非正式科學教育評估研究綜述*

摘 要：隨著正式科學教育和非正式科學教育日趨緊密的合作，越來越多的研究者開始探討在非正式環境中可能被激活的科學學習形態，并嘗試采用更加規范、多元的標準和技術來評估其效果。然而，非正式科學教育的學習過程相當復雜，那些在正式教育中為人們所熟知的學習模型并不能被直接采用。因此，如何評估非正式科學教育，便成為當前科學教育研究面臨的深刻挑戰。通過對當前非正式科學教育項目的評估研究進行脈絡梳理，本文探討了當前非正式科學教育項目評估研究在評估框架、邏輯模型、開發設計等層面的進展，并對評估方法的多樣性和評估指標的標準化等問題做出關鍵評述。

關鍵詞：非正式科學教育；非正式學習評估；博物館教育

中圖分類號：G521 文獻標識碼：A 文章編號：1004-8502（2024）05-0005-13

作者簡介：朱雯文，上海科技館科學傳播中心研究部助理研究員；宋嫻，上海科技館科學傳播中心副主任、研究員。

近年來，在科學教育改革的推動下，非正式科學教育在培育科學素養和創新學習范式等方面的價值引發新一輪的廣泛關注。相較于學校，在博物館、科學中心、動物園、植物園、水族館和各種新興創客空間等非正式教育環境中發生的學習，被認為具有自愿性、非線性、開放性、社會互動性和高度文化響應性等特征[1][2]，它們為人們構建了多樣化、個性化的學習路徑，是“真實世界的學習現象”[3]。對上述非正式科學教育的研究和評估，也被視作反思正式教育和標準化測量的重要突破口[4]，是教育研究發展的一塊關鍵拼圖。

盡管如此，我們對非正式科學教育如何產生影響和產生何種影響依然了解甚少，至今缺乏一套清晰、通用的測量工具讓這些影響變得可見。為此，本文嘗試回溯當前非正式科學教育評估的發展脈絡，梳理當前非正式科學教育評估在評估框架、邏輯模型、評估工具等層面的研究進展，為未來理解、設計和檢驗非正式科學教育提供重要的參考坐標。

一、非正式科學教育評估的發展歷程

（一）非正式科學教育的早期評估

在20世紀上半葉，盡管當時還未形成“評估”（evaluation）這一專業概念，愛德華·羅比森（Edward Robinson）等研究者已在美國的博物館開展了簡單的經驗主義研究。他們采用心理學的方法，通過觀察成人和兒童等不同觀眾在展廳中參加的活動，記錄其停留的位置和時長，以揭示觀眾在博物館中的知識獲取行為、注意力分配情況和學習疲勞現象等[5]。這些研究為后來者理解早期在博物館中發生的學習提供了寶貴的經驗數據。

從20世紀下半葉開始，博物館、科學中心等機構對教育的興趣日漸濃厚，與學習科學（learning science）興起下教育界對非正式教育的關注一拍即合，研究者開始關注如何在這些多樣化和非結構化的環境中更有效地評估學習成果。同時隨著美國國家科學基金會（National Science Foundation， NSF）、英國科學與技術設施委員會（Science and Technology Facilities Council， STFC）等對非正式科學教育項目的資助日益增多，通過評估對其資金投入狀況和產出效果進行監督也成為迫切需求，定期實施非正式科學教育評估逐漸被納入歐美各國公共服務制度甚至成為國家戰略[6]。

在多種因素的推動下，與教育評估相關的研究和實踐從正式教育領域向諸如博物館、科學中心等非正式教育領域快速滲透，并逐步進入規范化階段。其中邁克爾·斯克里文（Michael Screven）以展覽為樣本，總結出公共項目評估的一般模式，確立了“前置性評估”“形成性評估”“總結性評估”等基本評估類型[7]；瑪麗·蒙利（Mary E. Munley）引入了以問卷和測試為主的量化評估，以及以訪談和觀察為主的質性評估等基本方法[8]。本杰明·布魯姆（Benjamin Bloom）關于認知、情感、動作技能領域的教育目標分類法，同樣也被遷移至非正式教育的目標設計和效果評估中。朱迪·戴蒙德（Judy Diamond）、波萊特·麥克馬納斯（Paulette M. McManus）等一批學者則持續在博物館、科學中心中等非正式教育環境對參觀者實施行為觀察和評估，為非正式科學教育研究積累了一批重要的早期數據[9][10]。

