評(píng)價(jià)科學(xué)核心素養(yǎng)的試題設(shè)計(jì)思路與方法

王俊民 謝穎 黃婕

本文系重慶市社會(huì)科學(xué)規(guī)劃課題“建設(shè)健康中國背景下重慶中小學(xué)生社會(huì)情感能力監(jiān)測研究”（課題編號(hào)：2023NDYB146）的研究成果。

① “試題單元”指圍繞一個(gè)事件或事物設(shè)置總背景，在該背景下設(shè)計(jì)多個(gè)小題，形成一個(gè)圍繞特定主題的多問題試題群，針對(duì)每個(gè)小題還可以進(jìn)一步設(shè)置背景和問題。

【摘?? 要】科學(xué)課程中的核心素養(yǎng)包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等方面。評(píng)價(jià)科學(xué)核心素養(yǎng)的試題設(shè)計(jì)也應(yīng)從這些方面入手。具體評(píng)價(jià)過程中，教師應(yīng)“關(guān)注不同知識(shí)，滲透科學(xué)觀念；聚焦模型、證據(jù)和創(chuàng)新，發(fā)展科學(xué)思維；倡導(dǎo)表現(xiàn)性評(píng)價(jià)，助力探究實(shí)踐；關(guān)注過程性體驗(yàn)，強(qiáng)化態(tài)度責(zé)任”，以此發(fā)揮評(píng)價(jià)的價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué)；核心素養(yǎng)；評(píng)價(jià)；課程標(biāo)準(zhǔn)

2022年4月，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“《課程標(biāo)準(zhǔn)》”）正式頒布，強(qiáng)調(diào)了科學(xué)課程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要性。《課程標(biāo)準(zhǔn)》明確要求，科學(xué)評(píng)價(jià)需涵蓋科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等方面，確保學(xué)生的核心素養(yǎng)得到全面發(fā)展。那么，評(píng)價(jià)科學(xué)核心素養(yǎng)的試題該如何設(shè)計(jì)？本研究通過案例分析，深入探討科學(xué)核心素養(yǎng)評(píng)價(jià)的思路與方法，以期為科學(xué)評(píng)價(jià)提供參考。

一、關(guān)注不同知識(shí)，滲透科學(xué)觀念

科學(xué)觀念包括對(duì)核心概念、跨學(xué)科概念、科學(xué)本質(zhì)和“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境的關(guān)系”的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用。以往的科學(xué)核心素養(yǎng)評(píng)價(jià)多關(guān)注與核心概念相關(guān)的內(nèi)容知識(shí)，對(duì)與科學(xué)探究和工程實(shí)踐相關(guān)的程序性知識(shí)及與科學(xué)本質(zhì)相關(guān)的認(rèn)識(shí)論知識(shí)的關(guān)注較少。《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求對(duì)科學(xué)觀念的評(píng)價(jià)須著重關(guān)注學(xué)生對(duì)這兩類知識(shí)的識(shí)別與應(yīng)用，加深學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

（一）考查識(shí)別不同知識(shí)的能力

為了考查學(xué)生對(duì)程序性知識(shí)和認(rèn)識(shí)論知識(shí)的識(shí)別能力，教師可以設(shè)置一定的情境，引入相關(guān)術(shù)語。比如，變量和測試改進(jìn)等是程序性知識(shí)，假設(shè)、證據(jù)等則為認(rèn)識(shí)論知識(shí)。案例1是圍繞“科學(xué)家弗萊明發(fā)明青霉素”設(shè)計(jì)的一個(gè)“試題單元”①，其中第1題旨在讓學(xué)生在特定情境下認(rèn)識(shí)“預(yù)測”的含義，正確區(qū)分預(yù)測、解釋、證據(jù)和觀察這些專業(yè)術(shù)語。因此，此類試題屬于對(duì)認(rèn)識(shí)論知識(shí)的考查。

