基于课程标准的科学探究能力的评价*

陈 浩

(淮安市教学研究室 江苏 淮安 223001)

如何评价学生的科学探究能力始终是广大教师关注的问题.我国的义务教育物理课程标准中，把科学探究定为重要的课程内容和教学方式.因此，科学探究在中学物理教学中日益得到重视，科学探究的评价所存在的问题也日益突出，如纸笔测试是否能够准确地反映学生真实的科学探究能力.本文以基于课程标准的物理科学探究能力的评价，谈谈笔者对这一问题的思考.

1 《课程标准》对科学探究能力目标的要求

《课程标准》在“过程与方法”维度中制订了5条具体的目标.其中涵盖了观察能力、提出问题能力、科学探究能力、运用知识分析解决物理问题的能力、自主学习能力等各个方面，并且强调这些能力的培养与形成，必须是在学生经历与探究的过程中、在方法的获得过程中加以落实.特别是对于科学探究能力的要求，提出了要通过参与科学探究过程，使学生经历拟定计划和实验方案、通过实验收集数据、分析概括以及信息交流等重点探究要素，落实科学探究能力.

需要说明的是，在这个维度中所涉及的各种能力与“知识与技能”维度中的能力是有区别的，“知识与技能”中的能力更侧重于具体的操作，而“过程与方法”中所提到的能力则侧重于心智技能或心智思维.

科学探究比简单的观察事物、总结规律及解释现象要复杂得多，也比通常认为的按照固定的逻辑顺序开展科学研究要灵活得多.真正的科学探究应像科学家一样观察自然、理解自然并做出科学探究，对建立的模型做出解释说明和进行评价，对同一观察结果提出不止一个解释.也就是说科学探究远不是“程序化的科学”，更多的是建立在“心智思维”层面.

2 当前科学探究能力评价中主要存在的问题

2.1 科学探究试题编制模式化 标签化

【例1】在综合实践活动中，某兴趣小组的同学利用纸锥和小金属球来研究“空气阻力和速度的关系”.取三个相同的纸锥，每个纸锥的质量为m，并编号为甲、乙、丙，其中在乙纸锥内固定质量为3m的小金属球，在丙纸锥内固定质量为8m的小金属球.然后让它们从不同高度分别自由落下，并以竖直砖墙为背景，当进入竖直砖墙的区域时，用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录纸锥的运动过程，如图1是其中一段的示意图.请根据图示回答下列问题：

(1)对于图中的这段运动过程，下列说法正确的是

A.只有甲做匀速直线运动

B.只有乙做匀速直线运动

C.只有丙做匀速直线运动

D.甲、乙、丙都做匀速直线运动

图1

(2)对于图1中的这段运动过程，甲、乙、丙三个纸锥的速度之比是______；它们所受的空气阻力之比是______；由此可以得出的实验结论是______.

这类试题的主要特点是给定了实验器材和实验方案或步骤.除此之处，还有的科学探究题是要求学生叙述经典实验方案和步骤，或是设计好方案和步骤后让学生选择，这失去了科学探究应具有的发散性思维的精髓，显然，这类探究题考查的仍然是学生对前人经验的积累程度，而非对于科学研究方法的体验水平.科学探究应重点考查学生理解科学方法与过程，而非让学生照固定模式化步骤重复前人的“科学方法”.

另外，该题的背景尽管较新，用闪频研究物体的运动，但由于考查的问题通过程序性知识即可解答，答题的方式又是选择题或填空题，缺少心智技能(或心智思维)，没有体现探究性，是一道典型“科学探究”的标签题.

2.2 科学探究试题背景陈旧化 问题知识化

【例2】小华在“探究凸透镜成像规律的实验”中发现像高与像距、物距之间有一定的关系，为了进一步探究，他将5 cm长的发光体放在一个竖直支架上作为光源进行实验.

(1)实验开始前，首先在光具座上依次安装发光体、凸透镜和光屏并进行调节，使它们的中心在________.

(2)表1是小华同学实验时记录的几组数据.

表1

根据表中数据，完成下列问题：

(1)该凸透镜的焦距为______cm.

(2)从表中的数据可以看出，当像距小于物距时，像高与物高的比值______1(选填“大于”或“小于”)；当像距大于物距时，像高与物高的比值______1(选填“大于”或“小于”).

(3)小华通过进一步分析实验数据又得出了像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系.他的结论是____________________.