（二）走向生態學理解的非正式科學教育評估

20世紀90年代，非正式科學教育相關的理論模型與框架進一步被建立，場館作為其中一種獨特的、經過設計的“學習環境”備受關注。學者約翰·福克（John H. Falk）和林恩·迪爾金（Lynn D. Dierking）提出了著名的“學習的情境模型”（contextual model of learning），認為博物館的學習是復雜、多層次的過程，會受到個人情境、社會情境、物理情境的共同影響[11]，情境學習模型為理解非正式科學教育中個體和情境的復雜作用、多維度評估學習效果提供了重要的理論框架。喬治·海因（George Hein）、大衛·安德森（David Anderson）等學者則系統探討了建構主義、社會文化理論對理解非正式教育的重要性[12]，分析了非正式學習環境為學習者提供的學習機會和觸發的學習類型，并提出能否提供資源和社會互動機會應是觀察非正式學習環境的重要維度[13]。

在這些研究的影響下，非正式科學教育逐步走向一種生態學的理解。21世紀初，由NSF支持的研究報告《非正式環境下的科學學習：人、場所與活動》，以布朗·芬布倫納的生態系統理論為基礎，從“學習生態”的視角闡述非正式科學學習的發生系統，它將學習者置于研究的中心，探討自主學習如何成為可能。基于公民科學素養測評的“米勒框架”，該報告還提出了非正式科學學習的“六大結果”：發展對科學的興趣、理解科學知識、從事科學推理、對科學的反思、參與科學實踐、認同科學事業[14]。這一框架也為確立非正式教育評估目標提供了重要參考。

此后，非正式科學教育評估研究日漸進入繁榮期，出現了一批經典的評估案例。例如，邁克爾·霍恩（Michael Horn）等學者在波士頓科學博物館實施的基于數字媒體的科學教育評估[15]、史密森尼科學教育中心開展的LASER I3評估[16]等。

（三）聚焦影響力的非正式科學教育評估

在許多研究中，對非正式教育開展評估的復雜性也進一步顯現[17]。比如，如何識別那些有意義的學習行為？如何分辨特定學習體驗所造成的影響？尤其是在技術、教學方式和學習空間高度地交織影響的非正式教育項目中[18]，人們的學習任務和學習過程具有相當的復雜度和開放性，激發的學習效果可能不僅包含認知層面，更涉及情感、態度、社交等層面[14]。此外，研究者也開始意識到，非正式教育項目或許應被視為個體非正式學習經驗中的一系列事件節點，如何追蹤其長期影響成為一大難點[19]。

為了回應上述挑戰，2008年，NSF發布的研究報告《非正式科學教育項目影響力評估框架》做了一次里程碑式的嘗試。該報告介紹了該基金會如何對其資助的美國非正式科學教育專項計劃項目開展第三方審查，并開發出一套聚焦項目影響力的評估框架和在線監測系統。在這一項目中，非正式科學教育評估實現了系統性、規模化、規范化的實踐，并以上文提到的非正式科學學習的“六大結果”為評估目標，以“前置性評估—形成性評估—總結性評估”為評估步驟，構建了持續性的非正式科學教育評估體系，包含了展覽、大眾傳媒、青少年社區教育、在線學習等不同類型的評估對象[20]。

（四）技術高度影響下的未來非正式科學教育評估

21世紀10年代后，由移動互聯網引爆的數字革命浪潮促成了世界范圍內新一輪的教育評估變革[21]。由于大數據、物聯網、機器學習等數智技術不斷與傳統行業融合，極大地豐富了當代的學習景觀，邁克·夏普爾斯（Mike Sharples）等一批學者開始關注移動學習（mobile learning）的問題[22]，即學習者可以跨越空間進行“無縫學習”，其關于知識的交互可能同時發生在現場和遠程中。這一方面對于正式教育與非正式教育環境分離的傳統分析視角構成了挑戰，同時也對于非正式學習常用的跟蹤評估方法構成了新的挑戰。如何理解技術介入下的跨情境學習正日益成為相關領域研究的新前沿[23]。

