中學生創新能力評價指標體系的構建與應用研究

徐會強 楊美娟 高 嵩

(1. 青島市招生考試院,山東 青島 266071; 2. 臨沂大學生命科學學院,山東 臨沂 276000; 3. 山東師范大學物理與電子科學學院,山東 濟南 250014)

創新能力是個體在知識學習、問題解決和創造活動中,根據一定目的,運用一切已知信息,產生出某種新穎、獨特、有社會或個人價值的產品的智力品質或能力.[1]目前國內關于創新能力的研究主要圍繞以下3個方面進行:第一方面是創新能力概念內涵的界定;第二方面是創新能力培養的模式構建;第三方面是創新能力評價的體系設計.創新能力概念內涵是進行創新能力評價的基礎,為創新能力評價指明方向.創新能力評價結果能為創新能力培養模式提供反饋,進而指導創新能力的培養.作為銜接創新能力概念內涵理論與創新能力培養實踐的橋梁,創新能力評價的研究意義重大.

國外特別是美國學者,在系統研究創新能力概念內涵以及創新能力培養途徑的基礎上,通過自然觀察、自陳報告、他人評分以及現場測試等多種方式采集學生創新能力證據信息,對中小學生創新能力進行評價,并將評價結果應用于教學內容與方法的設計以及學校課程的開發中.國內諸多學者就創新能力的概念內涵與培養模式構建進行了大量的研究與探索,對于創新能力評價則是通過構建創新能力核心素養和評價指標,憑借學生自我認知對其創新能力進行識別和評價,評價群體主要是面向大學生和研究生,很少涉及中小學生.[2]鮮有研究者將創新能力培養與教育考試評價聯系起來進行系統研究,沒有在紙筆測試中構建中學生創新能力評價體系,對學生的創新能力進行識別.美國等其他國家在中小學生創新能力評價方式、評價工具開發、發揮評價的育人功能以及對教育教學的引領作用方面的實踐和經驗,值得我們學習借鑒.

當前我國中小學階段的教育考試命題大多重知識輕能力,對能力素養考查不足,特別是對學生創新能力的考查,其中有兩方面的原因:一是沒有命制適量的有助于對學生創新能力考查的開放性試題;二是缺少與紙筆測試相匹配的創新能力評價指標體系.鑒于此,本文基于文獻研究法、德爾菲法構建教育考試評價領域的中學生創新能力評價指標.在此基礎上,借鑒SOLO分類理論開發等級性的中學生創新能力評價量表,嘗試對命制的開放性試題進行創新能力等級評價賦分,以期豐富和完善創新能力評價以及評價工具方面的研究.

1 概念內涵:創新能力素養

1.1 創新能力素養研究概述

國內部分學者對創新能力素養框架進行了深入的研究.胡衛平教授提出青少年科學創造力結構模型:創造性的過程、創造性的品質和創造性的產品,這三要素可以進一步概括為:創新實踐、創新人格以及創新成果.[3]林崇德教授組織研制的以“全面發展的人”為核心,分為文化基礎、自主發展、社會參與3方面的《中國學生發展核心素養》.其中的科學精神、學會學習、實踐創新對學生創新能力提出的要求在教育考試評價學生創新能力時,指向性不夠精準,需進行細化.[4]甘秋玲等人在國內外學者研究基礎上,對創新素養概念重新界定,提出創新素養的三大要素:創新人格、創新思維以及創新實踐.相對于創新成果,更認可過程導向的創新實踐是創新能力的重要表現形式.[5]鐘柏昌等人在《學生創新能力評價:核心要素、問題與展望》中,將創新能力素養歸納為:創新人格、創新思維、創新學習、創新技能和創新成果.認為相對于前5項素養,創新成果外顯于客觀世界,更能體現學生創新能力水平,創新實踐則隱含于創新學習以及創新技能中.[6]

1.2 創新能力素養框架構建

創新人格和創新思維是創新能力重要組成部分的觀點得到學界普遍認可,創新人格是靜態的,是創新主體的個性品質,創新思維側重于認知過程的思維和方法.“創新人格”和“創新思維”都應是中學生創新能力不可或缺的核心要素,都需要通過創新實踐進行表達.創新實踐是對問題和任務的創造性認知加工,是能夠產生創新成果的認知過程,體現過程導向.創新成果則是通過創新實踐產出具有新穎性與價值的產品,集中體現了創新主體的創新能力水平,體現結果導向.在教育考試評價領域,若產生創新成果的創新實踐過程表達不全或有缺失省略,將影響對學生創新能力的評價.因此,在教育考試評價領域便形成了中學生創新能力素養:創新人格、創新思維、創新實踐以及創新成果.

