以杠桿單元學習為例談基于學習過程的表現性評價

曹 俊

(杭州北苑實驗中學，浙江 杭州 310022)

20世紀90年代,美國興起表現性評價(performance assessment)方式,具體是指“教師讓學生在真實或模擬的生活環境中,運用先前獲得的知識解決某個新問題或創造某種東西,以考查學生知識與技能的掌握程度,以及實踐、問題解決、交流合作和批判性思考等多種復雜能力的發展狀況”．因為表現性評價是注重過程的評價,所以在課堂教學與評價中受到了普遍的重視和推廣．

在生活中,杠桿隨處可見,是一種重要的簡單機械．2016年杭州市初中畢業升學文化考試命題實施細則中,關于杠桿單元學習的目標主要包括:理解杠桿的支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂的含義;理解杠桿的平衡條件;能在比較復雜的情況下做出作用力的力臂;能應用杠桿平衡條件解決簡單問題．根據 “細則”分析學生解決高水平杠桿問題的解決過程,可以知道解決杠桿問題的本質是學生運用程序性知識解決生活問題的過程(圖1),對學生學習的表現性評價也理應基于學生學習杠桿的過程展開,而不是僅僅憑借一兩道選擇題、填空題或計算題的對錯．

圖1 運用程序性知識解決杠桿問題

1 以評促學:優化學習過程的設計

根據學生解決杠桿問題的程序,可以發現學生達成杠桿單元學習的高水平目標需要經歷3個重要的階段:感知和技能學習→發現和領悟規律→運用規律,與之對應的是各種不同層次的觀察點和評價點(表1)．循序漸進地設計學生的學習過程,根據預設目標,制定表現性評價的標準,有利于優化學生的學習過程,實現以評促學．

表1 杠桿單元學習不同階段的觀察和評價點

1.1 感知為基,技能學習:評價學生對杠桿五要素的理解和作力臂圖的技能

“在概念形成過程中,人們以感覺、知覺和表象為基礎,通過分析綜合、抽象概括等思維活動,從個別到一般,從具體到抽象,逐步把握一類事物的本質．這個過程實質上是一個學習過程,也是一種重要的思維活動”．

在生活中,杠桿普遍存在．學生主動感知生活中的杠桿,找準杠桿的五要素,是重要的學習活動．浙教版9年級上冊科學教材提供開瓶器、手臂等各種生活和人體中的21例杠桿作為學生的學習資源．根據學生想象杠桿的轉動,感知杠桿轉動時的固定點,畫出作用力,最后畫力臂的學習過程和表現,可以確定4個觀察和評價點(表2)．依據教師提供的杠桿的新穎程度,可以判斷學生該階段的學習是否已經達到遷移水平．(表2中初學達成率的統計對象為任教的學業水平中等偏上的26位學生，總計分析了來自生活的杠桿332例，分析實例最多的學生達到30例，最少8例，人均12.8例)

表2 感知杠桿和技能學習階段的觀察和評價點

根據學生的初學達成率,可以發現在感知和技能學習階段,學生學習的主要困難有:(1) 一些學生對沒有使用過或使用較復雜的杠桿,如開瓶器、指甲鉗、筷子等找不準支點、力的作用點的位置;(2) 剪刀、鋼絲鉗等杠桿,轉動的方向容易與力的方向發生混淆;(3) 一些需要考慮自身重力的杠桿,如轉動油桶、抬起汽車等找不到阻力;(4) 小學數學基礎較差的學生不能過直線外一點作直線的垂線段．因此,課堂上應特別關注開瓶器、筷子、指甲鉗、課桌椅的轉動等杠桿的觀察和體驗,還需要對基礎較差的學生在作圖技能方面特別輔導．精確的過程性評價,實現了學習內容的優化,學生明確了技能目標,教師找到了精準指導的方向．

1.2 實驗探究,領悟規律:評價學生對探究過程和杠桿平衡條件的理解

運用鉤碼、杠桿尺、彈簧測力計探究驗證杠桿平衡的條件是學生通過概念、判斷、推理來揭示杠桿本質的關鍵過程．有目的、具體的實驗操作,定量的分析和推理,實現現象的實證,幫助學生領悟杠桿平衡的規律,學會尋找普遍規律的方法．根據學生對實驗過程的描述,實驗現象的預測和實證,可以確定2個維度8個觀察和評價點(表3)．根據學生在新情景中解決問題的表現,可以判斷學生是否達到獨立操作或領悟水平．(表3中初學達成率為任教的全體學生74人)

通過學生的預測和實證活動,學生操作技能得到練習,發現:(1) 不等臂杠桿左右兩邊增減相同的力或力臂,杠桿不能保持平衡．(2) 保持杠桿水平位置平衡條件下,改變拉力的方向,拉力的大小會發生改變,拉力與杠桿垂直時,拉力最小．但在解釋多次實驗的目的、為什么要使杠桿在水平位置平衡、杠桿一端下沉和測力計示數變化的原因等問題上出現混淆、無依據的亂猜現象,給教學帶來不小的困難．因此,課堂上應特別關注對學生解釋和說明方法的指導,提供范例和變式,給學生足夠的時間,促使學生主動書寫和表達．

