為中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)畫像

方丹+王思錦+李從容

摘要北京市海淀區(qū)在中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)體系建立和實(shí)施方面進(jìn)行系統(tǒng)探索，確立了包括科學(xué)知識(shí)與觀念、科學(xué)過程與能力、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任3個(gè)一級(jí)維度，以及13個(gè)二級(jí)維度、34個(gè)三級(jí)維度的《學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》；并且據(jù)此開發(fā)分級(jí)分類評(píng)價(jià)工具，為學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展提供“體檢報(bào)告”，充分發(fā)揮評(píng)價(jià)對(duì)教學(xué)改進(jìn)的引領(lǐng)作用。

關(guān)鍵詞科學(xué)教育；科學(xué)素養(yǎng)；教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)；思維參與度；中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)體系

中圖分類號(hào)G63

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B

文章編號(hào)1002-2384（2017）12-0049-03

2016年國(guó)務(wù)院頒布《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要實(shí)施方案（2016-2020年）》，其中實(shí)施青少年科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)是重要內(nèi)容。北京市海淀區(qū)作為國(guó)家科技創(chuàng)新區(qū)的核心區(qū)，尤其注重學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。2016年4月，海淀區(qū)教育科學(xué)研究院?jiǎn)?dòng)“中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升”項(xiàng)目，精選了一批中小學(xué)校，也引進(jìn)第三方科學(xué)教育專業(yè)機(jī)構(gòu)，組成研究團(tuán)隊(duì)，集中研究中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)和培養(yǎng)策略，在中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)體系建立和實(shí)施方面進(jìn)行了系統(tǒng)探索。

一、中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)體系開發(fā)的理念與過程

就中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試而言，國(guó)際上有PISA（國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目）、TIMSS（國(guó)際數(shù)學(xué)與科學(xué)趨勢(shì)研究）、NAEP（國(guó)家教育進(jìn)展評(píng)估項(xiàng)目）三個(gè)著名的評(píng)測(cè)項(xiàng)目可以參照。PISA、TIMSS和NAEP的科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)框架在測(cè)評(píng)內(nèi)容、測(cè)試對(duì)象等方面有所不同，但是在評(píng)估的核心內(nèi)容“科學(xué)知識(shí)和科學(xué)能力”上是基本一致的，而且近年都有將科學(xué)興趣、科學(xué)態(tài)度等非認(rèn)知因素納入未來科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)體系的趨勢(shì)。在國(guó)內(nèi)，胡衛(wèi)平教授提出的科學(xué)觀念與應(yīng)用、科學(xué)思維與創(chuàng)新、科學(xué)探究與交流、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等四個(gè)方面構(gòu)成的測(cè)評(píng)框架，成為2017年國(guó)家基礎(chǔ)教育教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)小學(xué)科學(xué)學(xué)科的命題依據(jù)。

國(guó)際和國(guó)內(nèi)研究表明，對(duì)中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)的維度、內(nèi)容已基本達(dá)成共識(shí)，需要探討的主要是對(duì)測(cè)評(píng)框架的細(xì)化，即對(duì)不同學(xué)段學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)表現(xiàn)的刻畫，以及如何命制測(cè)試題才能測(cè)查出學(xué)生的科學(xué)能力水平，而不僅僅是考查學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的記憶。海淀區(qū)“中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升”項(xiàng)目面向中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)現(xiàn)狀與問題，結(jié)合科學(xué)實(shí)踐及國(guó)家相關(guān)文件要求，提煉科學(xué)素養(yǎng)的核心內(nèi)容，形成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)框架，構(gòu)建了分級(jí)分類的學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)表現(xiàn)具象化。

