基于學(xué)科核心內(nèi)容主題的小學(xué)科學(xué)學(xué)科能力表現(xiàn)測評研究

王思錦

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》在“堅(jiān)持能力為重”的指導(dǎo)思想下，提出“著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力”的要求。這三個能力維度具有逐漸遞進(jìn)的層次關(guān)系，符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的規(guī)律。由北京師范大學(xué)王磊教授主持的國家社會科學(xué)基金教育學(xué)重點(diǎn)課題“中小學(xué)生學(xué)科能力表現(xiàn)研究”，將基于知識理解的學(xué)習(xí)能力、基于知識應(yīng)用的實(shí)踐能力、基于推理想象遷移的創(chuàng)新能力，確立為各學(xué)科各年段共通的學(xué)科能力。在內(nèi)容維度上，從“學(xué)科核心內(nèi)容主題”和“學(xué)科特定能力活動”兩個方面刻畫學(xué)科能力表現(xiàn)。小學(xué)科學(xué)子課題組目前僅對基于學(xué)科核心內(nèi)容主題的小學(xué)科學(xué)學(xué)科能力表現(xiàn)展開測評研究，并取得初步研究成果。

一、小學(xué)科學(xué)核心內(nèi)容主題

小學(xué)科學(xué)課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的基礎(chǔ)性課程。小學(xué)科學(xué)課程的知識內(nèi)容非常豐富，包含物理、化學(xué)、生物、地理、天文等很多領(lǐng)域的知識。按照現(xiàn)行《科學(xué)（3～6年級）課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》，科學(xué)知識包括生命世界、物質(zhì)世界、地球與宇宙三大內(nèi)容領(lǐng)域，每個領(lǐng)域又細(xì)致切分為3～4個二級主題

（見表1）。

二、小學(xué)科學(xué)學(xué)科能力表現(xiàn)測評框架

基于對國內(nèi)外科學(xué)測試項(xiàng)目的分析，我們將科學(xué)學(xué)科基于核心內(nèi)容主題的每一個水平維度又細(xì)分為具有遞進(jìn)關(guān)系的3個能力要素，由此構(gòu)成基于學(xué)科核心內(nèi)容主題的小學(xué)科學(xué)學(xué)科能力表現(xiàn)測評框架（見表2）。

三、測試工具的開發(fā)

1.試卷結(jié)構(gòu)

命題力圖覆蓋生命世界、物質(zhì)世界、地球與宇宙三個知識內(nèi)容領(lǐng)域，覆蓋學(xué)習(xí)理解、實(shí)踐應(yīng)用、遷移創(chuàng)造3個水平維度的9個能力要素（見表3）。

從測試點(diǎn)分布看，學(xué)習(xí)理解維度有14個考點(diǎn)；實(shí)踐應(yīng)用維度最多，有18個考點(diǎn)；遷移創(chuàng)造維度最少，有5個考點(diǎn)。從分值比例看，學(xué)習(xí)理解維度是基礎(chǔ)，占36%；實(shí)踐應(yīng)用維度是考查重點(diǎn)，占52%；遷移創(chuàng)造維度難度最大，占12%。從內(nèi)容領(lǐng)域看，物質(zhì)世界分值最高，占40%，其他兩個內(nèi)容領(lǐng)域各占30%。

2.測試說明

測試對象為北京市海淀區(qū)15所小學(xué)六年級一個班的學(xué)生，共500人。15所學(xué)校中一類校、二類校、三類校各5所。其中一所二類校閱卷出現(xiàn)問題，視為無效數(shù)據(jù)，下面呈現(xiàn)的是14所學(xué)校、466名學(xué)生的測試結(jié)果及分析。

四、測試結(jié)果及分析

（一）總體表現(xiàn)

參與測試的14所學(xué)校的學(xué)生表現(xiàn)出的科學(xué)能力差異還是比較大的。

測試結(jié)果顯示，學(xué)生在生命科學(xué)領(lǐng)域得分率最高，在地球與宇宙內(nèi)容領(lǐng)域得分率最低。這個測試結(jié)果與教師感受到的教學(xué)難度是一致的。相對而言，小學(xué)科學(xué)課程中生命科學(xué)的內(nèi)容最貼近兒童的生活，學(xué)習(xí)起來比較容易；而地球與宇宙領(lǐng)域中有些內(nèi)容比較抽象，難度較大。不僅是學(xué)生，科學(xué)教師也普遍認(rèn)為自己在地球與宇宙內(nèi)容領(lǐng)域的專業(yè)知識匱乏，對這部分教學(xué)缺乏信心。

三類學(xué)校在三大內(nèi)容領(lǐng)域的得分率呈逐級遞減趨勢，一類校和二類校差異不明顯，三類校與前兩類學(xué)校差異顯著。

（二）各內(nèi)容領(lǐng)域?qū)W科能力表現(xiàn)分析

1.物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域能力表現(xiàn)