【案例1】

1928年，英國科學(xué)家弗萊明在培育細(xì)菌時(shí)意外發(fā)現(xiàn)了青霉素（又名盤尼西林）。當(dāng)時(shí)科學(xué)家已經(jīng)知道，細(xì)菌是一種微小的生命體，需要借助顯微鏡才能觀察。弗萊明讓細(xì)菌在盛有果子凍的玻璃器皿中生長。幾天后，他觀察到其中一個(gè)玻璃器皿上長出了霉菌（如圖1）。

1.細(xì)菌會(huì)引起疾病。根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，弗萊明作出以下陳述：“我認(rèn)為利用霉菌可以幫助治療由細(xì)菌引起的疾病。”這一陳述屬于（?? ）

A.解釋?????? B.預(yù)測?????? C.證據(jù)?????? D.觀察

2.觀察到玻璃器皿上長出霉菌后，弗萊明還多次重復(fù)了同樣的實(shí)驗(yàn)。為什么他要重復(fù)實(shí)驗(yàn)？

（二）考查對(duì)不同知識(shí)作出科學(xué)解釋的能力

進(jìn)行科學(xué)解釋時(shí)，學(xué)生的“回憶”與“識(shí)別”至關(guān)重要。學(xué)生要準(zhǔn)確回想并辨識(shí)相關(guān)的科學(xué)概念或原理。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生還要基于已有知識(shí)進(jìn)行“解釋”或“預(yù)測”。比如，解釋常見實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行攪拌的目的、重復(fù)實(shí)驗(yàn)的目的等。案例1中第2題要求學(xué)生解釋重復(fù)實(shí)驗(yàn)的目的，考查的是程序性知識(shí)。

二、聚焦模型、證據(jù)和創(chuàng)新，發(fā)展科學(xué)思維

科學(xué)思維，主要包括模型建構(gòu)、推理論證以及創(chuàng)新思維等。其中，模型建構(gòu)是對(duì)客觀事物進(jìn)行抽象和概括，推理論證是基于證據(jù)與邏輯建立證據(jù)與解釋之間的關(guān)系并提出合理見解，創(chuàng)新思維運(yùn)用則是從不同角度分析、思考問題并提出新穎而有價(jià)值的觀點(diǎn)，以及解決問題的方法。科學(xué)思維的評(píng)價(jià)應(yīng)聚焦模型、證據(jù)和創(chuàng)新，考查分析、綜合、評(píng)價(jià)等高階思維的發(fā)展情況。評(píng)價(jià)方式應(yīng)盡可能多樣化，包括紙筆測驗(yàn)、表現(xiàn)性評(píng)價(jià)、訪談法和基于計(jì)算機(jī)的測評(píng)等。通過詳細(xì)記錄學(xué)生的行為過程，教師可分析其思維活動(dòng)，了解其作出某種判斷、選擇背后的原因。

（一）立足常見模型，考查建構(gòu)和應(yīng)用模型的能力

對(duì)模型建構(gòu)的考查可以從《課程標(biāo)準(zhǔn)》、教材以及生活中常見的事物入手，關(guān)注學(xué)生能否建模并應(yīng)用模型。案例2是以“太陽-地球-月球”模型為主題的試題單元。第1題要求學(xué)生選擇合適的水果，初步建立太陽、地球和月球的模型。學(xué)生依據(jù)三者的形狀和大小關(guān)系作出選擇。若要進(jìn)一步考查，還可以要求學(xué)生畫出水果的位置或說明它們之間的關(guān)系。第2題考查學(xué)生的模型建構(gòu)能力，要求學(xué)生利用地球自轉(zhuǎn)模型進(jìn)行推理，最后確定時(shí)間。通過這樣的考查，教師能夠全面、準(zhǔn)確地評(píng)估學(xué)生在模型建構(gòu)和應(yīng)用方面的能力。

