基于學(xué)習(xí)進(jìn)程的評測與教學(xué)設(shè)計(jì)

當(dāng)人們回顧自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷時，往往對那些接踵而至的考試和測驗(yàn)記憶猶新，甚至產(chǎn)生厭惡與不悅。但假如你是一位教師，當(dāng)你面對這樣一個問題：怎樣才能知道學(xué)生是否學(xué)會了、是否理解了，你又會如何回答呢，或許很多人的答案仍然是：考一考不就知道了……

“考”即為“評價(jià)”，是開展和推進(jìn)教育活動必不可少的部分。對教師而言，針對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評價(jià)（亦稱為“評測”）最具有教育價(jià)值。在科學(xué)教育中，當(dāng)我們深入思考評測的目的和作用，并將其與學(xué)習(xí)理論相聯(lián)系時，會發(fā)現(xiàn)評測的內(nèi)涵并不完全是“考學(xué)生”，它實(shí)則是一種有效的、對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展起促進(jìn)作用的教學(xué)策略和方法。

⊙反思科學(xué)學(xué)習(xí)中評測的目的與作用

從教育評價(jià)的本質(zhì)上看，評測是系統(tǒng)收集證據(jù)用以確定學(xué)習(xí)者實(shí)際上是否發(fā)生了某些變化、確定學(xué)生個體變化的數(shù)量和程度的過程[1]。當(dāng)學(xué)習(xí)不能脫離基于課程和標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代教育體系時，評測也需要按照一定的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)和教育目標(biāo)，利用測量和非測量的各種方法系統(tǒng)地收集信息，對學(xué)生的發(fā)展變化及其影響學(xué)生發(fā)展變化的各種要素進(jìn)行價(jià)值分析和價(jià)值判斷，并為教育決策提供依據(jù)[2]。

就科學(xué)學(xué)習(xí)而言，課程與標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因而評測的目的也就是通過收集到的證據(jù)說明學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是否有所改變，即學(xué)生在概念認(rèn)知、技能發(fā)展和態(tài)度形成上是否有所提高。改變和提高具有相對意義，是動態(tài)而非靜態(tài)的過程，將其展現(xiàn)出來的評測即成為動態(tài)變化過程的顯示指標(biāo)。

根據(jù)評測目的，一般將評測分為形成性評測（formative assessment）和總結(jié)性評測（summative assessment）。其中形成性評測是“為了學(xué)習(xí)”的評測，而總結(jié)性評測是“針對學(xué)習(xí)”的評測（對于形成性評測和總結(jié)性評測的介紹，見本期專題文章《IBSE/STEM背景下開展學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果評估的挑戰(zhàn)和機(jī)遇》）。但無論是何種評測，最重要的作用與價(jià)值來源于能運(yùn)用評測結(jié)果對后續(xù)的教學(xué)與學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生積極的影響，通過評測的反饋幫助教師和學(xué)生識別、診斷和推進(jìn)學(xué)習(xí)的進(jìn)展。因此，在科學(xué)學(xué)習(xí)中評測的具體目的可包括[3]：制訂教學(xué)計(jì)劃，對學(xué)生的需求進(jìn)行了解，檢測課堂活動的有效性，給學(xué)生提供反饋信息，以及報(bào)告有關(guān)學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)展。

⊙與評測相關(guān)的科學(xué)學(xué)習(xí)原則

作為科學(xué)教師只知曉評測的目的顯然并不能有助于開展實(shí)際工作，還需要了解評測的內(nèi)容和方法，以及了解與評測相關(guān)的科學(xué)學(xué)習(xí)的原則和方法。

科學(xué)學(xué)習(xí)的連貫性與一致性

國際科學(xué)院組織（IAP）的《科學(xué)教育的原則與大概念》一書中提出科學(xué)教育的首要原則是：在義務(wù)教育的所有年級，學(xué)校都應(yīng)該設(shè)置科學(xué)教育項(xiàng)目，以系統(tǒng)地發(fā)展和持續(xù)保持學(xué)習(xí)者對周圍世界的好奇心，對科學(xué)活動的熱愛，以及對如何闡明自然現(xiàn)象的理解[4]。美國國家研究理事會發(fā)布的《K-12年級科學(xué)教育框架》中也指出K-12的科學(xué)教育需要更大的連貫性，要讓年輕人體會科學(xué)的創(chuàng)造性、其內(nèi)在邏輯性、一致性和普遍性[5]。可見，連貫性和一致性是科學(xué)學(xué)習(xí)的重要特征，不僅體現(xiàn)在科學(xué)內(nèi)容的連貫上，也體現(xiàn)在科學(xué)過程與方法的一致上，與其相關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)、教學(xué)和評測也都應(yīng)體現(xiàn)出連貫與一致。同時，這樣的連貫性貫穿于K-12年級的整個學(xué)習(xí)過程中。