題目示例：科學(xué)教師拆開一個按鈕式開關(guān)給學(xué)生看，構(gòu)造如圖2所示。圖中C是按鈕，D是外殼，A、B上各有接線柱與整個電路相連。其中（ ）

A.A、B是導(dǎo)體，C、D是絕緣體

B.C、D是導(dǎo)體，A、B是絕緣體

C.A、B、C是導(dǎo)體，D是絕緣體

D.A、B、D是導(dǎo)體，C是絕緣體

題目中出現(xiàn)的是一個學(xué)生比較陌生的按鈕式開關(guān)的示意圖，將符號化的圖形在頭腦中復(fù)原為實(shí)物需要一定的空間想象能力，還要在此基礎(chǔ)上判斷各部分結(jié)構(gòu)材料的性質(zhì)和功能，對五年級學(xué)生來說有一定難度。因此，我們將能力水平設(shè)定為實(shí)踐應(yīng)用之“B3設(shè)計應(yīng)用”。

在課堂上，學(xué)生會親自動手檢測認(rèn)識材料的導(dǎo)電性能，教師也會帶著他們分析一些日用電器上材料的導(dǎo)電性，但大多是對實(shí)物進(jìn)行分析，如電燈開關(guān)、電閘等，因?yàn)榻虒W(xué)時間有限，很少有教師會拆開用電器讓學(xué)生看它們的內(nèi)部構(gòu)造。

從測試數(shù)據(jù)看，12所學(xué)校的整體得分率達(dá)到或高于50%，說明多數(shù)學(xué)校在電學(xué)部分教學(xué)中聯(lián)系實(shí)際方面做的還是比較好的，多數(shù)學(xué)生達(dá)到設(shè)計應(yīng)用

水平。

2.生命科學(xué)領(lǐng)域能力表現(xiàn)

題目示例：將A、B、C三粒完整的綠豆種子，按圖3所示捆在筷子上，放入有水的燒杯里，將燒杯置于向陽的窗臺。

（1）5?7天后，哪一粒種子最有可能率先長出葉子？（ ）

A.甲杯中的B B.甲杯中的C

C.乙杯中的A D.乙杯中的B

（2）你的理由是（ ）

A.種子萌發(fā)需要充足的空氣和陽光

B.種子萌發(fā)需要充足的空氣和水分

C.種子萌發(fā)需要充足的水分和養(yǎng)料

D.種子萌發(fā)需要黑暗的環(huán)境和適量水分

在科學(xué)課中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了種子萌發(fā)需要適宜的溫度、一定水分和充足的空氣的知識。第1小題需要學(xué)生根據(jù)題目中設(shè)定的環(huán)境條件，運(yùn)用生物與環(huán)境關(guān)系的知識，對種子生長的情況做出預(yù)測。從測試數(shù)據(jù)看，學(xué)生完成得較好，所有學(xué)校的整體得分率均高于50%，12所學(xué)校的得分率高于60%，8所學(xué)校的得分率高于70%。

第2小題是對第1小題的追問，需要學(xué)生說出預(yù)測的依據(jù)。正常情況下，只有學(xué)生知道植物與環(huán)境的關(guān)系才能對第1小題做出正確選擇。然而測試數(shù)據(jù)顯示，有8所學(xué)校第2小題的得分率明顯低于第1小題，說明對第1小題的作答有經(jīng)驗(yàn)、直覺等成分。而在第1小題中得分率最低的兩所學(xué)校，第2小題得分率反而較高，說明這兩所學(xué)校的學(xué)生學(xué)習(xí)理解能力較好，但實(shí)踐應(yīng)用能力有待提高。

3.地球與宇宙領(lǐng)域能力表現(xiàn)

題目示例：地球的概貌

（1）下面關(guān)于地球的描述錯誤的是（ ）

A.地球是球體

B.地球是太陽系的一顆行星

C.地球表面陸地約占1/4，海洋約占3/4

D.地球上陸地面積是海洋面積的3倍

（2）如果給你提供一個塑料充氣地球儀，你能想辦法研究地球上水陸分布的比例嗎？把你的方法簡要地寫在下面。

第1小題考查的是學(xué)生對地球概貌的認(rèn)識，屬于事實(shí)性知識，因?yàn)檎n上學(xué)習(xí)過，所以將能力發(fā)展定位在“觀察記憶”水平。從測試數(shù)據(jù)看，絕大多數(shù)學(xué)生表現(xiàn)良好，所有學(xué)校的整體得分率高于50%。其中，12所學(xué)校得分率高于60%，11所學(xué)校得分率高于70%。