表3 發現和領悟杠桿平衡條件學習階段的觀察和評價點

1.3 真實情景,運用規律:評價學生復雜情景下畫力臂和解決問題的能力

規律的發現并不是學習的終點,運用科學規律解釋生活現象、解決實際問題、獲得新的發現和創造,才能真正幫助學生具有發現、認知、形成結構的方法和能力．“秤砣雖小壓千斤”、“遇到障礙物的手推車”、“容易被風吹倒的展板”等生活用品和生活現象(圖2),都蘊含著杠桿平衡的知識,學生需要運用所學的技能和知識,構建數學模型,才能以抽象概括的形式把握事物,實現思維水平的提高和能力的提升．根據學生在復雜情景中畫力臂和構建數學模型分析、評價、創造等活動過程中的表現,可以確定3個維度7個觀察和評價點,如表4所示．

圖2 在真實的情景下,畫力臂和運用杠桿平衡條件解決問題

表4 在復雜情景下運用杠桿平衡條件學習階段的觀察和評價點

觀察學生在較復雜的情景下畫力臂和數學建模活動中的表現,發現:(1) 初學者對杠杠支點的位置可以發生改變感知不足;(2) 杠桿轉動過程中,力臂大小的變化還與力的方向有關,學生容易發生混亂;(3) 在代入定值和變量、建立方程或函數關系環節,一些數學基礎不大好的學生十分困難．因此,在課堂教學和個別輔導的過程中,教師要給學生足夠的時間,鼓勵學生仔細作圖,耐心計算,有時還需要借助直觀教具輔助,指導學生獲得成功的體驗．

2 評價導向:優化學習活動的實施

基于學習過程的表現性評價旨在以評價為導向,幫助師生雙方清楚地知道學習者在單元學習中所處的位置、與目標的距離、達成目標還需要重點學習哪些知識、熟練哪些技能等．通過精準定位,避免一些要求過高或低層次重復的練習,在減輕學生負擔的同時,實現學生學業的進步．通過杠桿單元教學的實踐研究,發現想要實現以評價為導向,優化學習活動的實施,需要做到以下3個方面．

2.1 目標分解,明確標準:師生明確達成目標的路徑和表現

對各種知識、技能所要達到的層次和能力水平,初中課程標準和考試標準做出了具體的規定,但標準中理解、掌握、應用等描述的操作性不強,如何才算理解,又如何才算是深度理解,仍需要教師做進一步的界定,同時還要讓學生也能夠清楚地知道．只有這樣,教學雙方才能夠清楚地知道不同的學習者所處的位置、各項能力的強弱,通過針對性的指導和練習,實現學業水平的提高．

在杠杠單元教學中,3個層次19個觀察點的確定,學生可以清楚地知道自己在杠桿單元學習的過程中停留在哪個階段,在哪個具體的觀察點上還比較薄弱．教師通過觀察班級學生表現出來的群體特點和個體特點,也可以有效地選擇課堂教學的重點、個別輔導的對象和內容,從而實現教學資源的準確投放和個體的精準輔導,提高教學的有效性．

2.2 步步夯實,循序漸進:合理規劃單元教學的內容和時間

雖然問題的解決、探究等高水平學習活動都有一般性的程序和方法,但是具體到某個特定的問題或探究活動所需的知識和技能卻是不同的．“空袋不能直立”,一個具體問題的解決離不開特定的知識、技能和方法．單一的知識灌輸、技能訓練不僅枯燥乏味,而且難以轉化為問題解決的能力．以真實情景下的問題解決為目標,才能幫助學生更加積極地學習相關知識和技能．

在杠杠單元教學中,運用杠桿平衡條件的知識,在數學建模的基礎上,理性評價生活中的杠桿,說明工作原理,提出改進建議的高水平目標,促使學生主動地觀察生活中的杠桿,尋找它們的五要素,在教師的指導下,努力練習畫力臂、構建數學模型的關鍵技能,步步夯實,循序漸進,實現了思維水平的不斷提高．

2.3 體驗成功,不斷進取:以積極的反饋促使學生堅持學習

階段性測試的分數容易打擊落后學生學習的積極性．不同層次觀察評價點的確定,卻為分層教學和評價提供了可能．教師可以不必太關注學生考試的分數,而更多地關注學生已經學會了什么,下一步又要在哪個方面付出更多的努力．

在杠桿單元教學中,任教的學生會不斷地遇到各種困難和挑戰,有的學生找不準支點,教師卻可以鼓勵他(她)說:“你已經找到了動力,在動力的作用下,杠桿會怎么轉呢?轉一下,你就可以發現支點的．”有的學生害怕計算,教師卻可以鼓勵他(她)說:“你都已經找對五要素了,只要把這些量代入到杠桿平衡條件中,馬上就會發現結論的．”

心理學研究表明，形成和發展能力首先要讓學習者多做事．在做事的過程中,如果經常能夠得到肯定的評價,學生就會不怕錯、有自信,隨著所做事情數量和難度的增加,能力也就自然發展起來了．考試的壓力和失分容易讓學生失去信心,而不同層次評價點的確定,總可以找到學生能做到的觀察點,肯定的評價和鼓勵也就有了依據．

3 對基于學習過程的表現性評價的再思考

隨著“核心素養”概念的提出,專家們一致認為“如果評價體系不優化,還是以分數和升學率作為考核的主要指標,那么,核心素養在實踐中的落實還將步履維艱”．因此,優化教學評價的方式是落實立德樹人的根本目標,改變教育領域內依然大量存在“唯分數論”的現象,引領和促進教師的專業發展的關鍵．

對初中生杠桿單元學習過程的評價,只是對學生程序性知識的學習過程和應用能力展開表現性評價的一次小小的嘗試．初中科學作為一門綜合課程,問題解決與實驗探究是學生學科素養發展的關鍵,過程中涉及到的知識、技能、方法各不相同．因此,目標分解、確定觀察評價點的策略也會存在差異,還需要一線教師在教學實踐中更加深入地探索和研究．