探究式教学的提出(探究式教学课题)

孙宝英陕西省教育科学研究所

[摘要]科学探究是科学教育的核心理念，已成为科学教育的基石，评价与教学过程同等重要。美国的库巴和林肯在评价领域的划分上具有一定的权威性。在国际教育评估项目中，主要使用TIMSS、PISA、NAEP三种评估类型。科学教育界所采用的评价方法不仅是最有效的，而且也是最具成本效益的。除了最高的观察方法外，还开发了工作表、计算机模拟和纸笔测试等替代方法。我国探究式教学评价与考试命题的研究目前在可操作性和理论性上都比较缺乏。在我国特殊国情下，如何利用考试命题推动科学探究式教学目标的实现，探究式教学又该如何评价和探索？目前关于性别测试题的准备现状以及如何针对不同的询问环节设计不同层次的相应测试题的研究还很少。我们需要从调查科学探究课程目标的实施情况和探索性试题的编写入手，审视测试目的、设计意图、题型特征、不同探究角度和不同探究水平的试题设计策略，加强评估量表制定等方面的研究。

【关键词】科学探究教学评价考试命题研究现状的启示

随着科学技术的快速发展，人才的竞争日益激烈。如何更好地培养学生主动学习精神，发展他们的创新意识和能力，是当前教育教学的重要课题。科学探究是科学教育的核心理念已成为共识。许多国家颁布的科学课程标准都非常注重培养学生的科学探究能力，培养学生对科学探究的理解。基于探究式科学教育评价的迫切需要，2005年9月在瑞典首都斯德哥尔摩召开了探究式科学教育评价国际工作会议[1]。可见，科学探究能力的评估正在成为世界科学教育专家关注的焦点，而探究式教学及其评估也势必成为我国课程改革的热点和难点。

1.探究式教学评价的研究现状

以物理为例，与传统教学相比，新课程提出的探究式教学是以概念和规则为基础的。然而，在传统教学中，更常用的是演绎教学方法。在教学中，教师通常会解释概念和规则，给出一些实际例子，或者让学生做实验。要求学生掌握所学知识后，运用所学知识解决问题。目前提倡的探究式教学是一种归纳式教学方法。让学生从身边的事实或问题出发，逐步构建概念或规则，体验知识形成的过程。在掌握知识的同时，可以学习探究方法，培养探究能力。希望学生不仅能举一反三，还能拓展探究能力，探索其他问题。自20世纪60年代科学课程改革以来，西方发达国家进行了大量的相关研究和实践。美国《国家科学教育标准》定义探究学习能力是通过提出问题、制定调查研究计划并付诸实践、使用相关工具和技术收集数据、批判性地、逻辑地思考证据和解释、分析或交流其他解释方法、科学论证都受到高度重视，需要对不同层次的学生进行不同程度的探究教学。英国颁布的中小学科技教育新法令强调，在科学探究中，学生必须培养提出问题、做出预测和假设、观察、测量和操作变量、解释结果和评价的能力科学证据。《物理课程标准》，我国将科学探究能力分为七要素：提出问题、猜想和假设、制定计划和设计实验、进行实验和收集证据、分析论证、评价、交流与合作[2]。

美国初次科学教育出现问题的一个重要原因是“对于许多科学教师来说，探究和发现的理念

由于太陌生，他们认为这些程序对于普通学生来说太耗时且困难。对学生进行的标准化考试没有以新课程理念为基础，注重大量科学事实，没有关注新课程探究的过程和维度”[3]。因此，评价与教学过程是并行的。一个重要的过程。美国教育家库巴和林肯在他们的专着《第四代教育评价》中对评价领域的发展划分具有一定的权威性。他们指出[4]：第一代评估是测试测量时期，其标志是评估就是测量，评估者的工作就是测量技术人员的工作，即选择测量工具、组织测量，并提供测量数据；第二代评价是描述期，其基本特征是对“测试结果”进行“描述”，并将评价过程视为教育结果与预设目标进行比较的过程。评价的关键是确定明确的、可操作的行为目标，这使得评价比第一代更加科学；第三代评价是判断期，其基本特征是评价被视为价值判断的过程。前两代评价并未涉及“价值判断”，但第三代评价不仅将这一问题引入评价，而且将其视为评价的关键。评估者的责任不仅需要使用一定的测量方法来收集各种参数，而且还需要帮助制定判断标准和目标。第三代评价确认价值判断是评价的本质和评价的过程。这一阶段出现了许多新的评价理论，如“形成性评价”、“无目标评价”、“内在评价”等；第四代评价出现于20世纪80年代的美国。这一时期的教育评价提出了“共建”、“全面参与”、“多元价值”的评价思想。其特点是把评价视为评价者与被评价者之间“协商”的共同心理建构过程，主张尊重每个个体的主体性，称为建构期。它起源于教育实践。“组合评价”和“苏格拉底讨论法”与库巴和林肯所谓的第四代评价有着相同的理念和追求[5]。目前，这种评价理念正在被越来越多的人所采用。它已被许多人所接受，并在评价实践中得到了广泛的尝试和应用。20世纪30年代以来，教育评价模型被提出，其中包括美国泰勒的“行为目标模型”，以学生的行为目标作为评价的主要依据；以斯塔菲尔·比姆为代表的“决策中心理论模型”认为，评价不应局限于确定目标达成的程度，更重要的是为教育决策提供信息；以斯克里文为代表的“无目标模型”认为，实际的教育活动除了预期的效果外，还会产生各种意想不到的效果。为了全面评价教育活动的效果，他们主张不告诉评价者预定的评价目的，以方便评价者收集所有相关的方案和计划信息；Stake的“回应模式”以直接从事教育活动的政策制定者和实施者提出的问题为指导，通过“对话”进行评价；而以欧文斯和沃尔夫为代表的“对手模式”则认为，正反双方都应该充分陈述自己的观点，出示自己的证据材料，并采取准法律程序进行评估。