創新人格是創新主體的內驅力,具有高度的自覺性和獨立性,是保證創新活動順利開展的個性品質.在教育考試評價領域表現為有解決問題的內驅力,具備產生創新成果的品質,解決評價中“有沒有”的問題;創新思維是指能突破常規、僵化思維界限,運用新視角、新方法去思考問題并提出與眾不同、獨特新穎解決方案的思維活動.在教育考試評價領域表現為解決問題途徑和方法的多元,解決評價中“能不能”的問題;創新實踐強調自主探索獲取新知識、新技能,發現新途徑、新方法.在教育考試評價領域表現為行為投入,解決評價中“動不動”的問題;創新成果是在實踐中產出具有新穎性與價值性的產品,在教育考試評價領域表現為任務的完成或問題的解決,解決評價中“成不成”的問題.

2 體系設計:中學生創新能力評價指標

本研究采用問卷進行專家咨詢.問卷由4部分組成:第一部分介紹創新能力4個核心素養;第二部分是初步構建的創新能力素養對應的評價指標及其描述;第三部分為專家評分表;第四部分設計了用來了解咨詢專家對創新能力評價指標理解程度的結構化問題.在第一輪專家咨詢中,給甄選的5位專家發放問卷.問卷全部回收后,對5份問卷結果進行了統計分析.課題組成員綜合專家們建議,對評價指標修訂后進行第二輪專家咨詢.在收到專家第二輪問卷結果后,再次組織課題組成員對指標進行修訂和解釋.經專家對修改后的指標進行確認后,咨詢結果業已趨同,不再進行下一輪的專家咨詢.修正后的中學生創新能力評價指標及其描述如表1所示.

表1 中學生創新能力評價指標及其描述

3 實踐應用:中學生創新能力評價

3.1 中學生創新能力評價量表

SOLO(Structure of the Observed Learning Outcome)分類理論依據學生的學習結果, 力求能夠準確評價學生思維能力所能達到的深度和廣度.SOLO分類評價法根據學生回答問題時思維結構的復雜程度,將思維能力劃分為由低至高的前結構水平、單點結構水平、多點結構水平、關聯結構水平和拓展抽象水平5個層次.[7]學生思維能力發展的深度和廣度與創新能力水平有一定的對應關系:在前結構水平中,學生不能從情境中獲取信息,不能準確理解問題,對問題的反應是無意義的,實質上處于“無思維”狀態;在單點結構水平中,學生對問題認識片面,思維不具有廣闊性,實質上處于“無創新”狀態,是創新能力評價的起點;在多點結構水平中,學生思維有一定的多樣性,但不具有深刻性,表現出初始水平的創新能力;在關聯結構水平中,學生思維具有多樣性,還不具有獨創性,與較高創新能力水平對應;在抽象擴展水平中,學生具有良好的思維品質,對應于更高級別的創新能力.鑒于SOLO分類評價法與中學生創新能力水平間的對應關系,本研究嘗試基于SOLO分類評價法開發中學生創新能力評價量表如表2所示.

表2 基于SOLO分類理論的中學生創新能力評價量表

3.2 中學生創新能力評價示例

評價中學生創新能力的試題一般選用開放性試題,開放性試題情境的新穎性、問題設問的靈活性和層次性、問題解決的創新性等特點,在識別學生創新能力水平上有獨特的優勢.創新能力評價等級1的問題是對情境中的個別明顯信息進行處理,得出簡單結論;創新能力評價等級2的問題是基于情境中的兩條及以上的信息,關聯情境外有效信息,得出較為隱蔽結論;創新能力評價等級3的問題可以基于兩條或兩條以上的間接信息來設計,能夠得出具有一定價值的成果;對應創新能力評價等級4的問題一般基于陌生情境,能夠有效地重組整合關聯信息,創造性地解決問題或完成一項任務,并能對成果進行詳盡說明闡述.