【案例2】

周林同學(xué)想用水果做一個(gè)模型，模擬宇宙中的太陽、地球和月球。他找來了6種水果（如圖2）。

1.請(qǐng)你根據(jù)太陽、地球和月球的形狀與大小，選擇合適的水果分別代表它們，填在橫線上。

代表太陽的水果為???????????? ，代表地球的水果為???????????? ，代表月球的水果為???????????? 。

2.周林用手電筒模擬太陽，他用打開的手電筒照射一個(gè)地球儀，模擬白天和黑夜（如圖3）。已知從地球北極上方來看，地球自西向東逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。假如圖中Q點(diǎn)現(xiàn)在是下午3點(diǎn)，那么R點(diǎn)可能是（??? ）。

A.午夜12點(diǎn)? B.中午12點(diǎn)

C.下午6點(diǎn)?? D.早上6點(diǎn)

（二）關(guān)注聯(lián)系和證據(jù)，考查推理論證能力

科學(xué)推理的核心在于建立聯(lián)系，而科學(xué)論證則重在基于證據(jù)加以支持或進(jìn)行反駁。因此，評(píng)價(jià)推理論證能力時(shí)應(yīng)關(guān)注學(xué)生建立聯(lián)系和應(yīng)用證據(jù)的能力。案例3是以“池塘的深度”為主題的試題單元。其中，第1題要求學(xué)生從表格中獲取信息，判斷哪一天可能下雨，并列舉自己的證據(jù)，考查學(xué)生基于證據(jù)作出判斷的能力。第2題要求學(xué)生根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，描述空氣溫度和池塘水深之間的關(guān)系，考查學(xué)生分析數(shù)據(jù)，建立事物之間聯(lián)系的能力。

【案例3】

星期一，老師帶著李歡和班上的同學(xué)去學(xué)校的池塘邊進(jìn)行戶外學(xué)習(xí)。中午，老師測量池塘水的深度，李歡和同學(xué)們測量空氣的溫度。他們連續(xù)五天都在同一個(gè)地方進(jìn)行測量，測量記錄的數(shù)據(jù)具體如下（見表1）。

1.李歡記得這五天里有一天早晨下雨了。請(qǐng)你根據(jù)收集的數(shù)據(jù)，作出判斷。

（1）下雨的是星期???????? 。

（2）請(qǐng)說明你的理由：

2.根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，描述空氣溫度和池塘水深之間的關(guān)系。

（三）聚焦差異，評(píng)價(jià)創(chuàng)新思維發(fā)展情況

創(chuàng)新思維體現(xiàn)為不同角度分析、思考問題，提出新穎而有價(jià)值的觀點(diǎn)和解決問題的方法。評(píng)價(jià)創(chuàng)新思維的試題往往具有開放性特征。這對(duì)試題的情境主題選擇和任務(wù)設(shè)計(jì)提出了很高的要求。為了評(píng)價(jià)創(chuàng)新思維的發(fā)展情況，教師可從PISA創(chuàng)造性思維的實(shí)踐中汲取經(jīng)驗(yàn)。任務(wù)情境可以是對(duì)某一科學(xué)現(xiàn)象的觀察、完成一個(gè)開放性的工程任務(wù)、建構(gòu)一個(gè)可以提升效率的技術(shù)系統(tǒng)。教師可以關(guān)注以下幾個(gè)方面：學(xué)生能否提出不同問題？能否用不同思路解釋同一現(xiàn)象？能否完成發(fā)明創(chuàng)造？能否得出不同結(jié)論？

三、倡導(dǎo)表現(xiàn)性評(píng)價(jià)，助力探究實(shí)踐

探究實(shí)踐主要包括科學(xué)探究能力、技術(shù)與工程實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)能力。其中，科學(xué)探究能力和技術(shù)與工程實(shí)踐能力屬于過程性能力，包括多個(gè)子技能。教師應(yīng)重視表現(xiàn)性評(píng)價(jià)，即關(guān)注學(xué)習(xí)者在操作過程中對(duì)子技能的展現(xiàn)與運(yùn)用情況，全面了解學(xué)習(xí)者的真實(shí)水平。要評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)能力，同樣需要在實(shí)踐過程中進(jìn)行觀察與評(píng)估。

