國內科學探究能力評價研究的現狀及展望

謝紹平 董秀紅

[摘要]目前國內科學探究能力評價研究主要集中于對國外各種科學探究能力評價模式的介紹和述評，已有少數研究者開始了科學探究能力評價方法的自主探索，另外還有少量相關的實證研究。國內科學探究能力評價研究存在的主要問題有：理論基礎的研究非常薄弱，本土化研究和實證較缺乏。未來研究方向應關注以下三個方面：加強科學探究能力評價的理論基礎研究；加強科學探究能力評價的本土化研究；研究方法上要進一步加強實證研究。

[關鍵詞]科學探究能力；評價；現狀；展望

[中圖分類號]G420[文獻標識碼]A[文章編號]1005-4634(2012)01-0005-04

“突出科學探究、重視培養學生的科學探究能力是當前國際科學教育改革的核心理念”[1]。自新課程倡導科學探究的教學理念以來，我國的廣大教師積極開展科學探究教學活動以培養學生的科學探究能力，但在此過程中面臨的一個緊迫問題就是該怎么評價學生的科學探究能力。為了解決這一難題，我國的科學教育研究者對科學探究能力的評價問題進行了積極的探索，產生了一些研究成果。但這些研究成果較為零散，還缺乏較系統的歸納和總結。為了全面了解我國目前科學探究能力評價研究的現狀，發現存在的問題和不足，為今后的研究指明方向，筆者擬對近年來我國的科學探究能力評價研究作一個較全面的梳理和分析，并對今后的研究進行了展望。

近年來國內的科學探究能力評價研究主要集中于對國外各種科學探究能力評價模式的介紹和述評，但已有少數研究者開始了對科學探究能力評價方法的自主探索，另外還有少量相關的實證研究，下面分別進行闡述。

1對國外各種科學探究能力評價模式的介 紹和述評

科學探究的教育理念發源于國外，其科學探究能力評價的成功經驗值得引進和借鑒。國內研究者對國外各種科學探究能力評價模式的關注度比較高，尤其是關于美、英兩國和三大國際著名的學業評價項目中的科學探究能力評價模式的介紹性文章非常多，主要有對英國的GCE、英國的APU、美國的PADI和國際三大學業評價項目中科學探究能力評價模式的介紹和述評，另外還有一些具體的評價案例介紹等。

1.1對英國GCE物理課程考試中科學探究能力評 價模式的介紹

趙保剛教授對英國GCE物理課程考試中的科學探究能力評價模式進行了介紹和分析[2]。英國GCE物理課程考試中的科學探究能力評價采用了筆試和實驗操作相結合的形式。筆試的題目是開放性的密切結合生活實際的情境性問題，主要考查學生的科學思維能力和理論聯系實際的能力。實驗操作考試又分兩種：一種是在教學過程中進行的，它包括實驗設計、實施、分析論證和得出結論、評估程序和證據，由教師評分，考試中心復核；另一種是由考試中心組織的統考，它又包括兩部分，第一部分要求學生就一個給定的問題情境設計探究方案。第二部分要求學生根據問題中給出的具體要求進行實驗探究，包括調整實驗裝置、測量、制作圖表、評估與解釋探究過程等。

1.2對英國APU科學探究能力評價模式的述評

鐘媚博士對英國的APU科學探究能力測評試題的命題模型和思路進行了述評[3]。APU采用紙筆測驗和表現性評價相結合的評價模式，開發了一整套用于科學探究能力評價的量化評價工具和質性評價工具。APU的命題模型要同時考慮探究技能、探究內容、情境三個維度。

鐘媚博士還提出了英國的APU科學探究能力評價模式對我國的兩點啟示：第一，綜合表現性評價和紙筆測驗的優勢，使兩者優勢互補；第二，應借鑒APU關于探究技能、探究內容、情境三者相結合的評價理念，開發情境性試題。

1.3對美國PADI科學探究能力評價模式的介紹

周仕東、王書偉等對美國的PADI科學探究能力評價模式產生的背景、核心要素、原則和結構等進行了介紹[4]。PADI是由美國的羅伯特密斯里教授開發的一種科學探究能力評價模式。PADI評價模式的三個核心要素是：與探究有關的知識、技能；關于證據的各種觀察；任務的顯著特征。PADI評價模式的核心原則就是靈活性原則，如“評價方案可以但不一定與科學探究標準相一致”等就是靈活性原則的體現。PADI評價方案的結構一般包括題目、概要、知識技能、可能的工作成果、顯著特征等共20個要素。

1.4對三種著名國際學業評價項目中科學探究能 力評價模式的介紹和分析

朱行健對三種著名的國際學業評價項目TIMSS、PISA和NAEP中的科學探究能力評價框架和評價標準進行了較詳細的介紹，在此基礎上對三種評價模式的特點進行了總結分析[5]。