總之，非正式科學教育評估研究經歷了理論框架、評價目標和評價方法的系統演變，從早期基于工具理性地對單一學習效果進行評估，逐步轉向了以人為本的價值理性和以學習者為中心的綜合評估范式。進入21世紀以來，一批具有教育學、心理學、計算機、社會學、人類學、傳播學等不同學科背景的研究者，不約而同地關注非正式科學教育領域，并為該領域的研究持續帶來了多元的問題視野和創新技術。

二、非正式科學教育評估的目標和維度

在研究人員的長期努力下，非正式科學教育評估積累了一些框架性的基本問題，包括“為什么評估”“評估什么”“如何評估”等，有助于以后的研究者構建或反思評估框架。

（一）評估目標的確立

“為什么評估”討論的是評估目標的問題，它涉及評估實施的根本動力。關于評估目標的確立，格蘭特·威金斯（Grant Wiggins）等學者提出，應建立一些基本共識：無論何種類型的教育評估，其最終目的都應當是促進學習[24]。具體來說，杰里米·羅斯切爾（Jeremy Roschelle）等人從形態不一的非正式教育項目中總結了一些普遍性的評估問題[25]。比如，非正式的教育環境如何影響參與者的認知？他們經歷了什么樣的學習過程？這些體驗是否能拓展到學習者的未來學習中？

然而，在真實的實踐中，單次評估的目標可能與促進學習目標之間并不完全一致[26]。從評估需求來看，當前的非正式科學教育評估目標至少可分為兩種類型。一是面向學習效果的評估，其核心在于了解參與者的學習需求、學習體驗和核心困難。比如，英國博物館、圖書館與檔案館的委員會于2001年推行的“學習效果研究方案”。此外，衍生問題還包括對教育人員的專業度評估，對展品/教具/軟件的質量評估等，這往往需要對環境、媒介、學習者的行為及變化進行精細記錄，以便為未來改善學習設計提供更多信息。二是聚焦項目/機構影響的評估，盡管這類評估最終也是為了促進教育，但其評估首先關注的是效率問題，即了解和監督教育項目的社會效益，促進相關教育政策和資源分配優化，美國非正式科學教育項目影響力評估就是這類評估的經典案例。此類評估往往要求廣泛的受眾，因此有時無法兼顧不同群體的需求和差異，對個體的反饋和幫助相對有限。

對評估目標的側重點選擇還呈現出一些社會文化的差異，這實際上與不同社會對非正式科學教育的理解和期待有關。比如李青提出，在歐美學術語境中，非正式科學教育目標更多圍繞在是否促進個體賦權、彰顯個體價值上；而在我國，對非正式科學教育的定位近于“準標準化的公共產品”，因此對其期待更多放在是否發揮足夠的公益性、提供更廣泛的教育機會、培育出社會轉型所需的科學公民等方面[27]。

另外，受限于評估的資源和時間，真實的評估實踐往往會被用于實現多種目的，比如既用于指導教學又用于分配教育資源。但有學者指出，這其實不是最佳的選擇，甚至可能會導致評估的無效性[28]。

（二）評估維度的選擇

“評估什么”討論的是評估維度的問題，即以何種框架“識別”非正式學習的現象和效果。以博物館參觀為例，學習者可能在某一閱讀牌前駐足閱讀，可能體驗某一交互展項，也可能是在場館中移動或與他人互動。評估者需要關注學習者的哪些行為？當要了解其影響時，是詢問學習者對科學信息的記憶，詢問他們對這些知識的態度，還是詢問他們產生了何種情感體驗？

評估維度的選擇背后，實際上是研究者對非正式學習模型的一連串假設，它們預設了人們如何在這些環境中獲取知識并發展相關的能力。比如，上文提及的NSF非正式科學教育項目評估以“認知或理解”“參與度或興趣度”“態度”“行為”“技能”“其他”六大維度構建了非正式教育影響力的評估框架；萊斯特大學博物館研究中心提出的“通用學習成效”（Generic Learning Outcomes， GLOs）研究主要聚焦博物館學習的測量，其維度包括“知識與理解”“技能”“態度與價值觀”“愉悅、啟發與創造力”“行動、行為的改變或進步”。兩種評估在框架上非常相似（見表1）。