（一）從評(píng)價(jià)子技能到關(guān)注探究全過程

科學(xué)探究能力的評(píng)價(jià)路徑可概括為三種。第一種是聚焦科學(xué)探究中的某一子技能，比如通過紙筆測驗(yàn)考查學(xué)生能否提出可探究的問題，能否從圖表中獲取信息，等等。第二種是關(guān)注科學(xué)探究的整個(gè)過程，突出設(shè)計(jì)方案的能力，比如在紙筆測驗(yàn)中要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)完整方案，探究植物生長所需的條件。第三種是模擬或現(xiàn)場完成操作任務(wù)，需要學(xué)生控制變量或選擇實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行操作，收集數(shù)據(jù)或觀察現(xiàn)象并得出結(jié)論，比如探究影響籃球彈起高度的因素。教師可以通過現(xiàn)場觀察或設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)交互試題等方式開展評(píng)價(jià)。

（二）強(qiáng)化對(duì)工程設(shè)計(jì)意識(shí)的考查

鑒于技術(shù)與工程實(shí)踐能力具有過程性特點(diǎn)，評(píng)價(jià)可以表現(xiàn)性評(píng)價(jià)為主，并以紙筆測驗(yàn)為輔。組織開展期末測試或?qū)W業(yè)水平考試時(shí)，可以安排學(xué)生以小組為單位完成某一作品，并在此過程中對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體包括課堂觀察、訪談、學(xué)生自評(píng)與互評(píng)、作品展示等。技術(shù)與工程實(shí)踐能力的考查應(yīng)關(guān)注工程設(shè)計(jì)能力，強(qiáng)化學(xué)生的工程設(shè)計(jì)意識(shí)。圖4是面向小學(xué)生的一個(gè)表現(xiàn)性評(píng)價(jià)樣例，明確了學(xué)生需要完成的任務(wù)，要求學(xué)生以小組為單位設(shè)計(jì)方案，選擇合適的工具和材料，然后進(jìn)行制作、測試、改進(jìn)等。教師可以采用錄像和現(xiàn)場觀察結(jié)合的方式收集數(shù)據(jù)，包括學(xué)生的記錄單、作品以及學(xué)生在操作過程中的表現(xiàn)。

（三）評(píng)估自我調(diào)節(jié)與監(jiān)控能力

在評(píng)估學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力時(shí)，應(yīng)重視其在探究實(shí)踐過程中的自我調(diào)節(jié)與監(jiān)控能力。目前，國際上普遍采用的評(píng)價(jià)工具主要有三種，分別是個(gè)人報(bào)告調(diào)查工具、結(jié)構(gòu)訪談?wù){(diào)查工具和教師判斷工具。評(píng)價(jià)方法主要有問卷調(diào)查法、訪談法、觀察法和學(xué)習(xí)分析法等。在日常教學(xué)中，教師可以使用這些工具，通過觀察、訪談等方法，全面收集信息，對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

四、關(guān)注過程性體驗(yàn)，強(qiáng)化態(tài)度責(zé)任

態(tài)度責(zé)任，主要涵蓋科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任兩個(gè)維度。其中，科學(xué)態(tài)度聚焦探究興趣、實(shí)事求是、質(zhì)疑創(chuàng)新、合作分享等方面，社會(huì)責(zé)任涉及珍愛生命、保護(hù)環(huán)境、價(jià)值判斷、倫理道德、家國情懷等方面。教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中的實(shí)際體驗(yàn)，鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中積極行動(dòng)。教師可以采用量表或問卷調(diào)查等方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，也可以通過觀察、檔案袋記錄等方式方法開展評(píng)價(jià)。

（一）多種方式收集信息作為評(píng)價(jià)依據(jù)