這三種評價模式的特點有：（1）從評價目標看，都以相應的目標分類理論為基礎；（2）從評價的方式看，TIMSS和PISA采用的是紙筆測驗，而NAEP既有紙筆測驗也有實驗操作技能的考查；（3）從評價的指導思想看，三者都是通過創設問題情境，讓學生在解決問題的過程中考查學生的科學探究能力。

1.5其他的一些介紹或述評性文章

對國外科學探究能力評價模式的介紹或述評性文章還有羅國忠研究員的《第三次國際數學和科學研究的科學探究能力評價體系及其啟示》[6]、《美國俄勒岡州的科學探究能力評價》[7]、《美國密蘇里州的科學探究能力另類評價及其啟示》[8]、《美國紐約州科學課程學生探究能力評價例析》[9]和杜秀芳教授的《國外評價學生科學探究能力的兩種不同視角》[10]等。羅國忠研究員的這4篇文章分別介紹了第三次國際數學、科學學業評價項目（TIMSS）和美國這3個州的科學探究能力評價案例，具體包括對這些案例的評價目標、評價工具、評分標準、實施策略的介紹和分析等，也提出了一些對我國的啟示和建議。而杜秀芳教授的這篇文章歸納了國外對科學探究能力評價的兩種不同視角，一種視角是把科學探究能力看作過程技能的集合，另一種視角是把科學探究能力當作一種思維和推理能力。在這兩種視角下采取的評價方式也不同。杜秀芳教授認為這兩種視角都有失偏頗，正確的做法應當是將兩者進行綜合。

總之，國內研究者對國外科學探究能力評價模式的介紹性文章較多，這些文章對于國內的科學探究能力評價實踐與研究具有很好的參考、借鑒意義。但也存在一些不足，如對國外科學探究能力評價模式的描述和介紹多，但進行深入分析與評價的較少，不太注重與我國科學探究能力評價具體實踐的結合。

2對科學探究能力評價方法的自主探索

評價方法是科學探究能力評價中的核心問題，它關注科學探究能力“怎么評價”的問題。國內目前關于這方面的原創性研究成果還比較少，但已有一些研究者進行了這方面的自主探索，具代表性的有溫盛偉、邱寶蘭的科學探究能力評價量規的設計研究和李雪梅、范春玲的“探究日志”評價方法的探索。

2.1科學探究能力評價量規的設計

溫盛偉、邱寶蘭設計了一種基于科學探究七要素模型的科學探究能力評價量規[11]。該評價量規分別按照提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集數據、分析與論證、評估、交流與合作7個要素進行設計，每個要素的分值為4個等級。量規中對每一種能力要素的內涵進行了界定和量化，并對該量規的使用提出了一些原則性建議。

該評價量規的設計立足我國基礎教育科學探究能力評價的實際，針對性強。但該評價量規還缺乏關于其科學性和有效性的實證研究，這些問題還有待于今后進一步地深入研究。

2.2 “探究日志”評價方法的探索

探究日志是學生對科學探究過程中的活動和思考的記錄，其內容一般包括探究計劃、探究過程中的活動、對探究過程的反思等。李雪梅和范春玲研究了運用“探究日志”評價學生科學探究能力的方法[12]，詳細探討了“探究日志”的結構、評價過程及其注意事項，并按照新課標中提出的科學探究七要素設計了詳細的評分標準。

“探究日志”是一種屬于形成性評價的科學探究能力評價方法。它全面詳細地記錄了學生的探究過程及探究過程中的反思，有利于教師全面了解學生的探究過程，及時發現學生在探究過程中存在的問題，從而采取相應的教學策略。今后還有待于進一步研究的問題是關于“探究日志”評價的科學性和有效性的實證研究。

3對科學探究能力評價的實證研究

國內目前關于科學探究能力評價的實證研究數量還非常少，但已有一些研究者在這方面做了開創性的工作，這些實證研究有羅國忠研究員關于各種科學探究能力評價方式的有效性或公平性研究和張軍朋、許桂清關于教師對科學探究能力評價方式的認識、態度研究。

3.1對三種科學探究能力評價方式的實證研究

紙筆測驗、工作單和現場觀察是國外評價學生科學探究能力的常用評價方式。羅國忠研究員對這三種評價方式進行了實證研究，這些實證研究涉及紙筆測驗和工作單的有效性研究以及三種評價方式的公平性研究。

1）對紙筆測驗有效性的研究。羅國忠研究員對紙筆測驗在評價科學探究能力方面的有效性進行了實證研究[13]。他以178名初三學生為實驗對象，把學生分為6個組，對他們先后分別實施工作單評價和紙筆測驗。研究結果表明，紙筆測驗在整體和各探究要素上都不能替代工作單。因為工作單一般認為能有效評價學生的科學探究能力，所以這表明紙筆測驗不能有效評價學生的科學探究能力。

