中小學學科觀念素養評價進階模型的構建和轉化

馮春艷 陳旭遠

摘 要： 學科觀念素養是一種高階思維，因其抽象性和內隱性，使得學科觀念素養的評價成為教育研究的難點。我國對學科觀念素養評價的研究較少，且多數停留在應然指向層面，鮮有模型構建和轉化研究。構建學科觀念素養評價模型，對于推動圍繞觀念的教學具有重要意義。學生學科觀念素養形成的指向包括“表達”和“應用”兩個維度。學科觀念素養評價進階模型包括考查概念的理解、概念關系的理解、觀念應用三個階段。文章以具體學科觀念的評價為例，詳述該模型如何轉化到教學實踐中，以期為同仁提供現實參照。

關鍵詞： 學科觀念;觀念素養評價;表現性任務;進階

基金項目：本文系全國教育科學規劃國家一般項目“中小學課堂教學實踐樣態40年變遷的教育族志學研究（1977—2017）”（項目編號：BHA160082）的階段性研究成果。

作者簡介：馮春艷，東北師范大學教育學部博士研究生，主要從事課程與教學論、人工智能與教育研究;陳旭遠，東北師范大學教育學部教授，博士生導師，博士，主要從事課程與教學論研究。

我國教育部在2018年的學科核心素養中正式提出了觀念素養，如生命觀念、物理觀念、時空觀念等。學科觀念素養是一個人通過學習形成對于某一事物、對象、學科等的想法、觀點和思想，并能夠利用頭腦中的這些觀念釋疑解惑、辨別真偽、知情決策的意識和能力。從認識論的角度來看，觀念具有遷移價值、啟發價值、持久價值、發展思維能力、促進有意義學習的意義。[夏向東：《基于化學核心觀念的教學實踐研究》，上海交通大學出版社2018年版，第14-15頁。]觀念素養的形成有利于激發學生深層次的智力活動，幫助學生開發大腦圖式，便于發展學生在相似的觀點、事件或問題上發現規律與聯系的能力。[林恩·埃里克森，洛伊斯·蘭寧：《以概念為本的課程與教學：培養核心素養的絕佳實踐》，魯效孔譯，華東師范大學出版社2018年版，第8頁，第19頁。]由于觀念的抽象性和內隱性，使得學科觀念素養的評價成為當前教育研究的難點。國外教育專家提倡運用表現性任務、科學寫作、二段式試題等方式來評價學生觀念的形成情況。我國對學科觀念素養評價的研究大多停留在應然指向層面，鮮有立足于學科內容構建評價模型的研究，更無轉化研究。因此，明確學生學科觀念素養形成的指向，構建學科觀念素養評價方案是我們亟待解決的問題。此外，我們對學科觀念素養評價進階模型進行了應用和檢驗，以期為教育實踐者提供更為真切的現實參照。

一、學生學科觀念素養形成的指向

當學生完成觀念的轉變時，他們會表現出可接受的科學理解，并使用這些理解來解釋、描述和預測現實世界中的現象。[Fellows， N. J. A Window into Thinking： Using Student Writing to Understand Conceptual Change in Science Learning[J]. Journal of Research in Science Teaching，1994， 31（9）：985-1001.]大衛·珀金斯（David Perkins）認為，真正的理解是基于思考的行動，如尋找證據、解釋、類比、用另一種方式表達、概括、應用等等。[Perkins， D.Teaching for Understanding [EB/OL]. [2020-2-21] http：//www.msuedtechsandbox.com/2010RouenY2/Readings/wk2d4_perkins.pdf.]格蘭特·威金斯（Grant Wiggins）和杰伊·麥克泰格（Jay McTighe）指出，“理解”具有解釋、闡明、應用、洞察、神入、自知六個側面。[Wiggins， G.， & McTighe， J. Understanding by Design[M].2nd ed.VA： Association for Supervision and Curriculum Development，2005：161-164.]理解面臨著一定的智能挑戰，它需要利用已有認知存儲去揭示或挖掘事實和方法背后的內涵并恰切地運用，而觀念的形成同樣需要進行深層次的智力加工，并指向對事物的概念性理解，也就是說理解是觀念構建的必經之路。從以上對“理解”的認識來看，我們可以將學生學科觀念素養形成的證據劃分為兩個維度——表達與應用，表達指的是能夠將從外界獲取的東西轉化生成自己的觀念，對現象或問題進行解釋、闡明、類比、概括的過程;應用是指在一定的情境下，學生能夠將內化的觀念轉化為行動邏輯，進行方案設計、問題解決等外顯活動。