科學(xué)態(tài)度量表作為一種常用的評(píng)價(jià)工具，已被廣泛應(yīng)用于測量學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。這一量表可作為學(xué)情診斷、期末評(píng)價(jià)和學(xué)業(yè)水平考試的工具。此外，教師還可采用觀察法、訪談法、組內(nèi)互評(píng)等方法收集有關(guān)學(xué)生科學(xué)態(tài)度的信息。比如：課堂中是否表現(xiàn)出對(duì)某些實(shí)驗(yàn)的探究興趣？能否實(shí)事求是地記錄數(shù)據(jù)和描述現(xiàn)象？是否敢于質(zhì)疑同學(xué)和老師的觀點(diǎn)？對(duì)這些信息進(jìn)行整理有助于形成對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度的全面認(rèn)識(shí)，也將為進(jìn)一步改進(jìn)科學(xué)教學(xué)提供參考。

（二）重視對(duì)過程與體驗(yàn)的評(píng)價(jià)

在核心素養(yǎng)框架中，社會(huì)責(zé)任是一個(gè)重要的維度，表現(xiàn)為個(gè)體對(duì)家庭、社會(huì)、人類群體等的認(rèn)知、情感。對(duì)于科學(xué)課程中的社會(huì)責(zé)任評(píng)價(jià)，可圍繞責(zé)任認(rèn)知、責(zé)任情感和責(zé)任能力等方面構(gòu)建測評(píng)框架。鑒于社會(huì)責(zé)任具有情感屬性，教師要關(guān)注學(xué)生社會(huì)責(zé)任的形成過程。因此，有必要加強(qiáng)過程性評(píng)價(jià)。一方面，教師可以在課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)、作業(yè)設(shè)計(jì)與批改等環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)特定主題，通過觀察、傾聽學(xué)生口頭報(bào)告、小組互評(píng)等方式收集證據(jù)，依據(jù)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定學(xué)生的社會(huì)責(zé)任水平。

比如在教學(xué)小學(xué)科學(xué)的“動(dòng)物”“植物”等內(nèi)容時(shí)，教師可以關(guān)注學(xué)生對(duì)動(dòng)植物的認(rèn)識(shí)和保護(hù)動(dòng)植物的意識(shí)，了解學(xué)生的社會(huì)責(zé)任形成情況。同時(shí)，教師也可以引導(dǎo)學(xué)生制作有關(guān)動(dòng)植物生活習(xí)性的手抄報(bào)，設(shè)計(jì)保護(hù)動(dòng)植物的宣傳單。此外，教師還應(yīng)充分利用校內(nèi)外科技活動(dòng)，收集反映學(xué)生社會(huì)責(zé)任水平的信息并開展評(píng)價(jià)。比如在“水火箭設(shè)計(jì)與制作”活動(dòng)中，可以調(diào)查學(xué)生對(duì)航空航天知識(shí)的了解情況和關(guān)注度，并通過演講、小論文比賽等形式評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)該領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)深度。

總體而言，對(duì)科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任四個(gè)方面的評(píng)價(jià)應(yīng)基于一定的情境，設(shè)計(jì)具體的問題，讓學(xué)生在情境中解決問題，提升素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

［1］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

［2］王俊民，林長春.核心素養(yǎng)評(píng)價(jià)的基本問題探析［J］.中小學(xué)教師培訓(xùn)，2018（11）：28-32.

［3］李川.PISA 2021創(chuàng)造性思維的評(píng)價(jià)內(nèi)容及其啟示［J］.比較教育學(xué)報(bào)，2020（3）：74-90.

［4］孫佳林，鄭長龍.自主學(xué)習(xí)能力評(píng)價(jià)的國際研究：現(xiàn)狀、趨勢與啟示［J］.比較教育學(xué)報(bào)，2021（1）：67-84.

［5］黃四林，林崇德.社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)的內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)［J］.北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2018（1）：27-33.

（重慶師范大學(xué)初等教育學(xué)院）