2）對三種工作單有效性的研究。工作單按照其結構性的強弱，可以分為開放性工作單、結構性工作單和引導性工作單三種。羅國忠研究員對這三種工作單的有效性進行了實證研究[14]。 他以60名初三學生為實驗對象，把學生分成3個組，分別以開放性工作單、結構性工作單和引導性工作單評價他們的科學探究能力。研究結果表明，三種工作單在現場觀察的可替代性方面，結構性工作單最強，引導性工作單最弱，開放性工作單居于二者之間。三種工作單都能代替現場觀察。這表明三種工作單都能有效評價學生的科學探究能力。

3）對三種科學探究能力評價方式公平性的研究。羅國忠研究員對紙筆測驗、工作單、現場觀察這三種科學探究能力評價方式對不同學生群體（性別、認知風格、物理學業成績）的公平性問題進行了實證研究[15]。

該研究以178名初三學生為實驗對象，把學生按照性別、認知風格、物理學業成績進行分組，然后對他們的科學探究分別實施三種評價方式。研究發現，不同性別、認知風格和物理學業水平的學生群體在三種評價方式中的表現不一致。這個研究結果表明任何一種評價方式都不是天然公平的。

以上這些實證研究結論對于我國的科學探究能力評價實踐具有很好的指導和借鑒意義。我國現在的科學探究能力評價方式還非常單一，紙筆測驗方式還占絕對主導地位。而根據這些實證研究結論，紙筆測驗在評價科學探究能力方面的有效性是低下的，而單一的評價方式也存在著公平性方面的缺陷，這就啟示今后的科學探究能力評價應改變評價方式單一的局面，在加大工作單評價比重的基礎上綜合運用多種評價方式，以提高科學探究能力評價的有效性和公平性。

3.2關于教師對紙筆測驗和工作單評價方式認識 的實證研究

為了了解教師對紙筆測驗和工作單評價方式的認識及態度，張軍朋、許桂清以廣東省的203名高中物理教師為對象進行了問卷調查研究[16]。調查的結果表明，對于紙筆測驗，5.4%的教師認為“能測出大部分的科學探究能力”，62.2%的教師認為“能測出一部分科學探究能力”，24.3%的教師認為“一般”，8.1%的教師認為“幾乎不能測出科學探究能力”。對于工作單評價方式，“約半數的教師認為工作單評價方式能非常有效或比較有效地測出學生的科學探究能力，四分之一的教師認為其有效性一般，另有四分之一的教師認為其有效性不高或較差”。

以上調查研究結果表明，對于工作單和紙筆測驗在評價科學探究能力中的有效性上，教師總體上還是偏向于工作單評價方式。這個結果與國際上科學探究能力評價的形勢是相符合的。國際上工作單評價是科學探究能力評價的主流方式，因為它具有高效而又相對省時、成本低廉等優點。這個調查結果為今后在科學探究能力評價中推廣工作單評價奠定了一個良好的基礎。

4啟示及展望

4.1加強科學探究能力評價的理論基礎研究

科學探究能力評價的理論基礎包括科學探究能力的內涵、構成要素和認知心理機制等，它們涉及教育學、心理學、科技哲學和系統論等多學科的交叉和綜合。目前我國在這方面的研究還非常薄弱，研究成果很少。科學探究能力評價的理論基礎是進行科學探究能力評價的前提，只有建立在堅實理論基礎上的評價才可能是科學的和有效的。因此，今后應加強科學探究能力評價的理論基礎研究。因為該領域具有多學科交叉的特點，因此在研究中要加強多學科的交叉和融合，而不應僅僅局限于某一門學科的狹窄視野。

4.2加強科學探究能力評價的本土化研究

目前我國的科學探究能力評價研究基本上還處在對國外相關研究成果的引進和介紹階段，而自主的原創性研究成果很少。國外的科學探究能力評價無論是實踐還是理論研究方面都比較成熟，確實有許多成功經驗值得借鑒。但不能僅僅停留于對國外已有評價經驗或理論的引進和介紹，而更應該加強科學探究能力評價的本土化研究。一方面，要對國外的相關研究成果進行更深入的系統研究，如是否適合我國的國情、該怎樣借鑒這些成果為我所用等。另一方面，對科學探究能力評價的研究不能拘泥于國外的研究視域，研究者也要立足于我國的實際，努力貢獻自己關于科學探究能力評價的原創性研究成果。

4.3研究方法上要進一步加強實證研究

科學探究能力評價是一個理論與實踐聯系非常緊密的領域，研究中提出的各種理論模型、評價模式和評價方法等都需要相關的實證研究來支撐，這樣才能保證研究的科學性和有效性，也才能更好地發揮對實踐的指導作用。在前面的分析中可以看出，目前我國關于科學探究能力評價的研究中理論思辨多，而相關的實證研究還比較少。因此，今后在研究方法上要進一步加強實證研究。研究者不要僅僅局限于“書齋式”研究，而要深入科學探究能力評價的一線，在實證的基礎上提出各種理論模型、評價模式和評價方法等，而這些理論模型、評價模式和評價方法又需要在實證中得到進一步的完善和發展。

參考文獻

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