前概念在科學(xué)學(xué)習(xí)中的作用

過去三四十年里，學(xué)習(xí)科學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)兒童在進(jìn)入學(xué)校時已經(jīng)具備強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力，包括一般學(xué)習(xí)能力，也包括在科學(xué)學(xué)習(xí)方面的特殊能力。甚至在幼兒園階段，兒童就已具備豐富的前概念、概念框架和推理技能[6，7]。他們對于物質(zhì)世界、生命世界和社會世界，以及自然界如何運(yùn)轉(zhuǎn)，已經(jīng)形成了自己的概念。這可以成為他們學(xué)習(xí)的良好開端，因?yàn)榻虒W(xué)能夠?qū)茖W(xué)概念進(jìn)行加工和拓展。但是，學(xué)生已有概念也可能成為學(xué)習(xí)的障礙，因?yàn)檫@些概念可能是錯誤的，因而需要修正甚至去除[8]。事實(shí)上，立足于前概念、完善前概念（其中可能包括錯誤概念）在任何年級的科學(xué)教育中都很重要.由此，教學(xué)所面臨的迫切問題是：如何識別兒童帶入學(xué)校的那些知識，以及如何基于這些知識支持科學(xué)學(xué)習(xí)中認(rèn)知和能力的建構(gòu)？而教師對兒童理解現(xiàn)狀的了解是解決這些問題的前提和基礎(chǔ)，因此評測也就成為科學(xué)教育的關(guān)鍵。

理解隨著時間發(fā)展：學(xué)習(xí)進(jìn)程（Learning Progressions）

這一觀點(diǎn)與前2個相一致，要對自然科學(xué)知識形成透徹的理解，學(xué)生需要有數(shù)年而不是幾個星期或幾個月的時間來持續(xù)地接觸和發(fā)展基本概念，體會概念間的相互聯(lián)系。基于此，教學(xué)和學(xué)習(xí)及評價(jià)都需要整合學(xué)習(xí)進(jìn)程的研究。

科學(xué)中的學(xué)習(xí)進(jìn)程是基于實(shí)證的、可以檢驗(yàn)的假設(shè)，這些假設(shè)主要是關(guān)于學(xué)生在正確的指導(dǎo)下，其對核心科學(xué)概念的理解，運(yùn)用核心科學(xué)概念的能力，解釋和參與相關(guān)的科學(xué)實(shí)踐等3方面是如何一起發(fā)展直至成熟。這些假設(shè)描述了學(xué)生掌握核心概念可能要遵循的路徑，以及兒童逐級深入地學(xué)習(xí)和研究某個主題的一系列步驟[9]。學(xué)習(xí)進(jìn)程包括目標(biāo)、變量、水平、預(yù)期表現(xiàn)、評測5個部分，其中評測指測量學(xué)生對關(guān)鍵概念或?qū)嵺`的理解能追蹤學(xué)生隨時間的發(fā)展進(jìn)程。也就是說，一旦知道學(xué)生學(xué)習(xí)是如何隨時間發(fā)展的，評價(jià)就可以鑒別學(xué)生當(dāng)前思維、先行理解、隨即發(fā)展，從而不斷促使學(xué)生的理解逐步向前發(fā)展。

⊙基于學(xué)習(xí)進(jìn)程的評測實(shí)例

由于學(xué)習(xí)進(jìn)程體現(xiàn)了學(xué)生概念發(fā)展和轉(zhuǎn)變的可能路徑，因此基于學(xué)習(xí)進(jìn)程的評測能緊跟學(xué)生發(fā)展的步調(diào)，并為其搭建更有利于發(fā)展的腳手架。

以“力和運(yùn)動”主題為例，中國科協(xié)“做中學(xué)”科學(xué)教育改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)中心的研究人員聯(lián)合上海9所中小學(xué)共1424名學(xué)生，采用問卷評測方法對該主題的學(xué)習(xí)進(jìn)程展開研由此，教學(xué)所面臨的迫切問題是：如何識別兒童帶入學(xué)校的那些知識，以及如何基于這些知識支持科學(xué)學(xué)習(xí)中認(rèn)知和能力的建構(gòu)？而教師對兒童理解現(xiàn)狀的了解是解決這些問題的前提和基礎(chǔ)，因此評測也就成為科學(xué)教育的關(guān)鍵。

3 理解隨著時間發(fā)展：學(xué)習(xí)進(jìn)程（Learning Progressions）

這一觀點(diǎn)與前2個相一致，要對自然科學(xué)知識形成透徹的理解，學(xué)生需要有數(shù)年而不是幾個星期或幾個月的時間來持續(xù)地接觸和發(fā)展基本概念，體會概念間的相互聯(lián)系。基于此，教學(xué)和學(xué)習(xí)及評價(jià)都需要整合學(xué)習(xí)進(jìn)程的研究。

