◇楊 煌(廣東:珠海市香洲區教師發展中心)
科學教育是立德樹人工作的重要組成部分,是提升全民科學素質、建設創新型國家的基礎。小學科學教育對從小激發和保護學生的好奇心和求知欲、培養學生的科學精神和實踐創新能力具有重要意義。珠海市香洲區從2020 年開始,對小學科學進行基于《義務教育小學科學課程標準》(以下簡稱《課程標準》)和《小學科學學業評價標準(實驗稿)》的學業質量監測與評價研究,通過前期的培訓、學習與測試,在2020~2021學年第二學期期末正式實施。通過監測內容的改革,以評促教,推動《課程標準》在課堂中落實與應用,促進小學科學探究性教學活動的開展,力圖推動課堂教學內容從記憶事實向理解概念轉變。現將研究與實踐分享給同行借鑒與參考。
掌握基本的科學知識、具備一定的科學實踐能力、形成良好的科學態度,是小學科學的主要目標。早在2010 年,劉恩山團隊的論文《核心概念在理科教學中的地位和作用——從記憶事實向理解概念的轉變》中就提到:“為了促進和鼓勵課堂教學采取有意義的方式完成,評價就必須考查學生對核心概念的理解。”但是,在現實的科學測評中,特別是紙筆測試中,往往在監測命題中容易偏重科學知識的考核,將記憶性、事實性知識的題量和分值設定過高,而忽視了對科學實踐和科學思維的測評。在有些地方,甚至有兼職教師的學業成績高于專職教師、上課不做實驗而讓學生死記硬背的教師學業成績得分高于做實驗的教師的傳聞。根本問題在于監測的命題內容出現了偏差。
紙筆測試中也經常出現實驗題、綜合題等形式的以考核科學實踐為主的內容。但是在以往的命題中,往往把科學實踐能力的測評變成科學實驗知識的測評,在命題中,考核實驗結果的正確性、實驗操作過程的規范性。因為實驗結果是一個確定的事實,容易測量,也容易評分,而且容易記憶。曾經有一個兼職科學的數學教師對筆者說:我一看這個課就知道他要考什么,我讓學生把實驗過程、實驗結果背下來,就可以考高分。這樣去測評科學實踐能力就違背了科學實踐的初衷,對探究教學起到負面作用。
有些命題教師為了監測成績能呈現梯度、差異性,就加大試題的難度,簡單粗暴地從教材的邊角料或擴展資料中去出一些題,或從初中的知識中找一些相關的題目來。雖然教師可以根據學業要求,結合區域實際情況,適當提高一些水平和要求,但也應該圍繞大概念和分解內容來命題。
《小學科學學業評價標準(實驗稿)》對科學態度、科學知識、科學實踐列出了詳細的表現標準,其中將科學知識分為記憶、判斷、推理、解釋四個水平層次。結合課程標準與實際教材,逐步弱化或減少記憶性知識的考核,增加判斷、推理水平層次的考核。
如何通過紙筆測試進行科學實踐能力的測評是一個難題。不合理的監測命題對課堂教學是一個錯誤的示范,終將導致課堂講實驗、背實驗現象的出現。改變原來過于注重實驗結果正確性的命題內容,探索圍繞科學實踐全過程的監測命題研究,從提出問題、設計方案、搜集證據、分析數據、得出結論等科學探究的各個環節進行命題。
1.重視“提出問題”的命題
比如,根據小學科學課程標準“提出問題”要素的不同目標,進行提出問題的命題。“蝸牛”這個概念只是監測內容的載體,而不是監測目標。考核的不是對“蝸牛”相關知識的記憶,而是科學探究提出問題的能力。評價時也應參考課程標準,如,“蝸牛會說話嗎?”這個問題是對一二年級學生的要求,三至六年級學生這么答就只能得一部分的分;“蝸牛爬行速度有多快?”這個回答達到三四年級的要求;“蝸牛可以在哪些物體上爬行?”并給出自己的研究方法,則其提出問題的能力表現達到了五六年級的要求。
2.將實驗設計加入命題內容
小學科學課堂中比較常用的一些實驗,如觀察實驗、對比實驗、模擬實驗等,涉及一些基本實驗方法,控制變量法是其中較難的一個方法。科學課的核心素養之一,就是培養學生的科學思維,使其掌握基本的實驗方法。讓學生參與實驗設計是科學課堂上比較難以操作的一個環節,需要學生有較高的科學探究能力,一般需要教師長期堅持才能見到效果。在五六年級,嘗試將教材中涉及的實驗進行實驗設計命題,以促進實驗設計的教學在課堂中開展。
3.增加數據分析、數據可視化的命題內容