其中“認知”“行為”“技能”是較為經典的教育評估維度，也是相對容易識別的維度，基于行為主義和皮亞杰的認知心理學等經典理論，通過考察人們對環境信息的記憶程度、理解程度和遷移能力，了解他們的知識記憶、內隱記憶乃至認知圖式[29]。

而“興趣”“情感”“態度”等維度，更多是基于社會文化認知、情感學習等理論，這些軟性成果具有跨時空的特征，相對難以識別。然而，它們反映了學習的心理過程和情境影響等問題，在產生個人意義、情境興趣等方面的作用更加關鍵[30]，更能展示非正式學習的隱性價值。

除了根據學習效果進行維度分類，也有學者提出從時間層面對評估維度進行劃分。這種提法主要基于對影響非正式學習不同因素之間交織性的理解，以福克為代表的學者認為，非正式學習不能被視為單一事件，而應被視為一種更加長期的過程[31]。瑪莉亞·魯伊茲-普瑞莫（Maria A. Ruiz-Primo）等學者隨后提出了“五點連續體”理論，即根據評估時間和學習發生時間的接近程度，將評估分為“即時”“接近”“近距離”“遠距離”“遠程”五大維度，主張不同時間的評估只是這一連續體上的不同節點，應當將它們串聯考慮，根據其時間位置，采取不同的目標、形式和顆粒度[26]。懷澤（Marianne Wiser）等研究者則指出需要關注學習進程（learning progress）和“生產性”問題，主張以過程化的視角來看待學習者的學習行為，將學習區分為階段性的結構，認為“知識”并不是一蹴而就的，它們在學習過程中甚至會與規范化的概念有一定差距，但會逐步“生產”出下一級知識與相關能力[32]。

三、非正式科學教育評估的開發與實施

關于“如何評估”的問題，實際上探討的是實施評估的整套推理過程和方法工具問題。

（一）非正式科學教育評估的邏輯模型

研究者往往采用邏輯模型（logic models）這一概念工具，直觀展現非正式科學教育評估項目的評估目標、推理過程和預期成果[33]。從表現形式上看，邏輯模型也可以被理解為一種評估技術路線圖。

評估三角（assessment triangle）就是這樣一種經典的邏輯模型（見圖1）。研究者用“認知”“觀察”“闡釋”三個要素來建構教育評估的工作過程。其中“認知”主要是指在某一學科范疇內提出的先驗假設，它影響著后續評估人員如何觀察學習情境和行為，以及收集何種數據。“觀察”則是基于認知假設的數據收集，即評估任務的實施。“闡釋”則是基于相關統計方法對觀察獲得的數據進行處理[34]。

然而，評估三角只能展示一般性的評估過程。具體評估實踐則需要在此基礎上進行細化，以適應其研究目標。例如，NSF的非正式科學教育項目評估采取的是一種常見的“投入—產出”模型，其從“投入—活動—產出—結果—戰略影響（長期影響）”五個環節來考察教育項目的投資與回報，其邏輯模型和關鍵指標設計如圖2和圖3所示。

從這一邏輯模型可以看出，這一項目特意區別了非正式科學教育項目中不同性質的行動者在項目中的投入問題，這有助于管理者在后期精準分辨該項目對不同利益相關者的回報問題。

這一邏輯模型的另一大特點是，綜合了個體的學習成效，以及社區、環境、經濟等的宏觀效應。體現在指標設計上，項目關注了學習者在人口學和心理學上的變量，以充分展示評估之外的社會文化環境。同時，項目還關注了學習者以外的非人主體，包括產生的學習產品等，并把非正式科學教育的成果劃分成短期和長期兩類，有利于從整體上理解科學教育對社會產生的影響，包括但不限于提升對前沿科技的討論度和理解度、形成創新氛圍、提高對STEM相關職業的從業意愿度，等等。

在具體類別的非正式科學教育項目評估中，評估者則會更加聚焦某一部分的評估目標設計。在課程開發實施方面，富蘭克林學習創新研究所為富蘭克林科學博物館與費城圖書館合作的“LEAP into Science”課程項目設計了系列化的評估方案，項目聚焦了三個具體的評估目標：①是哪些人參與了“LEAP into Science”的課程教學？②這些人是如何實施該項目的？③實施該項目對他們產生了哪些影響？該項目從“受眾—活動—產出成果”三個環節設計評估邏輯模型[35]。