科學(xué)中的學(xué)習(xí)進(jìn)程是基于實(shí)證的、可以檢驗(yàn)的假設(shè)，這些假設(shè)主要是關(guān)于學(xué)生在正確的指導(dǎo)下，其對核心科學(xué)概念的理解，運(yùn)用核心科學(xué)概念的能力，解釋和參與相關(guān)的科學(xué)實(shí)踐等3方面是如何一起發(fā)展直至成熟。這些假設(shè)描述了學(xué)生掌握核心概念可能要遵循的路徑，以及兒童逐級深入地學(xué)習(xí)和研究某個主題的一系列步驟[9]。學(xué)習(xí)進(jìn)程包括目標(biāo)、變量、水平、預(yù)期表現(xiàn)、評測5個部分，其中評測指測量學(xué)生對關(guān)鍵概念或?qū)嵺`的理解能追蹤學(xué)生隨時間的發(fā)展進(jìn)程。也就是說，一旦知道學(xué)生學(xué)習(xí)是如何隨時間發(fā)展的，評價(jià)就可以鑒別學(xué)生當(dāng)前思維、先行理解、隨即發(fā)展，從而不斷促使學(xué)生的理解逐步向前發(fā)展。

基于學(xué)習(xí)進(jìn)程的評測實(shí)例

由于學(xué)習(xí)進(jìn)程體現(xiàn)了學(xué)生概念發(fā)展和轉(zhuǎn)變的可能路徑，因此基于學(xué)習(xí)進(jìn)程的評測能緊跟學(xué)生發(fā)展的步調(diào)，并為其搭建更有利于發(fā)展的腳手架。

以“力和運(yùn)動”主題為例，中國科協(xié)“做中學(xué)”科學(xué)教育改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)中心的研究人員聯(lián)合上海9所中小學(xué)共1424名學(xué)生，采用問卷評測方法對該主題的學(xué)習(xí)進(jìn)程展開研究，形成了“力和運(yùn)動”主題的學(xué)習(xí)進(jìn)程（見表1），以及4 8年級學(xué)生的概念進(jìn)展（見圖1）。

表1為“力和運(yùn)動”學(xué)習(xí)進(jìn)程簡版，從學(xué)生無法理解力與運(yùn)動的關(guān)系，到能正確理解共分為5個水平等級，研究人員給出的進(jìn)程完整版中每個水平包括“有力”“沒有力”“有運(yùn)動”“沒有運(yùn)動”4個維度及具體描述。

根據(jù)評測數(shù)據(jù)，圖1顯示出4 8年級學(xué)生在各個維度上等級的平均水平呈現(xiàn)出逐年提高的趨勢，其中在7 8年級期間學(xué)生的理解水平顯著提高；小學(xué)階段學(xué)生的認(rèn)知水平在2～3之間，而中學(xué)階段則在2.5～3.5之間，這與中學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)密切相關(guān)。圖中4條曲線有著明顯的分離，其中“沒有運(yùn)動”維度的平均得分較高，說明對于學(xué)生來說很容易理解靜止物體的受力情況。相比較之下，對于物體“受力”情況下的運(yùn)動狀態(tài)，學(xué)生的得分較低，說明學(xué)生對于力作用于物體上會如何改變物體的運(yùn)動狀態(tài)感到困惑，無從下手。另外問卷的數(shù)據(jù)還表明，學(xué)生容易理解能感受到的力，而對于不可見且較難感知的力（如重力、摩擦力）存在認(rèn)知上的困難，因而這也是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

以該進(jìn)程為依據(jù)，可設(shè)計(jì)出考查學(xué)生理解水平的評測，即在評測的具體內(nèi)容中包含學(xué)習(xí)進(jìn)程的水平等級，再通過學(xué)生的反饋判斷出學(xué)生可能所處的理解水平。如采用選擇題的評測方式，圖2是“沒有運(yùn)動”維度下的一道評測題，該題的每個選項(xiàng)都對應(yīng)學(xué)習(xí)進(jìn)程中的某一水平等級，學(xué)生給出的選擇或說明的理由可作為教師判斷其理解水平的重要依據(jù)。

評測的形式是多樣的，圖2的內(nèi)容還可以設(shè)計(jì)成運(yùn)用概念卡通開展討論的形式在教學(xué)過程中使用（如圖3），教師根據(jù)學(xué)生討論的實(shí)際情況判斷其理解水平。同樣，也可以設(shè)計(jì)成探究活動，讓學(xué)生想辦法顯示出地面上的石頭的受力情況，并進(jìn)行解釋，教師根據(jù)學(xué)生的操作和解釋判斷其理解水平。總之，依據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)程的分析，可以設(shè)計(jì)出能評測學(xué)生具體概念理解水平的測試方法，通過各種形式運(yùn)用到教學(xué)中，幫助教師確定學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，促進(jìn)其正確理解的形成。