大多數(shù)學(xué)生都知道地球表面水陸分布的大致比例，但卻不知道這個數(shù)據(jù)是怎樣測算出來的。因此，第2小題是一道開放性題目，對絕大多數(shù)學(xué)生而言是一個完全陌生的任務(wù)，需要用創(chuàng)造性思維解決問題。

第2小題與第1小題考查的是同一個知識點(diǎn)，但能力水平定位在“C3創(chuàng)新思維”。測試數(shù)據(jù)顯示，絕大多數(shù)學(xué)校得分率大幅下滑。只有5所學(xué)校整體得分率達(dá)到或高于50%，5所學(xué)校得分率勉強(qiáng)達(dá)到或低于20%。數(shù)據(jù)說明絕大多數(shù)學(xué)校在創(chuàng)新思維培養(yǎng)方面顯得不夠成功。

五、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

1.不同能力水平表現(xiàn)概述

14所學(xué)校466名學(xué)生在A、B、C三個能力水平上的平均得分率分別為77%、63%和56%，呈逐級遞減的趨勢，即學(xué)習(xí)理解能力的發(fā)展好于實(shí)踐應(yīng)用能力，實(shí)踐應(yīng)用能力的發(fā)展好于遷移創(chuàng)造能力。

14所學(xué)校中，12所學(xué)校學(xué)生表現(xiàn)出

A水平能力發(fā)展好于B水平，B水平能力發(fā)展好于C水平。總體來看，要想實(shí)現(xiàn)學(xué)科能力全面發(fā)展的目標(biāo)，我們的教學(xué)需要在實(shí)踐應(yīng)用、遷移創(chuàng)造能力的培養(yǎng)上多下

功夫。

14所學(xué)校A水平學(xué)科能力測試得分率均達(dá)到或超過60%，其中13所學(xué)校得分率超過70%。表明當(dāng)前我們的教學(xué)在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)理解能力發(fā)展方面普遍做得較好。B水平學(xué)科能力表現(xiàn)略低于A水平，14所學(xué)校測試得分率均超過50%，其中10所學(xué)校得分率達(dá)到或超過60%。整體上看，我們的學(xué)生在科學(xué)實(shí)踐應(yīng)用能力上有待提高。C水平學(xué)科能力表現(xiàn)明顯低于A水平和B水平，10所學(xué)校測試得分率達(dá)到或超過50%，其中6所學(xué)校得分率達(dá)到或超過60%。由此看出，我們的學(xué)生在遷移創(chuàng)造能力方面整體表現(xiàn)欠佳，提升空間較大。

2.不同類型學(xué)校能力值分析

測試數(shù)據(jù)顯示，一類校科學(xué)學(xué)科能力發(fā)展優(yōu)于二類校，但是沒有顯著差異。一類校科學(xué)學(xué)科能力發(fā)展明顯優(yōu)于三類校，二類校明顯優(yōu)于三類校。

在A水平能力發(fā)展方面，一類校與二類校沒有顯著差異，一類校和二類校明顯優(yōu)于三類校；在B水平能力發(fā)展方面，一類校明顯優(yōu)于二類校和三類校，二類校明顯優(yōu)于三類校；在C水平能力發(fā)展方面，一類校明顯優(yōu)于二類校和三類校，二類校與三類校差別不明顯。

（二）建議

從上述分析可以看出，我們當(dāng)前的科學(xué)課教學(xué)在學(xué)習(xí)理解能力培養(yǎng)方面效果顯著，而在實(shí)踐應(yīng)用能力和遷移創(chuàng)造能力的培養(yǎng)方面有較大的提升空間。因此，我們教學(xué)改進(jìn)的重點(diǎn)應(yīng)該放在高階能力的培養(yǎng)上面。

1.對科學(xué)教師的建議

（1）適當(dāng)調(diào)整教學(xué)目標(biāo)，突出學(xué)科能力培養(yǎng)

清晰的教學(xué)目標(biāo)決定一節(jié)課的發(fā)展方向。我們在制定教學(xué)目標(biāo)的時候，一定要認(rèn)真思考學(xué)科能力的發(fā)展點(diǎn)，合理預(yù)設(shè)能力發(fā)展水平，并在教學(xué)內(nèi)容的選取和教學(xué)活動的設(shè)計上緊緊圍繞著教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)實(shí)施的過程始終指向教學(xué)目標(biāo)。

例如，在擺的系列研究活動中，不能僅滿足于完成探究發(fā)現(xiàn)擺的運(yùn)動規(guī)律這樣的學(xué)習(xí)理解目標(biāo)，還要設(shè)定“會利用擺的運(yùn)動規(guī)律設(shè)計制作簡單的計時工具”這樣的實(shí)踐應(yīng)用目標(biāo)，這樣在整個單元學(xué)習(xí)結(jié)束的時候才有可能達(dá)到遷移創(chuàng)造能力水平的發(fā)展目標(biāo)。