將實驗數據記錄下來并通過表格或可視化的形式呈現,進行匯總和分析,是科學實踐中分析數據得出結論的一項重要能力。相應的,小學數學四年級上冊也有數據統計“條形統計圖”的內容。在監測命題中加入數據表格或圖表內容,以閱讀或記錄的形式去考核學生分析數據的能力,有利于培養學生的證據思維。既可以考核學生的數據處理能力,又能鼓勵教師開展各類豐富的課外種植活動,有很好的導向作用。
在科學課堂上,科學實踐的核心是思維,而不是技能。課程標準明確指出,工程的核心是設計,工程就是在一定限定條件下的設計。在紙筆測試中應體現工程的核心思想,更要體現工程的設計思維。近幾年,我們都會有專門的工程設計題,比如,過山車或電路的設計題。在教學中往往注重過山車的制作,而忽視過山車的設計與按圖施工的過程。通過命題與評價的改變,嘗試解決在技術與工程領域教學中注重制作而忽視前期設計的問題。
PISA2015 使用了情境框架,分為健康與疾病、自然資源、環境質量、危害、科技前沿等,在命題中出現了如溫室效應、衣服、大峽谷等情境。未來的教育強調培養學生解決問題的能力,將情境作為考查學生科學素養的一個內容,是對學生知識遷移能力的測評。在命題時,設計一個在現實生活中可能發生的真實情境,作為知識測評的切入點,有利于發揮評價的導向功能,引導教師和學生關注生活中的科學問題。
紙筆考試在一定時間內都是存續的,筆者認為,“雙減”的關鍵在于提高紙筆考試的功效。提高考試的功效,應該從基于課程標準和學業質量標準的命題改革開始。科學教育的最終目標,是培養學生的理性與邏輯的思維方式,無論是對科學知識還是科學實踐的測評,都應該體現對科學思維的測評。評價是指揮棒,命題是方向,命題內容的改變,對提高小學科學課堂教學質量具有積極的現實意義。
PISA 報告表明,科學素養與探究式教學完全正相關,探究式教學是有效培養學生科學素養的教學策略。我區發布的2021 年區域的學業質量監測報告也表明,在命題改革之后,學業成績與探究式教學有顯著的相關關系,實驗室使用頻率、動手實驗次數與學業成績正相關。這也從側面說明,命題在朝著有利于實驗教學的方向前進。
今年4 月發布了新版科學課程標準,強調課堂教學應圍繞課標來展開,評價也一樣。用課程標準和學業評價標準共同指導監測與評價,有利于實現學科知識結構建構的價值導向。明確的命題方向與內容也促使教師在課堂上更關注課程標準的教學目標,最終會促成學生的減負。
科學教學中,應該注重科學實踐能力的培養,科學實踐能力不只是動手能力。在科學課堂上,教師往往自然而然地關注學生的動手實踐能力。科學實踐的目的在于培養科學思維,而不是訓練技能。科學的價值不在模仿,而在創新;科學的本質不是技能,而是思想。科學學習的過程不是一個按照程序操作的過程,而是一個不斷運用自己的知識經驗進行自我建構的過程。學生的測評過程不是原有實驗過程與結果的簡單回憶與再現,而是對學生科學實踐能力的考核。
教學和測評都應關注科學實踐的全過程,而不僅僅是探究結果的正確性。曾寶俊說,探究性學習的核心在于鼓勵學生積極參與所經歷的各個過程,讓學生用眼睛仔細觀察、用耳朵仔細聆聽,在提出問題、設計實驗、收集證據、進行實驗、分析推斷等過程中,逐步形成尊重事實、尊重證據的科學思維習慣。對科學實踐的全過程進行命題和測評是教學評一致的體現。
情境和提出問題都是科學教學中容易忽視的環節。在情境中發現疑難,從疑難中提出問題。核心素養講求培養全面發展的人。我個人認為,在情境中提出問題的能力尤為重要,因為在現實生活中總是會遇到很多問題,質疑和提出問題,是探究式學習的起點。提出問題比解決問題更重要。在命題中增加情境的設計,既是對核心能力的考核,也是對知識遷移能力的測評。
監測命題依據課程標準與學業評價標準,圍繞核心概念與主要內容進行問題設計,適當減少記憶性、事實性知識內容的比率,增加判斷與推理水平層次的命題分值,有利于引導教師在課堂中注重學生科學素養的培養和核心概念的理解。
科學是一門特別強調自主、合作、探究等學習方式與啟發、討論、參與等教學方式的學科。在新時代核心素養與價值觀的引領下,在命題中應體現核心素養與課程標準的要求,發揮評價的指揮棒作用,通過命題內容的改革,促進教學方法從記憶事實向理解概念轉變。