我們依托《科學(xué)（3～6年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要實(shí)施方案（2010-2020年）》《21世紀(jì)學(xué)習(xí)框架》和科學(xué)素養(yǎng)三維度的理論，確立了科學(xué)知識(shí)與觀念、科學(xué)過程與能力、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任3個(gè)一級(jí)維度，以及13個(gè)二級(jí)維度、34個(gè)三級(jí)維度，開發(fā)了中小學(xué)統(tǒng)一的《學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》。2016年10月，課題研究進(jìn)入依據(jù)測(cè)評(píng)框架開發(fā)測(cè)試工具的階段。針對(duì)不同年段學(xué)生的具體要求和水平差異，我們對(duì)測(cè)評(píng)框架的表達(dá)方式作出了大幅度調(diào)整，對(duì)每一個(gè)三級(jí)指標(biāo)按照小學(xué)低年級(jí)、中年級(jí)、高年級(jí)及初中四個(gè)學(xué)段給出具體描述，指向?qū)Σ煌甓螌W(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)預(yù)期，增強(qiáng)了測(cè)評(píng)框架的科學(xué)性和可操作性，形成了《小學(xué)低年級(jí)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》《小學(xué)中年級(jí)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》《小學(xué)高年級(jí)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》《初中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》。2017年2月，教育部印發(fā)新的《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》后，我們重新審視和修改了科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)框架，在個(gè)別地方做了微調(diào)，形成了上述指標(biāo)體系的測(cè)評(píng)實(shí)施版。

二、中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)體系的內(nèi)容與測(cè)評(píng)

1. 中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)的三級(jí)指標(biāo)體系

中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)體系有3個(gè)一級(jí)維度、13個(gè)二級(jí)維度、34個(gè)三級(jí)維度（見表1）。

一是科學(xué)知識(shí)與觀念。掌握科學(xué)知識(shí)是科學(xué)學(xué)習(xí)最基本的目的，也是對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的最基本要求。理解與應(yīng)用科學(xué)知識(shí)是進(jìn)一步開展科學(xué)學(xué)習(xí)以及參與科學(xué)探究和實(shí)踐活動(dòng)的基礎(chǔ)。與已往對(duì)知識(shí)的界定有所不同，這里的科學(xué)知識(shí)與觀念包含三個(gè)層次的含義，一是指從科學(xué)視角形成的對(duì)自然現(xiàn)象的基本認(rèn)識(shí)，二是科學(xué)概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華，三是運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和方法解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題的能力。

二是科學(xué)過程與能力。小學(xué)科學(xué)課程是一門實(shí)踐性課程，探究活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式。我們希望學(xué)生在科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中了解科學(xué)研究的一般過程與方法，發(fā)展科學(xué)思維能力、科學(xué)探究能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力和表達(dá)交流能力。

三是科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。小學(xué)生對(duì)周圍世界具有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，這是推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的內(nèi)在動(dòng)力?？茖W(xué)教育首先要保護(hù)好學(xué)生的好奇心和求知欲，不斷發(fā)展學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣，同時(shí)，在實(shí)踐活動(dòng)中逐步形成實(shí)證精神、批判質(zhì)疑、合作分享、責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)瓤茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任。

2. 中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分級(jí)示例

為了更加準(zhǔn)確地反映不同年段學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展水平存在的客觀差異，我們將測(cè)評(píng)體系中每一個(gè)三級(jí)指標(biāo)按照四個(gè)學(xué)段進(jìn)行詳細(xì)描述。

以“1.3.1太陽系及宇宙”為例，小學(xué)低年級(jí)學(xué)生只要知道與太陽、月球相關(guān)的一些自然現(xiàn)象即可。小學(xué)中年級(jí)學(xué)生就要知道太陽、地球、月球的運(yùn)動(dòng)特征，初步了解與它們有關(guān)的一些自然規(guī)律。小學(xué)高年級(jí)學(xué)生要從系統(tǒng)的角度知道太陽系及宇宙中一些星座的基本概況，知道晝夜交替、四季變化分別與地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)有關(guān)。即將對(duì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)推向去探尋原理，建立現(xiàn)象與規(guī)律、規(guī)律與原理的初步聯(lián)結(jié)。初中階段則希望學(xué)生能夠形成初步的宇宙觀。

3. 指向?qū)W生科學(xué)能力水平的測(cè)評(píng)工具

我們努力改變命題方式，摒棄單純對(duì)記憶性、事實(shí)性知識(shí)的考查，提高學(xué)生在測(cè)試過程中的思維參與度，從而考查他們的科學(xué)思維、科學(xué)探究、實(shí)踐創(chuàng)新、表達(dá)交流等科學(xué)過程與能力。下面以一道小學(xué)中年級(jí)測(cè)試樣題為例作說明。endprint

