)試，了解他們?cè)谏⑽锢怼⑻铡⒌厍蚩茖W(xué)以及科學(xué)過(guò)程等方面的掌握情況。該測(cè)試是對(duì)閱讀、數(shù)學(xué)、公民教育和其他學(xué)科評(píng)估的一部分。對(duì)兩個(gè)較低年齡組測(cè)試的結(jié)果按州統(tǒng)計(jì)，因此媒體上的報(bào)道往往涉及為什么某一個(gè)州領(lǐng)先或落后于其他州。

2015年的科學(xué)測(cè)評(píng)中，美國(guó)小學(xué)生和中學(xué)生整體上比2009年接受測(cè)試的學(xué)生的表現(xiàn)略好，而兩個(gè)較低年齡組中的白人和少數(shù)民族學(xué)生在得分上的差距有所縮小。相反，十二年級(jí)學(xué)生的得分情況并未發(fā)生改變，種族差異未見(jiàn)縮小。

然而，NAEP遠(yuǎn)非一場(chǎng)競(jìng)賽。它還包括一項(xiàng)由23個(gè)問(wèn)題組成的關(guān)于課堂上實(shí)際情況以及學(xué)生參與科學(xué)狀況的調(diào)查。例如，其中一個(gè)問(wèn)題是讓學(xué)生回答他們?cè)诎ɑ瘜W(xué)和地球科學(xué)在內(nèi)7個(gè)領(lǐng)域中參與實(shí)踐操作活動(dòng)的頻率，是“從未”“很少”“有時(shí)”還是“經(jīng)常”。

只有在一種情況下，也就是涉及簡(jiǎn)單機(jī)器操作的活動(dòng)，那些有過(guò)實(shí)踐操作活動(dòng)的學(xué)生獲得較高的NAEP成績(jī)。確切地說(shuō)，從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)機(jī)器的學(xué)生得分155（十二年級(jí)學(xué)生的平均得分是150），而那些常常操作機(jī)器的學(xué)生得分171。

或許，更加讓人深思的是，很少有學(xué)生報(bào)告他們參與過(guò)實(shí)踐操作活動(dòng)。例如：只有29%的學(xué)生“有時(shí)”或“經(jīng)常”操作簡(jiǎn)單的機(jī)器；大約58%的學(xué)生“從未”做過(guò)；14%的學(xué)生“很少”做；那些表示自己從未或很少與“有生命的事物”打交道的學(xué)生達(dá)到62%；大多數(shù)學(xué)生對(duì)諸如顯微鏡和化學(xué)品非常陌生。只有17%和18%的學(xué)生報(bào)告稱他們“經(jīng)常”在科學(xué)課上使用兩者。

美國(guó)國(guó)家教育統(tǒng)計(jì)中心的官員表示，解釋NAEP的評(píng)價(jià)結(jié)果，包括像實(shí)踐操作活動(dòng)和測(cè)試成績(jī)之間的負(fù)相關(guān)性在內(nèi)的與直覺(jué)相反的結(jié)果，并非他們的工作職責(zé)。然而，一位不愿意透露姓名的專家認(rèn)為，詢問(wèn)學(xué)生“今年”他們?cè)诳茖W(xué)課上做了什么可能會(huì)造成測(cè)評(píng)結(jié)果的偏差。

例如，成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生往往在高中最后一年參加物理或高等生物課程，為進(jìn)入一流大學(xué)做準(zhǔn)備，因此他們不可能在十二年級(jí)的時(shí)候與巖石和礦物打交道。與此同時(shí)，需要補(bǔ)課的學(xué)生為了達(dá)到畢業(yè)所需學(xué)分可能會(huì)選擇物理科學(xué)課程，而巖石是課程的一部分。即便如此，這樣的解釋無(wú)法說(shuō)明為什么報(bào)告說(shuō)使用過(guò)顯微鏡的學(xué)生那么少，而對(duì)于參加高等生物課的學(xué)生來(lái)說(shuō)，顯微鏡被認(rèn)為是必不可少的工具。

結(jié)果讓人捉摸不透

NAEP測(cè)試者所描述的十二年級(jí)學(xué)生科學(xué)的低迷狀態(tài)如果告知科學(xué)教育工作者的話，可能會(huì)直接并大范圍地引發(fā)他們對(duì)此的氣憤。不過(guò)，評(píng)估結(jié)果幾乎不可能在NAEP的管理方國(guó)家教育統(tǒng)計(jì)中心（NCES）維護(hù)的網(wǎng)站上被搜索到。例如，邀請(qǐng)用戶查閱學(xué)生問(wèn)卷的鏈接只提供了不同年級(jí)學(xué)生少部分回答的數(shù)據(jù)。真實(shí)的數(shù)據(jù)被一個(gè)叫作數(shù)據(jù)瀏覽器（Data Explorer）的搜索工具所隱藏，即使是有經(jīng)驗(yàn)的研究人員想要查詢到數(shù)據(jù)也要費(fèi)盡周折。

NCES一位幫助處理數(shù)據(jù)并公開(kāi)發(fā)布評(píng)價(jià)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)學(xué)家格雷迪·威爾伯恩（Grady Wilburn）承認(rèn)，“一些菜單標(biāo)簽很不直觀。”他表示，目前使用的格式是十年前開(kāi)始采用的，“在如何設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)工具這方面我們現(xiàn)在已經(jīng)獲知很多。”NCES希望在2018年發(fā)布2017年閱讀和數(shù)學(xué)評(píng)估報(bào)告時(shí)能使用更好的版本。