探究式教学评价是物理课程的重要组成部分。对于科学探究能力的评估，目前国际教育评估项目主要采用三种方法，即国际教育成就评估协会的TIMSS评估、国际学生评估计划的PISA评估和NAEP美国教育进步评估计划的评估[3]。TIMSS评估框架由三个方面组成：科学内容、认知和科学探究。科学探究的评估目标分为五个方面：一是观察和测量，包括记录观察结果、用简短语言描述观察过程、测量对象或变化、选择适当的测量工具、估计测量结果和理解准确性。二是发现问题、寻找解决办法，包括认识问题、提出工作思路、选择合适的检验手段、设计合适的实验方法等。三是解释数据和系统总结，包括对实际数据的处理，用函数关系表达它，根据数据及其关系寻找结果，根据数据评估假设，根据发现的关系总结结论。第四是建立或修改理论模型，包括理解理论模型的需要、对模型进行理论化、证明模型满足关系、从理论模型中推导出新的假设、解释和评价模型的检验、修正、处理并扩展模型。公式。五是科学知识和科学方法的应用，包括对同一或不同领域的新问题和科学之外的问题的应用；PISA评估框架包括三个方面：科学概念、科学过程技能和科学场景。其科学过程技能的考核目标也分为五个方面：确定探究问题、确定探究所需的证据、得出或评估结论、传达有效结论、展示对科学概念的理解；NAEP的评估框架由科学领域和认知领域组成。认知要素分为概念理解、科学探究和推理。科学探究的考核目标是从科学家科学研究活动中提取的13种科学方法或过程技能，包括观察、时空关系的应用、分类、数值应用、测量、交流、预测、推理、解释数据和控制变量。建立假设、操作定义和实验。在评估方式上，TIMSS和PISA采用纸笔测试，而NAEP则既有纸笔测试又有动手能力测试。这对于那些认为纸笔测试不能测试学生科学探究水平的人来说是一个很好的反证。可见，只要试题设计合理，也能有效衡量学生的科学探究能力水平。三人使用的题型既有客观题，也有主观题。客观问题用于测试学生对科学探究的理解；开放式问题等主观问题用于测试更高水平的科学探究能力。

多年来，国际科学教育界也一直在探索评估科学探究能力的方法。除了最有效但也是最昂贵的观察方法之外，基于此还开发了工作表、计算机模拟和纸笔测试等替代方法[6]。所谓“观察”，是指教师根据预先制定的评分标准，直接观察学生的提问和评价。一般采用一对一（老师）对一（学生）甚至二对一的观察。在一些大规模评价中，由于直接观测所需的人力、物力和时间成本较高，观测往往是耗时较少的局部过程，很少观测到完整的探索过程。例如，英国有大规模评估科学探究能力的传统，但学生的低水平操作和观察能力主要通过观察来评估。“作业单”是指要求学生将自己探究的过程和结果记录在作业单上，然后老师根据评分标准进行评分。如果按照提示程度来划分，工作表有三种类型：第一种是没有提示的开放式工作表，要求学生在空白工作表上写出探究过程和结果；第三种是没有提示的开放式工作表，要求学生将探究过程和结果写在空白工作表上。第二个是带有一般提示的结构化工作表。工作表要求学生根据提示的结构描述探究过程和结果；第三类是有足够提示的具体工作表，引导学生逐步探索并记录具体的探究任务。显然，第一类工作表适合不同的探究任务，有利于高水平学生的创造力和灵活性，但对中低水平学生不利。同时，评分者难以准确掌握评分标准；第二种工作表也适合不同的探究任务，其适度的开放性适合大多数学生；第三种作业单只适合某项探究任务，其过多的指导限制了高水平学生的灵活表现，但对中低水平学生有利。这也可以提高评分的可靠性。由于工作表的运行成本比观察方法更便宜，而且一名教师可以监控一个班级的学生，因此工作表，尤其是结构化工作表，在国际上得到了大量使用。尽管与观察相比，工作表减少了人力和时间，但所需的研究设备并没有减少。解决这个问题的一种方法是“计算机模拟”。让学生在计算机模拟的情况下操作鼠标，计算机会自动对学生的操作进行评分。计算机模拟的开发成本很高，但运行成本却很低。随时随地都可以进行评估和打分。它还保存了学生探索的所有记录，这对于形成性评价更有用。与以前的评估方法相比，开发和运行纸笔测试的总体成本非常低。它可以开发大量问题并测试大样本，其评分可靠性非常高。因此，许多研究人员乐于开发纸笔测试工具。最初的纸笔测试工具主要针对特定课程，但由于这些测量工具无法迁移到其他课程，后来一些研究人员开发了一些通用测量工具。例如，Dillashaw等人开发的著名的TIPS。可以测试学生形成假设、定义变量、控制变量、操作变量、制定探究计划、解释数据等多种综合过程技能。这是一个相当成熟且广泛使用的测试工具。大量研究表明，通过精心设计的实地观察，教师可以可靠有效地评估学生的探究技能。然而，由于探究任务的抽样差异很大，学生可能在某些探究任务上得分较高，而在其他探究任务上得分较低。因此，仅通过一两个探究任务来评价学生的一般探究能力既不可靠也不可靠。不公平。然而，多任务探索对于大规模评估来说更具成本效益。

