如何評價地理探究能力

廣西教育學院（530023） 李麗萍

如何評價地理探究能力

廣西教育學院（530023） 李麗萍

當今世界各國均把科學探究作為中學地理課程改革的重要目標和教學方式。為使科學探究目標落到實處，各國都積極開發地理探究能力評價方式。主流的評價方式有現場觀察、工作單和紙筆測驗。盡管現場觀察被公認為是最有效的科學探究能力評價方式，但其人力、物力和時間等成本也最高，因此大規模評價項目一般不采用現場觀察，而是采用有效性和成本次之的工作單和紙筆測驗。

一、工作單

工作單就是讓學生動手探究，同時把探究的過程和結果記錄在一張單子上，過后教師對單子的內容進行延時評分。在這種評價方式中，一兩個教師可以監測一個實驗室里的全部學生，因而人力和時間成本遠低于現場觀察。下面以美國紐約州教育部開發的一個中學地理探究任務“地殼下沉”為例，說明工作單的運用。

1．任務

一些地質學家相信，地球表面下有一個100至300公里的半流體層，在高溫和高壓下，這些區域的巖石會像固體和液體一樣緩慢運動，導致上地殼的變化和地球表面的折斷。下面請你制作一個模型，以探究這些變化是怎樣發生的。

2．器材

一個250毫升的燒杯、流體（自己配制）、鐵架臺、試管夾、有刻度的試管（自己標上刻度）、計時器。

3．步驟

①按照如圖所示，安裝器材。把試管夾安裝在鐵架臺時，要調整其開口方向和大小，以便試管在其中能容易滑動。注意：試管夾不是用來固定試管，而是用來引導試管運動的。

②把試管放在試管夾內，先停留在流體上方，不要讓它接觸流體。

③仔細控制試管，使試管底部剛好觸及流體的表面，這時試管的零刻度與試管夾的底邊相平。

④釋放試管，并開始計時。在5分鐘內，每半分鐘讀一次數。

⑤設計一個表格記錄讀數。在坐標圖中，用線描繪試管沉陷深度和時間之間的關系。

⑥假設你的模型能模擬山脈的行為，并且數據是準確的。那么，山脈的發展早期與發展晚期相比，哪種時期的下沉會更快呢？

⑦地殼通常被擠進早期發展的山脈下更深的地里。請根據模型的數據，解釋其中一個可能性因素。

⑧至少還有其他三個因素無法用模型來解釋，但卻確實存在于自然世界中。請你列出這些因素。

這個探究任務的評價目標是：準確測量，并記錄在表格；準確描數據點并連成線圖；將模型與地質知識聯系，解釋地質變化的原因和過程。國外不少研究者發現，盡管評分者無法從工作單“觀察”到學生的探究細節，而是通過學生記錄在工作單中的文字敘述、數據來進行間接推斷，會損失一些信息，但各種工作單都保留了主要探究信息，即工作單能有效地記錄其探究過程和結果，是反映學生科學探究能力的可靠指示器。

二、紙筆測驗

紙筆測驗就是學生不用動手探究，只需用紙和筆來答題，過后評價者對試卷內容進行延時評價。在國際上，科學探究能力的紙筆測驗通常以兩種形式出現。第一種，給出相關背景信息，要求學生針對這些信息提出問題、猜想假設、分析數據、推理歸納等，進行比較完整的心智性探究（非實踐性探究）。目前西方國家的很多大規模評價項目除了采用工作單形式，也同時采用這種紙筆測驗形式。下面這道題通過柱狀圖給出相關信息，要求學生進行一系列的探究。

對原生作物來說，其生長季節是具有合適空氣溫度和土壤濕度的時間段。為了提高人口稠密地區的食物供應，一個科學家小組在努力尋找與原生地有類似空氣溫度和土壤濕度的地方，以便把原生作物移植到這些地方。利用下面的柱狀圖，首先完成一系列問題，然后寫一個簡短報告（約1頁），討論哪個地方（希思、巴倫或金尼蒙特）更適合種植新作物。

1．提出問題。比較原生地區的柱狀圖，找出有類似條件的其他地區，然后提出跟這些類似地區的數據相關的兩個問題，并說出你的答案為什么對你有幫助。例如，“一年的什么時候看起來像是春天的開始？”

2．推斷模式、走勢。一個探究組成員薩曼莎認為，如果在圖中能找到空氣溫度和土壤濕度的變化走勢，會對解決問題有幫助。請你根據原生地區的柱狀圖判斷，1月至12月空氣溫度的變化走勢是怎樣的？土壤濕度的變化走勢又是怎樣的？