2015年科學(xué)評(píng)估結(jié)果還有另一個(gè)變化。在學(xué)生問(wèn)卷篩選結(jié)果的下拉菜單中，每一條名目都描述了看起來(lái)對(duì)NAEP得分起到正面影響的活動(dòng)。

例如，菜單包括關(guān)于學(xué)生“在試驗(yàn)中可以確認(rèn)哪些問(wèn)題得到解決”的頻率的回答，但該問(wèn)題是涉及學(xué)生對(duì)科學(xué)方法熟悉程度的7個(gè)問(wèn)題中的1個(gè)。有一半學(xué)生表示他們每周可以有1次確認(rèn)可驗(yàn)證性假設(shè)，這部分學(xué)生的得分比其他在這個(gè)問(wèn)題上回答“從不”或“很少”的學(xué)生得分要高得多。相反，下拉菜單中顯示的數(shù)據(jù)并未顯示在實(shí)踐操作活動(dòng)和NAEP得分之間存在負(fù)相關(guān)性。

另一個(gè)有關(guān)搜索網(wǎng)絡(luò)獲得科學(xué)內(nèi)容的問(wèn)題，也出現(xiàn)了同樣的情況。那些從未上網(wǎng)搜索信息的學(xué)生獲得的平均分是144，而每周上網(wǎng)2到3次的學(xué)生們測(cè)試中的平均分達(dá)到165。然而，菜單忽略了一項(xiàng)結(jié)果，即很少閱讀科學(xué)類書籍雜志的學(xué)生們比喜歡閱讀的學(xué)生在NAEP的評(píng)估中得分更高。

NCES的官員表示，他們?cè)谶x擇問(wèn)題的時(shí)候主要基于他們認(rèn)為能令公眾感興趣的內(nèi)容，并且在現(xiàn)有的新聞報(bào)道中出現(xiàn)的主題，但這些選擇似乎與政客們喜歡傳遞好消息的說(shuō)法相吻合。

美國(guó)教育部長(zhǎng)約翰·金（John King）和總統(tǒng)科學(xué)顧問(wèn)約翰·霍爾德倫（John Holdren）很快將最新結(jié)果當(dāng)成證據(jù)，吹捧奧巴馬政府在推動(dòng)科學(xué)教育方面所作出的努力開(kāi)始取得了成效，包括培訓(xùn)更多更優(yōu)秀的科學(xué)教師以及越來(lái)越重視主動(dòng)學(xué)習(xí)。NCES代理司長(zhǎng)佩吉·凱爾（Peggy Carr）給出了更加樂(lè)觀的評(píng)價(jià)，她告訴記者，該評(píng)估結(jié)果表明：在科學(xué)方面，我們處在領(lǐng)先地位。

有人認(rèn)為，美國(guó)學(xué)生在將近80個(gè)國(guó)家和地區(qū)的15歲學(xué)生參加的國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目這樣的國(guó)際性測(cè)試中排名中等，加上參加測(cè)試的美國(guó)高年級(jí)學(xué)生中有40%沒(méi)有顯示出對(duì)科學(xué)的“基本”了解，因此他們對(duì)上述觀點(diǎn)表示質(zhì)疑。

全美科學(xué)教師協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)戴維·埃文斯（David Evans）表示，40%這個(gè)數(shù)字實(shí)在“讓人覺(jué)得可怕”。他說(shuō)：“今天這個(gè)世界人們需要了解的東西遠(yuǎn)不止在‘基本’上。我覺(jué)得我們應(yīng)該追求的是‘精通’。”他指出只有22%的高中畢業(yè)生目前能夠達(dá)到這一水平。

值得注意的是，2015年高年級(jí)學(xué)生是整個(gè)學(xué)校生涯均在2002年《不讓一個(gè)孩子掉隊(duì)》(NCLB)教育法案框架下完成的首批NAEP的科學(xué)測(cè)試接受者。該教育框架要求每年對(duì)三到八年級(jí)的學(xué)生進(jìn)行閱讀和數(shù)學(xué)測(cè)試。但是，很多美國(guó)教育者認(rèn)為NCLB并未將科學(xué)及其他課程納入此范圍，因?yàn)槟切W(xué)科并非法案對(duì)學(xué)校表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估的要求。埃文斯說(shuō)：“我們?cè)陉P(guān)注長(zhǎng)期不注重科學(xué)的結(jié)果。”去年新頒布的法案保留了每年的測(cè)試，但提高學(xué)生表現(xiàn)的監(jiān)管者是州政府而不是聯(lián)邦政府。

霍爾德倫對(duì)于十二年級(jí)的學(xué)生得分不高并未覺(jué)得吃驚，但他有自己的見(jiàn)解。他在關(guān)于NAEP結(jié)果的電話會(huì)議上告訴記者，NAEP分?jǐn)?shù)反映出很多因素，包括教師素質(zhì)、家庭支持以及學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)科的總體興趣。他說(shuō)：“我們很早就知道讓孩子們?cè)琰c(diǎn)接觸科學(xué)很重要，要讓孩子們覺(jué)得科學(xué)很有趣，并將課程置于解決重要社會(huì)問(wèn)題的情境下。”

[資料來(lái)源：Science][責(zé)任編輯：彥 隱]