这类试题的特点是问题背景通常是学生所研究过的、或熟悉的，物理原理非常清楚，研究的方法也很熟悉，所以，完全失去探究的价值.问题的设置基本上是知识性的，只要物理基础知识扎实，即可解决，根本达不到考查学生科学探究能力的目标.

3 基于课程目标的科学探究试题的特征

课程标准强调科学能力的培养与形成，必须是在学生经历与探究的过程中，同样，学生的科学探究能力的考查也必须是在真实的问题背景实例中进行.下面以淮安市2013年一道中考物理科学探究试题为例，分析说明科学探究试题的设置应具有的特点：

【例3】某兴趣小组在研究冰熔化实验时，发现冰熔化时有快有慢.他们想知道影响冰熔化速度的因素，于是提出了以下两种猜想.

猜想1：环境温度可能会影响冰熔化速度.

猜想2：冰的形状可能会影响其熔化速度.

(1)请你列举生活中一个实例说明“猜想1” 的合理性：__________.

(2)小丽同学对“猜想2”有自己的想法，为了验证“猜想2”，小丽设计了如下实验方案：

(a)量出50 mL蒸馏水3份，分别倒入容积都为50 mL的长方体、正方体和球体塑料模型盒中.

(b)倒入模型盒中时确保没有水溅出.

(c)把模型盒放到冰箱冷冻室里，冷冻足够长时间.

(d)用字母A，B，C分别给3个烧杯做标注.

(e)把模型盒从冰箱里拿出来，迅速将每个冰块放入对应的烧杯中.

(f)观察并记录3冰块完全熔化所用的时间.

请你回答下列问题：

1)该实验方案中步骤(a)、(b)的设计目的是：____________.

2)小丽通过实验分析，验证了冰的形状会影响冰块熔化速度.依据小丽的分析结果，在这3种形状的冰块中，熔化最慢的______，并说出理由：________________.

(1)试题的评价目标明确，具有一致性，试题的设置形式以建构——反映测验题(通常称主观题)为主.

课程标准规定了学生必须达到掌握的科学内容(包括“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”)，基于课程标准的评价，是实现课程目标的基石，试题评价目标的一致性是评价的核心、关键和要求.建构——反映测验题的最大优点是它能引出学生更贴近平时生活的行为反应，而这种反应正是学生必须自己独立解决问题的能力.所以，建构——反映测验题能有效评价学生的科学探究能力.

如该题考查了科学探究中7个目标中的3个，测试目标分别是：依据实例或经验提出假设的能力目标——通过生活实例说明“猜想1”的合理性；理解有助于选择适合的研究策略和方法目标——说明设计方案中设计的目的；能基于证据对结论进行解释和应用的能力目标——解释冰的形状影响冰熔化快慢的原因.

(2)试题的情境信息应是全新的，具有真实性、新颖性，贴近学生生活，适切学生的经验基础.

适当的情境信息可将科学概念置于全面的真实的环境中，科学探究能力的考查，需要学生在没有遇到过的全新的物理问题情境下进行，这就要求科学探究试题需要与学生的生活联系紧密，并且问题又要符合学生的认知经验基础，才能有效发挥学生的创新才能.

如该试题的情境源于学生实验，但探究的内容又不是学生所知的，真实而新颖，在生活中也是常见的现象，非常亲切.并涉及到的知识基础与研究水的蒸发类似，所不同的是由平面蒸发转向到立体熔化，便于学生能力迁移，有利创新.

(3)试题通常采用集束型的形式，能较全面考查科学探究能力的各个目标.

科学探究能力的要素有7个方面，如何在一道测验题中尽可能全面考查到，采用集束型的问题形式是最有效的.集束型问题的特点是各个问题关联度低，不会因为第一个问题答不出或答错，影响到下一个问题的解决，同时考查的面较大，问题设置也比较灵活.

如本题通过2组3个问题，集中一个探究问题，考查了3个课程目标，信度和效度较高.

(4)试题语言简单明了，问题指向明确.

科学探究测验题的考查目标是为了解学生的科学探究能力，而不能因阅读成为考查学生科学探究能力的障碍.所以，科学探究测验题要求语言结构简单，避免用双重否定词语，问题直接明了.

参考文献

1 苏明义.新版课程标准解析与教学指导(初中物理).北京：北京师范大学出版社

2 张军朋，许桂清.中学物理科学探究学习评价与案例.北京：北京大学出版社

3 (美)W.James Popham.促进教学的课堂评价.北京：中国轻工业出版社

4 任巧英.物理实验操作能力的多元化评价.物理通报.2013(10)：82～83