（二）非正式科學教育評估的評估工具

非正式科學教育項目評估的另一大難點是數據采集，尤其是受到資源、實踐、評估者能力等諸多因素的限制下，能否獲得足夠效度的數據來驗證假設，直接決定了評估設計的成敗。這也會導致評估方法和指標工具有時反過來會影響評估者能回答什么問題[36]。

常用的評估方法主要有問卷調查、行為跟蹤、實驗和準實驗性評估、結構化訪談、民族志研究以及各種混合研究方法。采用何種評估方法，取決于具體的評估環境和評估對象，同時也反映了研究者不同的研究偏好。

針對學習者的量化問卷調查和行為跟蹤研究是最常見的方法，可用于評估展覽參觀情況、展品影響效果、課程學習效果等不同指標。以展覽為例，對其評估可能涉及功能指標（包括展品的科學信息含量、提供的學習體驗等）、管理指標（包括展覽吸引的觀眾量、場館管理水平等）、傳播指標（包括在社會媒體中的報道量和美譽度等）[37]。當評估視野聚焦于針對具體科學類展品的評估時，還可以將指標工具細化為展示形式的豐富性、對觀眾的吸引力和傳遞信息的有效性維度，其中傳遞信息的有效性還需關注觀眾的認知結構等問題[38]。然而，采用問卷評估的缺點在于，比較容易依賴參與者的自我評價，需要對其結果進行交叉驗證。

實驗和準實驗的評估方法通常被用于課堂前后測或不同對照組的測試中，相比問卷法，其樣本更小，更易于找到要素之間的因果聯系。一些經典案例，如美國科學教育改革領導援助項目（Leadership Assistance for Science Education Reform， LASER），就采取了維斯達特公司開發的基于標準的科學評估（the Assessment of Standards-based Science， PASS），來測試在LASER項目不同對照組實驗中的學生的科學素養發展情況[14]。其測試內容由多項選擇性回答、開放式問題、實際動手任務等題目組成，具有標準化測試所不具備的開放性（見表2）。

結構化訪談、民族志觀察和反思日記之類的質性研究方法，更強調收集學習現象和經驗，從不同主體視角提供對外在學習現象和內在情感體驗的理解，同時又能為評估補充教育項目之外的文化環境信息。但這類方法在分析數據或資料時可能會帶有研究者的偏見。

研究者還可以進一步拓展相關的評估方法，比如有研究者嘗試引入會話分析（conversation analysis），嘗試把肢體語言、情景分析和主體間對話納入學習評估[39]。朱迪斯·格林（Judith" L. Green）等學者引入了互動民族志（interactional ethnography）的方法，通過標記一段周期性學習中的“行動者、時間和事件”，勾畫出在一個學習網絡中不同學生在不同時間參與的多形態學習的事件集合圖，這些研究使得非正式科學教育評估從對主體性的關注拓展到對主體間的探討[40]，有助于后來者理解知識如何在復雜的群體交互中被習得，進一步回應了非正式科學教育研究中的社會互動問題。

除常見的研究方法外，還有許多適用于特殊學習環境的特定評估方法。比如在對博物館觀眾的調研中，個人意涵圖式（Personal Meaning Mapping， PMM）可用于具體評估某一特定學習經歷會如何影響個體的理解以及意義產生的過程[41]，它尤其適合于開放度較大的學習環境。從設計評估實施步驟角度看，PMM分為前后兩步評估，在參觀式學習開始前，評估人員會選擇一個提示詞（如一些關鍵的科學概念），讓學習者寫下就此聯想的關鍵詞、想法或圖像等各種內容，并通過開放式訪談詢問他們寫下這些內容的原因。在學習結束后，訪談者又會邀請學習者擴充該內容，并圍繞他們擴充的內容進行開放式訪談。這樣的研究可以持續一段較長的時間，以呈現歷時性的變化。通過前后對比，PMM直觀地呈現了學習者對特定概念的理解變化和應用變化。

此外，利用虛擬現實、增強現實等技術為學習者創造全新的學習空間，同步搭建虛擬評估和反饋系統，并用人工智能進行數據分析，正逐步成為新趨勢。諸如生物傳感器、眼動追蹤、面部表情識別等新技術也被嵌入到展覽或課程中，用于即時監測學習者的參與行為、情緒反應和認知負荷。這些技術進一步拓展了非正式科學教育評估的想象力邊界。相關的評估方法、適用場景和參考指標工具總結見表3。