3．解釋數據及關系。請再看原生地區的柱狀圖，在每個季節開始和結束的地方標上記號。例如，S為春天的開始，Su為夏季開始，F為秋季的開始，W為冬季的開始。請你說說，你是根據哪些信息來標上這些記號的？

4．檢測錯誤。圖中的空氣溫度和土壤水分數據是每月的平均數。為了獲得每月的平均數，學生們從月初開始每天都測量、收集數據，到月底的時候就計算平均數。由于數據的準確性很重要，那么你認為以上做法的兩種可能錯誤來源是什么？假如你測量并計算平均數，你怎樣確保不出現這些錯誤？

5．解釋數據及關系。另一個探究組成員詹姆斯建議，如果在圖中能找到不同變量之間的關系，會對解決問題很有幫助。請你根據四個圖判斷，當每個地區生長季節開始時，其空氣溫度是怎樣的？

6．推斷模式和趨勢、解釋數據和關系。請再看每個地區的柱狀圖，在比較每個地區與原生地區的生長季節開始和結束的空氣溫度和土壤濕度的基礎上，填寫下面表格。如果比原生地區高則填“+”，如果比原生地區低則填“ - ”，如果和原生地區一樣則填 “?”。

原生地開始結束空氣溫度土壤濕度空氣溫度土壤濕度希思巴倫金尼蒙特

7．確定異同。根據剛才所填表格的結果，你覺得哪個地區的生長季節與原生地最相似？說說你的理由。

8．重新探究。如果要重新探究哪個地區與原生地區最相似，并要求用另一種類型的數據來確定每個季節的開始和結束，你會從圖中選擇哪種類型的數據呢？

9．撰寫報告。在以上分析基礎上，寫一個簡短的報告（約1頁），分析哪個地區更合適種植原生植物，并說明每個地區的利弊。為了確保結論可靠，你既利用以上分析，也利用其他額外信息。

第二種，成套的科學探究紙筆測驗。這種紙筆測驗開發和運行等成本也很低，因此很多研究者對紙筆測驗工具的開發樂此不疲。美國著名的教育評價專家伯恩斯等開發的一套科學探究能力測試題，至今仍被很多研究者直接采用，足見其影響力和受歡迎程度。該套試卷共36道選擇題，下面是部分試題：

瑪麗很想知道地球和海洋是不是被太陽同等地加熱，于是她決定做個探究。她用兩個相同的桶分別裝上相同體積的土壤和水，然后讓它們接收同樣多的太陽光照射。從上午8點到下午6點，瑪麗每隔一小時就測一次土壤和水的溫度。

1．在該研究中，瑪麗要檢驗哪個假設？

A．接收的太陽光越多，土壤和水就變得越暖

B．土壤和水被陽光照射越長，它們就變得越暖

C．不同種類的材料接收太陽光后升溫不一樣

D．在一天的不同時段里，土壤和水接收的太陽光不一樣

2．該研究需要控制哪些變量？

A．放在桶里的水的種類

B．水和土壤的溫度

C．放在桶里的材料的種類

D．每個桶在太陽中照射的時間

3．該研究的因變量是什么？

A．放在桶里的水的種類

B．水和土壤的溫度

C．放在桶里的材料的種類

D．每個桶在太陽中照射的時間

4．該研究的自變量是什么？

A．放在桶里的水的種類

B．水和土壤的溫度

C．放在桶里的材料的種類

D．每個桶在太陽中照射的時間

國外不少研究表明，盡管紙筆測驗對于實踐性探究能力的效度較低，但對于某些心智性探究能力的效度還是較高的，如提出問題、猜想假設、識別變量、制訂計劃、分析數據等要素。以上4道題就是測評猜想假設和識別變量能力。

三、啟示

迄今為止，我國中學地理探究教學面臨諸多困難，影響因素之一是缺乏地理科學探究能力的有效評價方式。在現實國情下，我們很難用高效度高成本的現場觀察來大規模評價科學探究能力。對于效度和成本次之的工作單，既可以用來現場大規模評價科學探究能力，也可以事先布置一些新穎的探究任務，由學生在課余時間完成，在規定時間內提交工作單，過后教師再對工作單進行評價；至于成本最低的紙筆測驗，雖然難以有效評價實踐性探究能力，但可以用來評價心智性探究能力。通過工作單和紙筆測驗的有機結合，可以比較有效評價學生的科學探究能力。

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本文獲得廣西教育廳科研資助項目“基于公平視角的科學探究能力評價有效性研究”(編號01012MS272)的支持。