1.表達：由獲取到生成

從認知的角度來講，學生在接受外界刺激之后并不代表真正擁有所學的內容，知識只有經歷認識者的再加工、重組織過程，在認識者的頭腦中與其他神經元建立連接，才能真正成為頭腦中的一部分。從另一個角度講，學生一旦從獲取知識到生成觀念，他便能夠在神經元突觸建立的情況下，將觀念與事實、概念關聯一起，并以語言、文字、圖畫等形式表達出來。學生在表達觀念的過程中，會對自己的想法產生新的認識，同時在與其他想法碰撞的過程中，能夠使自己的想法更加豐富、嚴密，共同煉制新的觀念。

通過研究大量文獻，我們從中梳理出對表達觀念進行評價的基本思路。表達觀念的評價方式主要分為兩種類型。第一種是具有開放性的簡單問題，主要考查的是對所學內容本質的追問、反思、發散能力，問題的形式可以是紙筆測試、作業檢查、有聲思維、小組搶答。教師可以設置“為什么……”“如何……”等問題激發學生深入思考，如“燃燒究竟是怎么回事”“地球為什么可以看作一個系統”“你如何看待電磁現象在生活中的應用”。學生回答這些問題不是對知識的復述，而是要他們形成自己的想法進行闡述。教師還可以允許學生通過想象、類比、比喻、提問等拓展思維的方式來表達觀念，教師通過評價“過程、方法”的合理性，進而評價所建構觀念的合理性。[胡久華，王磊：《初中化學教學策略》，北京師范大學出版社2010年版，第74-81頁。]第二種是利用挑戰性的問題對表達的觀念進行評價，這類問題主要考查的是概念與概念之間的關系，需要學生在概念層面上進行關聯性的深度思考，最后往往需要呈現組織模式完整的作品，如論文、演講、概念圖等。對于概念之間關系的問題也可以通過課堂檢測、口頭表達、課后作業等方式進行考查。教師可以設置這樣的問題：“你如何看待內力作用在地質運動中的作用？”“為什么生態系統的穩定與人類活動有關？”教師還可以通過設置學生理解程度的等級來對學生的回答進行評價和反饋。這樣的評價方式可以刺激學生對自己的思想進行反思、再組織并及時表達出來，這不僅有利于教師了解學生的思想，也有利于學生歸納零散的知識，形成穩定的觀念。

2.應用：由內化到外顯

對個人來說，有意義的觀念學習是將信息轉化為觀念，建立不同觀念間的聯系，并在不同環境中使用觀念。[Bütüner， S. .， & Gür，H. Teaching of Angles and Triangles by Using V-diagrams and Mind Maps[J]. Necatibey Faculty of Education Electronic Journal of Science and Mathematics Education，2008， 2 （1）：1-18.]布魯納認為，領會基本的原理和觀念是通向適當的“訓練遷移”的大道。林恩·埃里克森指出，觀念避免了膚淺的技能應用，可以跨時間、跨文化、跨情境遷移。也就是說，具備觀念素養的人通常能夠利用觀念指導行為，解決實際問題，對現象進行解釋和預測，對事件做出最佳的決定。學生利用觀念進行遷移應用的過程是基于對已學內容深層次的理解和思考，對事物進行抽象、整合，將內化的觀念轉變為思維和行動，調用全部思考和技能解決復雜的、多方面的、特定情境下的問題。