本文嘗試將某地1道中考物理紙筆測試試題改編為開放性試題,試題以興趣小組制作的“平底小船”設計學習探索情境,涉及的必備知識包括壓強、密度、浮力、光的反射以及相關數學知識等,通過考查學生在創新實踐過程中表現出來的創新人格、創新思維,得出的創新成果,依據基于SOLO分類理論開發的評價量表對初中畢業生創新能力進行評價賦分.

試題.某興趣小組制作了一只重力為1.2 N的平底小船,放在水平桌面上,與桌面的接觸面積為1×10-2m2.如圖1(甲)所示,把小船放入盛有適量水的長方體水槽中,漂浮在水面上.在小船中放入一金屬塊后,小船仍漂浮在水面上,排開水的體積增加了2×10-4m3.(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)

圖1

(1) 從以上情境中,你能得出什么結論?

(2) 如果能夠準確測量液面升降,利用圖1(甲)裝置,你能得到待測金屬塊哪些信息?

(3) 在實際測量液面升降過程中,發現水面升降不明顯,你有哪些方法可以準確測量水面升降?

(4) 有學生想出了一個將水面升降放大的方法:如圖1(乙)所示,使一束激光與水平面成α角斜射到水面,反射光照射在水平標尺上的A點;當水面上升Δh時,光點A移動了距離l.

這種方法能放大水面升降嗎?請給出你的依據,并對你的依據做出合理的解釋.

第(1)問:在熟悉情境中,直接使用情境中小船的重力與小船與水平桌面的接觸面積信息,計算小船對地面的壓強;利用排開水體積的增加信息計算小船所受到的浮力.這對應于創新能力評價等級1;關聯情境外物體沉浮條件,得出金屬塊的重力,引進重力加速度信息,進而計算金屬塊的質量,這與創新能力評價等級2對應.

第(2)問:增加情境元素,在較為熟悉情境中,考查學生的創新能力.把金屬塊放入小船中,可以測量金屬塊所受浮力;直接把金屬塊放進入水中,可以測量金屬塊的體積.這兩個結果與創新能力評價等級2對應.關聯情境外物體沉浮條件,可以得出金屬塊質量,這與創新能力評價等級3對應.利用前面求出的金屬塊的質量和體積,計算金屬塊的密度,這對應于創新能力評價等級4.

第(3)問:繼續增加情境元素,創設相對陌生情境,解決問題方法非常開放.可以根據解決問題方案的完整度進行創新能力評價.方案合理可行無成果,對應于創新能力評價等級2;方案合理可行有成果,對應于創新能力評價等級3;方案合理可行有創新成果,對應于創新能力評價等級4.

第(4)問:繼續增加情境元素,創設陌生情境,學生需要獨立自主進行探究,大膽猜想,并對猜想進行驗證.能得出液面升降與光點移動距離間的定性關系對應于創新能力評價等級2;能得出液面升降與光點移動距離間的定量關系對應于創新能力評價等級3;能夠結合題目情境,對液面升降與光點移動距離間的定量關系做出精準闡述,對應于創新能力評價等級4.“平底小船”開放性試題創新能力等級評價賦分表如表3所示.通過累積等級賦分,可以對中學生創新能力進行量化分析.

表3 “平底小船”開放性試題創新能力等級評價賦分表

4 討論與總結

研究構建教育考試評價領域的中學生創新能力核心素養框架以及細化的13項評價指標,雖然已經過專家咨詢論證,但還要根據實踐反饋的信息進行修訂完善.依據基于SOLO分類理論開發的中學生創新能力評價量表設計開放性試題,對中學生在紙筆測試中的表現進行創新能力等級評價賦分,雖然能在一定程度上量化反映學生創新能力,但在形式上還是顯得單薄.通過學生在開放性試題中的表現識別中學生創新能力水平,這對開放性試題的命制也提出很高的要求.

評價的目的在于改進.對中學生創造能力進行評價,就是要界定當前學生個體創新能力水平,明確他們對于創新能力發展的需要,從而在教育教學過程中選擇和實施有效的創新能力培養策略.為此,要善于從創新能力評價中獲得有關學生創新能力品質發展的信息,將創新能力評價結果與學校的課程開發、課程實施以及課程改革結合起來,發揮評價的育人功能和對教育教學的導向作用.