⊙基于學(xué)習(xí)進(jìn)程的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例

結(jié)合評測的設(shè)計(jì)，依據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)程，可以解讀或完善現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)計(jì)，其中包括宏觀與微觀2個視角。

宏觀上，學(xué)習(xí)進(jìn)程為解讀從幼兒園、小學(xué)到中學(xué)學(xué)習(xí)過程中“力和運(yùn)動”的概念建構(gòu)給出了方向和路徑。仍以“力和運(yùn)動”為例，學(xué)習(xí)進(jìn)程研究顯示在幼兒園和小學(xué)低年級階段，可基于日常生活現(xiàn)象，讓兒童初步了解力和運(yùn)動是有關(guān)聯(lián)的；在小學(xué)中高年級階段，學(xué)生已具備力和運(yùn)動的一般常識，但片面和錯誤的概念仍較為常見，這時可通過探究各種常見的力，如研究發(fā)現(xiàn)摩擦力，能對力和運(yùn)動的關(guān)聯(lián)有較大幫助到中學(xué)階段，學(xué)生已具備分析受力及運(yùn)動的抽象關(guān)系的能力，這時的學(xué)習(xí)則可以加入數(shù)學(xué)工具，對力和運(yùn)動的關(guān)系作更深入的分析。

微觀上，學(xué)習(xí)進(jìn)程也可指導(dǎo)具體的教學(xué)單元或探究活動。如對四五年級學(xué)生進(jìn)行有關(guān)摩擦力概念的測試，其中參加測試的4年級學(xué)生還沒有上過摩擦力內(nèi)容的課，屬于前測，而5年級屬于后測，評測結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)5年級和4年級的學(xué)生沒有差異，大部分學(xué)生仍保留原有的生活經(jīng)驗(yàn)，并持有“在沒有摩擦力的情況下，原本運(yùn)動著的物體就會打滑，不能運(yùn)動或速度慢慢下降，然后停下來”等錯誤想法。這說明有關(guān)摩擦力的教學(xué)沒有真正推進(jìn)學(xué)生的概念發(fā)展，因此研究人員改變了對5年級摩擦力一課的教學(xué)設(shè)計(jì)，增加了學(xué)生發(fā)現(xiàn)、嘗試和體驗(yàn)?zāi)Σ亮Φ奶骄炕顒樱约訌?qiáng)學(xué)生對摩擦力是一種阻礙物體運(yùn)動的力的理解。

依據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)程及評測結(jié)果的教學(xué)設(shè)計(jì)，教師可及時掌握學(xué)生狀況，靈活應(yīng)對面向處在不同理解水平的學(xué)生的教學(xué)方法和策略，教學(xué)中的分組、討論、交流、指導(dǎo)都能依據(jù)評測結(jié)果來實(shí)施，更具有針對性。

⊙總結(jié)與思考

評測不僅是科學(xué)教學(xué)中的關(guān)鍵部分，也是學(xué)習(xí)進(jìn)程的核心內(nèi)容。將它們結(jié)合起來，發(fā)展基于學(xué)習(xí)進(jìn)程的評測，并將其運(yùn)用到教學(xué)設(shè)計(jì)中去，可以使教師得到更充分的、能說明學(xué)生理解水平的證據(jù)，以幫助教師作出如何繼續(xù)指導(dǎo)學(xué)生的決策。

在此過程中，教師需要了解一些具體的問題，如：與學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容一致的可能的學(xué)習(xí)進(jìn)程是什么，學(xué)習(xí)進(jìn)程與預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)有怎樣的關(guān)系，采用何種情境進(jìn)行評測，學(xué)生可能出現(xiàn)的反饋對應(yīng)于學(xué)習(xí)進(jìn)程中的哪個位置，采用何種表現(xiàn)形式進(jìn)行評測較為合適，如何解讀學(xué)生的反饋，如何依據(jù)評測結(jié)果選擇合適的教學(xué)策略等。

同時，教師還需要掌握評測的多種形式，如評測題、評測任務(wù)、評測活動、討論任務(wù)等，并結(jié)合多種輔助情境和材料。同時還可以讓學(xué)生參與評測的制訂和實(shí)施，讓學(xué)生了解進(jìn)程的方向和目標(biāo)等，這些也都可在學(xué)習(xí)進(jìn)程的基礎(chǔ)上開展。

總之，評測的有效性對使用評測促進(jìn)教與學(xué)有著至關(guān)重要的影響，而基于學(xué)習(xí)進(jìn)程的評測是在明確學(xué)習(xí)方向和路徑的基礎(chǔ)上開展評測，必將提高評測的有效性，以及在科學(xué)學(xué)習(xí)中的教育價(jià)值。

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