考查學生應用觀念的能力，可以通過設置復雜的表現性任務的方式，不同于論文、演講等注重語言表達的表現性任務，這些表現性任務通常更注重情境，關注整體，注重元認知，具有靈活性與合作性的特征，旨在考查學生綜合運用知識進行分析、綜合、創造、評價的能力。教師基于核心觀念所設置的表現性任務，應該允許學生有機會展示對概念間關系的理解，并將其運用于真實生活情境中。[周文葉，陳銘洲：《指向核心素養的表現性評價》，《課程·教材·教法》2017年第9期，第36-43頁。]表現性任務的設置既能夠讓教師更全面細致地了解學生的所知所能，也能夠促使學生驗證想法、修正行為、完善觀念，是促進雙向反饋、真實反映能力的一種評價方式。我們可以利用GRASPS來架構表現性任務，即目標（Goal）[Wiggins， G.， & McTighe， J. Understanding by Design[M].2nd ed.VA： Association for Supervision and Curriculum Development，2005：158-159.]—角色（Role）—對象（Audience）—情境（Situation）—表現或產品（Performance/Product）—標準（Standards）。GRASPS除了為教師設置表現性任務提供參考依據，還可以為學生提供清晰的績效目標。

具體表現性任務可以包括實物模型的制作、為某個主題而進行的實驗驗證、為解決具體問題的方案設計或實踐活動等，學生完成這些任務不僅僅需要具備基本的知識和技能，更要能夠迅速化抽象的知識為具體細化的設計方案或研究成果。他們往往要運用新的觀念來指導行為、檢驗想法，通過解釋現象、描述過程、預測結果來完成思想觀念的遷移應用。

二、學科觀念素養評價進階模型的構建

觀念素養的形成不是一蹴而就的，每一種觀念的初步形成也不是一節課就能夠培養出來的，觀念素養的形成通常要經過某個單元或多個單元的學習。由于單元具有整體性，通常每一單元都會蘊含著一種或幾種觀念，在以觀念為本的教學中，以單元為基本單位進行教學是目前最普適的形式，那么，學科觀念素養的評價也同樣應基于單元而進行設計。由于學生對科學觀念的理解力隨著學習時間而增加，對事物的認識由淺入深、逐漸復雜，表現出一定的連貫性，也就是學習進階，所以我們稱之為“學科觀念素養評價進階模型”。我們以一個單元的教學為例，根據學生學科觀念素養形成的指向，設計了學科觀念素養評價的進階模型（見圖1），讓學生對于概念的理解、概念關系的理解、觀念的應用等想法變得可見。[馮春艷，陳旭遠：《基于理解的學生學科觀念素養評價》，《上海教育科研》2020年第3期，第12-15頁，第30頁。]

第一階段在每課之后考查學生對概念的理解。肖沃爾特（Showalter）將科學內容知識分為七個層級，即知覺感受、直接概念、事實、定律、創設概念、原理、理論。[Showalter， V.M.A Model for the Structure of Science[M].Cleverland，USA：Research Council of American Press，1974：91-100.]可見概念也有不同的含義和層級。這里的“概念”并不是通常意義上局限于事物分類層面的、具備實體性質的“直接概念”，而是經過想象后的、無對應實物的“創設概念”，如“遺傳”“擴散”“化學平衡”等。這里的“每課”并非一節課、一個課時，而是對應于教材上完整的一課，唯此學生才能夠真正了解某個概念的含義，才能基于對事物系統的認識重構自己的想法。

第二階段是在幾課之后考查學生對概念關系的理解，可以利用概念性問題進行隨堂測驗或課后作業，如“你如何看待物質與運動之間的關系？”“你如何看待燃燒與氧化之間的關系？”在對學生的理解能力進行評價時，不是對與錯的問題，而是簡單與復雜、膚淺與深入的問題，我們可以將理解的程度設定為如下層級：熟練的、有能力的、足夠的、有限的、貧乏的。[格蘭特·威金斯，杰伊·麥克泰格：《追求理解的教學設計》，閆寒冰，宋雪蓮，賴平譯，華東師范大學出版社2018年版，第195-196頁。]針對學生小論文的評估，更能夠體現其對多個概念之間關系的理解，在寫作的過程中，學生不能僅僅是復述知識，而是需要對每個概念所代表的含義進行深入分析，并關聯想法，聚焦主題，最后才能表達觀點。我們可以根據小論文的主題和引言、文章結構、內容、結論、風格、格式進行評價。對于概念圖的評價，我們可以依據命題、層次、分支、概念化程度等方面進行綜合評價，當然也可以根據內容的不同建立數學模型評價或利用相應軟件進行測評。