當然，從評價方案的設計到評價工具的選擇，再到對學習情境的具體介入，還有非常多的設計細節需要研究者去探討。比如，有學者提出了評估顆粒度的問題，當評估設計與受眾學習的情境越近、越高度相關時，其評估設計的精度也要求越高，但同時這也限制了評估設計的規模。當評估設計面對較大規模的群體時，研究者分配到每組樣本的注意力資源也就更加有限，這些評估往往會采用更加通用的概念和框架，因而與學習情境的關聯度就會越小，這也會導致這類評估對環境中復雜信息的反饋相當有限[28]。

四、結論

在加快建設終身學習社會和做好科學教育“加法”的大背景下，國家積極倡導學校加強與社會教育資源的有效銜接，這也對非正式教育的實施效果和后續資源分配提出了更高的要求，完善非正式科學教育的評估體系是必然趨勢。

然而在當前，非正式科學教育評估還面臨著技術、資源、制度等層面的一系列挑戰。要真正推動非正式科學教育的評價體系發展，首先應構建更加靈活和綜合的評估模型，注重整合和平衡質性數據和量化數據，以適應不同學習環境的需求，為之提供全面的評估結果。應將非正式科學教育視為學習者進行終身學習的持續過程，從實施單一、可見的效果評估，轉向建立歷時性、終身性的影響評價體系，并逐步建立通暢的反饋系統。另外，值得注意的是，受移動學習和教育系統變革等因素影響，非正式科學教育和正式科學教育正進行更緊密的融合[42]。比如，越來越多的博物館正致力于開展基于科學課標的館本課程，或者學校走進博物館開展教學，學習者可能同時利用兩種環境開展同一項學習任務。如何超越成為正式、非正式科學教育的分析層次，走向跨情境的學習評估，可能是未來評估研究的新前沿。

其次，不能囿于教育學的學科邊界，應加強跨學科合作，充分利用計算機、心理學、社會學和傳播學等多學科的理論和方法，為非正式科學教育評估探索出更加開闊的理論視野和開發出更具多樣化的研究工具。研究者尤其可以關注大數據和人工智能等新技術在未來教育評估中的應用潛能[43]。比如運用VR和AR技術為學習者提供沉浸式的學習體驗，運用視頻研究等方法收集學習數據，運用生物識別、人工智能等自動識別學習行為和評估學習效果[44]（相關倫理道德和知情同意制度也需要同步完善）。研究者還可以從社交媒體、游戲、在線論壇等在線環境中收集更多的非正式科學教育數據，當然大數據是否能夠成功實現學習過程的深描，在當前的實踐和研究中還是一項空白，有待后來者進一步檢驗。

最后，部分學者提出評估的重點并不是數據收集，而是評估者“沉浸其中”[36]。評估結果應被適當地“翻譯”給不同的受眾（如學習者、策展人、課程研發人員、決策者等），這意味著評估者不光要給出嚴謹的評估數據，還要基于實際情況給出判斷和洞見，甚至后者所產生的社會影響可能更重要。另一方面，建立評估數據的開放平臺和有效的公眾參與機制，推動評估數據的融通和多領域行動者的參與，以在更長的時間尺度上支持非正式科學教育的未來發展，這也是未來重要的工作之一。

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Review on the Evaluation of Informal Science Education

ZHU Wen-wen， SONG Xian

（Shanghai Science and Technology Museum）

Abstract： Along with the closer cooperation between formal science education and informal science education， more and more researchers have started to explore the possible activated forms of science learning in informal environment， and tried to adopt more normalized and diversified standards and technologies to evaluate its effect. However， informal science education has a rather complicated learning process. The learning model familiar with formal education cannot be directly used in informal science education， and the evaluation of informal science education has posed a severe challenge to the current science education research. This paper has combed through the current research on the evaluation of informal science education projects， discussed the progress that had been made in the basic issues， logical models， development and design of informal science education projects' evaluation research， and then made a key review on the diversity of evaluation methods and the standardization of evaluation indicators.

Keywords： Informal Science Education; Informal Learning Assessment; Museum Education