果果使用這個(gè)流程圖來給動(dòng)物分類。下圖中哪個(gè)動(dòng)物屬于丙組？（ ）

從知識(shí)層面，這道題目考查的是生命科學(xué)中生命的基本特征之“初步了解生物體的主要組成部分，能根據(jù)有關(guān)特征對(duì)動(dòng)植物進(jìn)行分類”。傳統(tǒng)考試一般會(huì)設(shè)置選擇題，直接看分類的結(jié)果是否正確，不能考查學(xué)生的思維過程和推理能力。改進(jìn)后的命題用流程圖引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷比較與分類、分析與綜合等思維過程，從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行科學(xué)推理，最后才能確定丙組動(dòng)物是誰。這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生“科學(xué)過程與能力”的考查。

三、中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的實(shí)踐應(yīng)用

圍繞科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)體系，我們對(duì)項(xiàng)目學(xué)校的科學(xué)教師進(jìn)行了系統(tǒng)培訓(xùn)，幫助教師明晰學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的具體目標(biāo)。我們還配合主題式實(shí)踐活動(dòng)方案，幫助教師掌握培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的具體方法，實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生在實(shí)踐中的有效學(xué)習(xí)。根據(jù)目前已經(jīng)取得的經(jīng)驗(yàn)，我們?cè)诤罄m(xù)研究中還將完善評(píng)價(jià)工具，推行更簡(jiǎn)便易行的評(píng)價(jià)，建立一套科學(xué)素養(yǎng)提升解決方案，真正實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)對(duì)教學(xué)改進(jìn)的引領(lǐng)作用。

目前，我們依據(jù)本套評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，已經(jīng)開發(fā)出了適合學(xué)校統(tǒng)一測(cè)評(píng)使用的分級(jí)分類評(píng)價(jià)工具。這套指標(biāo)體系具有普適性的特點(diǎn)，能夠適用于小學(xué)和初中階段所有教師對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)判斷，不依賴于課程和教材內(nèi)容。通過測(cè)評(píng)，我們能夠?yàn)槊克?xiàng)目學(xué)校提供一份整體的學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展“體檢報(bào)告”。學(xué)?？蓳?jù)此較為客觀地判斷自己的教育優(yōu)勢(shì)與不足，進(jìn)而改進(jìn)教學(xué)。

例如：表2和圖1給出的某學(xué)校測(cè)評(píng)結(jié)果顯示，該校學(xué)生在實(shí)踐創(chuàng)新方面的發(fā)展高于大多數(shù)學(xué)校，是學(xué)校的優(yōu)勢(shì)；而在科學(xué)思維、科學(xué)探究和批判質(zhì)疑方面的發(fā)展還需要加強(qiáng)。這說明該校平時(shí)注重給學(xué)生安排問題解決類活動(dòng)，但是學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、獨(dú)立進(jìn)行研究判斷的機(jī)會(huì)較少。另一方面，學(xué)生的批判質(zhì)疑能力不足，也提示學(xué)校是否過于強(qiáng)調(diào)教師權(quán)威，在師生對(duì)話和課堂氛圍方面做相應(yīng)改進(jìn)。

通過一年的實(shí)踐，教師對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵有了更全面的理解，對(duì)活動(dòng)式課程實(shí)施產(chǎn)生了豐富的感性認(rèn)知，已經(jīng)開始對(duì)課堂組織形式、資源形式、師生互動(dòng)形式、評(píng)價(jià)形式等進(jìn)行理性思考，并且開始在課堂中自覺應(yīng)用習(xí)得的教學(xué)方法。不斷完善的學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)體系，為切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、建構(gòu)科學(xué)素養(yǎng)教育的有效體系提供了解決方案。我們相信，在學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)的指導(dǎo)下，學(xué)校的課程實(shí)施、區(qū)域的教師培訓(xùn)都將更加科學(xué)高效，從而更好地促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展和健康成長(zhǎng)。

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