（2）恰當(dāng)選取教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)科能力培養(yǎng)

教學(xué)內(nèi)容是學(xué)科能力發(fā)展的載體，只有恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容才能承載能力發(fā)展的目標(biāo)。按鈕式開關(guān)的示意圖對學(xué)生而言有一定難度，但是因?yàn)樗薪處煻紩x取分析真實(shí)電路中材料導(dǎo)電性能的教學(xué)內(nèi)容，所以多數(shù)學(xué)生在面對陌生的電器的時候，也會正確分析電路的結(jié)構(gòu)、材料及功能。

要發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和遷移創(chuàng)造能力，必須為他們提供具有實(shí)踐性和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并且具有聯(lián)系的視角，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識創(chuàng)造性地解決問題。

（3）不斷改進(jìn)教學(xué)方式，創(chuàng)造能力發(fā)展空間

能力是在學(xué)習(xí)過程中發(fā)展起來的，教學(xué)方式?jīng)Q定能力發(fā)展水平。傳統(tǒng)講授式教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)理解能力的發(fā)展有很好的促進(jìn)作用，然而要想發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和遷移創(chuàng)造能力，這種教學(xué)方式顯然是不恰當(dāng)?shù)摹Ｎ覀兂珜?dǎo)探究式科學(xué)教育，就是希望學(xué)生在參與探究活動的過程中發(fā)展分析解釋、推論預(yù)測、設(shè)計應(yīng)用的實(shí)踐應(yīng)用能力和拓展遷移、綜合運(yùn)用、創(chuàng)新思維的遷移創(chuàng)造能力。

以探究為主的教學(xué)方式改變了學(xué)生被動學(xué)習(xí)的局面，更好地調(diào)動學(xué)生深度參與學(xué)習(xí)活動，為他們學(xué)科能力的發(fā)展創(chuàng)造更大的空間。以“地球的概貌”一題為例，如果教師不是簡單告知學(xué)生“地球表面陸地約占1/4，海洋約占3/4”這個事實(shí)，而是鼓勵學(xué)生自己尋求答案，他們會經(jīng)歷怎樣的學(xué)習(xí)過程？他們會不會想到數(shù)學(xué)課中計算圖形面積的知識？他們能想到用剪刀將地球儀上的陸地和海洋分開，然后用拼圖的辦法來解決問題嗎？會不會有學(xué)生想到把地球儀撕開、攤平，然后在上面畫出大小相同的格子，通過數(shù)格子的數(shù)量找到答案？或者，如果學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過概率的知識，他們根本不用破壞地球儀，只需將它拋起100次，記錄一個手指落在陸地或海洋上的次數(shù)，就能獲得海陸分布的大致比例……這樣的開放式探究活動越多，學(xué)生的能力發(fā)展得越好、越快。

2.對學(xué)校的建議

（1）發(fā)現(xiàn)和解決個性化教學(xué)問題

測試數(shù)據(jù)顯示，一類校整體表現(xiàn)不錯，各項(xiàng)能力指標(biāo)處在所有被試學(xué)校前列。學(xué)校需要根據(jù)測試數(shù)據(jù)找出個性化問題，有針對性地去改進(jìn)教學(xué)。

從整體上看，4所二類校在科學(xué)學(xué)科能力發(fā)展上比較均衡，在A水平能力表現(xiàn)上與一類校相近，沒有顯著差異；B水平和C水平能力表現(xiàn)與一類校存在比較顯著的差異，意味著需加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用能力和遷移創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

三類校總體能力表現(xiàn)弱于前兩類學(xué)校，但整體差距不是很大，問題是學(xué)校之間差距大。三類校在科學(xué)教學(xué)上存在的問題還是比較多的，需要我們認(rèn)真尋找原因和解決辦法。

換個視角，從三大內(nèi)容領(lǐng)域的平均得分率來看每一所學(xué)校，會發(fā)現(xiàn)有的學(xué)校在三個內(nèi)容板塊得分率比較接近，有的學(xué)校相差懸殊，相差懸殊的學(xué)校需要分析一下原因，想辦法提高相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)質(zhì)量。

（2）總結(jié)和分享成功教學(xué)經(jīng)驗(yàn)

在前面的數(shù)據(jù)分析中我們指出一些值得關(guān)注的學(xué)校，作為二類校和三類校，它們的學(xué)生在科學(xué)學(xué)科能力測試中整體表現(xiàn)優(yōu)異，甚至毫不遜色于一類校的學(xué)生。還有一些學(xué)校，在實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)方面成效比較顯著。希望這些學(xué)校能夠認(rèn)真總結(jié)教學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn)，適時向全區(qū)推廣，促進(jìn)海淀區(qū)小學(xué)科學(xué)教學(xué)水平的整體提高。

（作者單位：北京市海淀區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校）

責(zé)任編輯：江麗莉

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