第三階段是在單元結束之后，教師為學生設置較為復雜的表現性任務，考查學生對觀念的運用能力。這需要教師圍繞觀念目標，通過設置具有挑戰性的任務，促使學生運用概念、考慮概念之間的關系以及利用所形成的觀念。對于表現性任務的評價量規，我們可以通過學生對任務主題理解的表現，對文本、數據解讀、轉化的表現，制訂解決方案的表現，批判、綜合看待問題的表現，設身處地、換位思考的表現，理智誠實、善于反思的表現，以及在整個任務中的貢獻價值等方面來評價。當然，對于具體的表現性任務還應有相應的量規來進行針對性的評價。對學生為解決問題而展開的活動表現，我們可以通過觀察、記錄、分析學生在各項學習活動中的表現，對學生的參與意識、合作精神、操作技能、探究能力、分析問題的思路、知識理解和認識水平以及表達交流技能等維度進行全方位的評價。[胡久華，王磊：《初中化學教學策略》，北京師范大學出版社2010年版，第19頁。]該階段的表現性任務通常具有一定的難度，所以，我們倡導學生以小組合作的方式完成每個任務，在評價主體維度，除了教師評價還應該加入同伴評價和自我評價，以綜合反映學生在小組合作中的真實表現。

在整個單元的評價過程中，不必刻意規定哪一階段使用紙筆測試，哪一階段使用表現性任務。每個單元中前兩個階段的評價作為教師獲悉學生理解能力、了解學生思考過程的依據，既有助于幫助教師及時調整、改進教學，還有利于學生進行自我反思和自我監控;單元結束時的評價作為每位學生學習歷程中的形成性評價數據，在反映個人學習進步的同時，也為總結性評價提供數據支持。

三、學科觀念素養評價進階模型的轉化

我們以“具體學科觀念的培養和評價”為實例，詳細闡述該模型如何轉化到教學實踐之中。筆者正在參與 “指向生命觀念的單元教學設計模型的行動研究”，我們所開發的學科觀念素養評價進階模型便是用來檢驗學生觀念的工具。在試題的開發和表現性任務的設計上，筆者與參與行動研究的教師一同合作、共同探討，以保證試題的信效度。

以“細胞的能量供應和利用”一單元為例，按照學科觀念素養評價進階模型的設計，首先在每課之后都會給學生布置考查概念理解的作業，如：“你如何看待酶？”“細胞呼吸究竟是怎么回事？”“光合作用為什么對綠色植物很重要？”學生以家庭作業的形式完成，這允許學生通過深思熟慮、主動探討去理解概念。教師可以對學生回答的程度進行及時反饋，調整教學。從實際的考查結果來看，學生對于概念理解的問題主要表現為三個層次：一是初學水平，回答問題停留于事實層次，只是能夠將與創設概念相關的直接概念以簡單句式關聯起來，如“酶是有機物”;二是嶄露頭角水平，能夠較為詳細地描述創設概念，并以復雜句式進行表述;三是優異水平，能夠跨越事實進行概括，準確地使用概念性語言進行表述，如針對“細胞呼吸究竟是怎么回事”這一問題，優異者的回答中既包含“細胞呼吸的實質”，還涵蓋對“細胞呼吸的發生場所、過程以及意義”的闡釋。