通过对低成本工作表、计算机模拟、纸笔测试等替代方法的互换性和现场观察的进一步研究，发现工作表、计算机模拟、纸笔测试等替代方法与观察的可互换性最低。

2.探究式教学下考试命题研究的启示

目前，我国科学教育各学科都出台了相应的课程标准，将科学探究作为科学教育的核心内容，提出了科学探究的要素和程序。但总体来说，课程标准的描述比较模糊，教材中涉及的相关练习几乎是空白。我国新一轮基础教育课程改革以来，探究式教学的提出仅有七年多的时间。大多数探究式教学的研究都是从当前学生探究能力的缺失出发，研究如何通过探究式教学提高学生的探究能力。探究式教学下的考试命题研究多集中于个案的反思与分析以及试题的分析与分类，缺乏操作性和理论性。关于探究性教学与考试命题的关联性，尤其是在我国特殊国情下，如何利用考试命题推动探究性教学目标的实现，几乎没有相关、系统的研究。对于如何评价探究式教学、探究式试题的编写现状以及如何针对不同探究环节设计不同层次的相应试题等方面的研究还很少。迄今为止，我国大部分地区和学校仍将标准化考试作为评价大规模考试的唯一方式。

因此，促进科研教学，需要采用与其相一致的考核方法。上述对探究式教学评价的广泛而深入的研究，无疑为正在进行的科学教育课程改革以及评价方法和试题的选择或设计提供了非常有价值的启发和参考。面对现实，对探究式教学下的标准化考试命题进行深入、系统的实践研究，不仅对科学教育工作者来说是一项非常具有挑战性和紧迫性的任务，而且具有很强的现实意义和理论意义。意义。我们要在前人研究的基础上，努力寻找测试中学生科学探究能力和探究理解能力的方法，在探索性试题设计的操作水平上寻求新的突破。通过研究，探索性试题的设计思路更加清晰，准备方法更加科学，为进一步推动科学探究课程目标的实现，更好地培养学生的科学探究能力提供必要的指导。在研究过程中，应从以下几个方面进行进一步的探索。

1.调查分析物理学科科学探究课程目标的实施情况。物理课程标准将科学探究既作为课程目标之一，又作为学习内容的重要组成部分。这也是教师教授物理和学生学习物理的重要方法[6]。然而探究式教学在我国尚处于试行阶段。了解教师对探究式教学的认知，调查各级学校探究式教学目标和教学任务的落实程度，找出探究式教学实施中的困惑或问题。非常有必要。

2.调查了解探索性试题的编制现状及存在的问题。标准化试题是推进探究式教学的目标

实现这一目标的重要途径是维持不可避免的现状。全国中考题均设有“探究”题。通过调查分析探究性试题编写的现状和存在的问题，寻找在考试命题中落实探究性教学目标的途径和方法，探索如何将教学体现在具体问题上。制定目标的原则和方法，以及制定与科学探究能力七要素相对应的试题策略，明确成功与不足，可以为进一步研究奠定重要基础。

3.调查分析探索性考试的考试目标、设计意图、题型特征等。作为考试，首先要考虑的是考试目标，这是试题设计的关键。有必要研究如何测试学生的科学探究水平和对探究的理解。它不仅关系到探究的内容，还关系到评价的方式以及评价的效度和信度。因此，我们应该对标准化考试探究题的考试目标和试题进行讨论和论证。考试方法和题型特点应是研究的重点。

4、探索不同探究角度、不同探究层次的试题设计策略。这是研究中难以突破的难点。像之前一样

如上所述，物理课程中的科学探究分为七个不同的角度。不同的内容任务有不同的探究重点。学生在参与过程中自主探究的程度、探究的水平都是需要考虑的因素。在设计大型考试时，如何把握试题、采取什么备考策略，都需要艰苦的探索。

5、开展探究式教学下的考试命题研究，还必须解决评价量表的问题。目前，我国研究者编制的适合我国国情的原创评价量表相对较少。因此，开展这项工作，丰富和完善探究性教学评价理论是十分必要的。