在學習完幾節課之后，向學生布置考查概念間關系理解的作業（見表1），并以A、B、C三個等級進行評價，A表示能夠很好地理解概念之間的關系，能夠合理地分析問題、解釋問題;B表示基本理解概念之間的關系，能夠識別出概念之間的關系，但是表述上不夠完整和清晰;C表示對于概念之間關系的理解停留于事實水平，不能完整地概述和表達。以其中一個班級的成績為例（見圖2），可以清晰地看出學生對于第三題、第四題理解情況良好，基本都能夠理解概念之間的關系，并做出正確的表述。而對于第二道題的理解較差，37.04%的學生能夠識別出生命活動與物質、能量之間的關系，但是還不能夠完整、清晰地表述，這說明他們對該問題的概念性理解處于模糊層次;對于48.15%的學生而言，這道題遠遠超出他們的理解范疇，不能完整地概述和表達，依然停留于對問題理解的事實水平。相較于包含大量零散知識的傳統測試，這種評估方式能夠更明確地獲悉學生對概念關系的理解情況，及時發現學生觀念上的問題，予以修正、重組、完善，從而為觀念的順利遷移做好智力上的準備。另外，我們還可以根據每位學生每個單元此類問題的回答狀況生成圖表，指導學生進行元認知反思、調整和監控自我學習。

在學習完一個單元之后，我們利用GRASPS框架設置了兩個表現性任務，一個是進行“光合作用發現歷程”的角色扮演活動（見表2），另外一個是根據問題情境設計相應的解決方案（見表3），均以小組合作形式開展，每組隨機抽取題目，教師提供時間和地點允許學生進行課堂展示。針對第一個表現性任務，學生們自行準備實驗材料、道具，由組長進行協調、分配。表4為學生角色扮演評價表。[Cherif， A.H.，Siuda， J.E.，Jedlicka， D.M.， et al. Not all the Organelles of Living Cells are Equal！ Or are They？Engaging Students in Deep Learning and Conceptual Change[J].Journal of Education and Practice，2016，7（17）：74-87.]最后的評價結果出乎意料，學生表現得出乎教師預想，進一步增強了他們學習的動力和信心。針對第二個表現性任務，學生同樣以小組為單位進行探討，查找資料，設計方案。為了保證評價的信度，三位教師作為評價者，經協商確定每個維度的權重，最后對每組的成績取平均分。在匯報結束后，我們給每組學生留了一個內部評價的作業，小組內根據表4對自己和同伴進行評價，并寫出一份報告。評價的結果并不盡如人意，學生在第二個任務中表現不如第一個任務好，這主要基于三個原因：一是學生對于這種類型的表現性任務接觸較少，不熟悉問題分析、解決的流程和步驟;二是學生對于表現性任務理解有缺陷，缺乏教師指導和幫助;三是學生在查找資料上遇到一些困難，沒有充分借助書籍、網絡進行再學習。

學科觀念素養評價進階模型的轉化，需要依托于圍繞觀念所開展的教學實踐，轉化與實踐深度融合才能促進模型與教學之間相互改進與完善。我們基于實踐結果，對學科觀念素養評價模型的進一步轉化提出幾點建議：第一，對學生學科觀念素養的反饋，應既有量化描述，更有質性的描述。對學生理解的評價絕不是正確與錯誤的問題，我們需要將提問從“這是對的嗎”轉向“這個證據例子是否支持理解”，“你用了很多例子來支持你對概念關系的陳述，這使得你的陳述讓人十分信服”。第二，教師在評估學生觀念理解的所有階段時，應開發基于多個視角的評估實踐，關注學習者的觀念成長和學習的過渡性。[Milligan，A， Wood，B.E.Conceptual Understandings as Transition Points： Making Sense of a Complex Social World[J]. Curriculum Studies，2010，42（4）：487-501.]通過設置更多能夠激發學生深度思考的問題和表現性任務，并將多次記錄的評價結果作為學生觀念成長的基本數據，用于指導學生學習。第三，教師在進行指向觀念的教學實踐和評價時，應聯合多方力量合作開展。無論是具體的單元教學設計，還是表現性任務的構想與評價量表維度的確定，都需要教研團隊的智慧，才能確保研究的信效度，也才能夠更好地彼此支撐將研究持續開展下去。第四，教師應堅持對學生學科觀念素養的評價，而防止被傳統碎片化知識測試所左右。指向學科觀念素養的評價或許與當下的考試還無法調和一致，但其激發學生深度思考、培養學生高階思維的價值卻不容忽視，而這也是未來教育的必然方向，所以我們應該堅定不移地在學科觀念素養評價的道路上積極探索，將教育研究轉化為教學日常實踐。