小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展性評價的實踐研究

肖玲 葛萱

教學(xué)和評價是課程實施的兩個重要環(huán)節(jié)，蕪湖市小學(xué)科學(xué)應(yīng)用統(tǒng)計分析方法，跟蹤評價小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，通過對比三、六年級學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，探查小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展整體態(tài)勢，通過分析三至六年級連續(xù)四年的科學(xué)學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)，說明科學(xué)學(xué)習(xí)時間與小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的關(guān)系，在發(fā)展性評價方面具體探查小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展內(nèi)涵和小學(xué)生思維能力的發(fā)展情況。根據(jù)評價的結(jié)果及時調(diào)整教學(xué)策略，取得了豐碩的成果。

教學(xué)和評價是課程實施的兩個重要環(huán)節(jié)。2017年新版小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)特別提出了通過學(xué)習(xí)評價來確保課程實施的質(zhì)量，評價對教學(xué)來說主要具有診斷、激勵、調(diào)控等諸多功能。蕪湖市小學(xué)科學(xué)學(xué)科針對科學(xué)知識、科學(xué)的學(xué)習(xí)能力和探究能力，對科學(xué)和科學(xué)學(xué)習(xí)的態(tài)度以及科學(xué)環(huán)境技術(shù)、社會關(guān)系等評價的內(nèi)容，通過抽樣問卷調(diào)查，應(yīng)用統(tǒng)計分析方法，跟蹤評價了小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，反饋教學(xué)并及時調(diào)整教學(xué)策略，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展，取得了豐碩的成果。

一、評價的方法

（一）調(diào)查問卷的編制

我們首先研究了小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查問卷的相關(guān)文獻(xiàn)，如施連震《小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度的調(diào)查研究》、李曉麗《小學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的調(diào)查》等，再結(jié)合科學(xué)素養(yǎng)的構(gòu)成要素，制作了《蕪湖市小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查問卷》和《科學(xué)思維能力調(diào)查問卷》兩份調(diào)查問卷，問卷的部分內(nèi)容見附錄。

（二）問卷的信度分析

信度檢驗可以測試問卷設(shè)計的合理性、內(nèi)在一致性。為了保證我們問卷數(shù)據(jù)的真實可靠，我們對兩份問卷進(jìn)行了檢測。目前最常用的是Alpha信度系數(shù)[4]，一般情況下，我們主要考慮量表的內(nèi)在信度——項目之間是否具有較高的內(nèi)在一致性。通常認(rèn)為，信度系數(shù)應(yīng)該在0～1之間，如果量表的信度系數(shù)在0.9以上，表示量表的信度很好；如果量表的信度系數(shù)在0.8～0.9之間，表示量表的信度可以接受；如果量表的信度系數(shù)在0.7～0.8之間，表示量表有些項目需要修訂；如果量表的信度系數(shù)在 0.7以下，表示量表有些項目需要拋棄。

對《小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查問卷》的信度檢驗結(jié)果如下表1，本問卷的Cronbach's Alpha系數(shù)結(jié)果為0.889，表明量表的信度可以接受。

（三）采用SPSS 20.0對問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析

SPSS全稱Statistical Package for Social Science，即社會科學(xué)統(tǒng)計軟件。將SPSS應(yīng)用于教育調(diào)查統(tǒng)計分析的全過程，能使我們以客觀的態(tài)度，通過收集并分析有關(guān)研究數(shù)據(jù)，以描述、解釋或預(yù)測，挖掘其中各相關(guān)因素之間的關(guān)系，通過SPSS的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，獲取教學(xué)的真實狀況，為小學(xué)科學(xué)教學(xué)的策略調(diào)整提供第一手資料和數(shù)據(jù)的有力支持。

在統(tǒng)計分析中，我們一般是基于獨立樣本來選擇檢驗統(tǒng)計量。兩個均值的比較一般用t檢驗，卡方檢驗，兩個以上的均值比較，我們采取方差分析的方法。如對性別、是否是獨生子女的因素，我們采取了獨立樣本t檢驗結(jié)果分析，在對比三年級和六年級間的多重比較科學(xué)素養(yǎng)情況，我們采取了單因素方差分析。

二、通過抽樣問卷的數(shù)據(jù)分析，跟蹤評價小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展情況

（一）通過對比跟蹤三、六年級學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，了解小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展整體態(tài)勢

1.數(shù)據(jù)分析三—六年級小學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的基本情況

我們在調(diào)查中平均抽樣了三—六年學(xué)生，參與調(diào)查問卷的學(xué)生平均得分是128.49分，高于我們的預(yù)測值90，且標(biāo)準(zhǔn)差為13.394，詳見下表3。根據(jù)問卷的設(shè)計，得分越高，說明小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和對科學(xué)課程的興趣越高，也就是說3～6年級學(xué)生都具有一定的科學(xué)素養(yǎng)。

2. 對比分析三、四、五、六年級連續(xù)四年的科學(xué)學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)，探察小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展情況

我們通過單因素方差分析得到的年級間的多重比較（下表4），以最后一組顯著性數(shù)據(jù)分析為例，三年級和四年級、五年級、六年級相比，P值分別為0.048、0.019、0.000，均小于顯著水平0.05，因此認(rèn)為三年級和四年級、五年級、六年級相比存在顯著差異，而且差異越來越明顯，說明科學(xué)學(xué)習(xí)時間對小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展有積極的影響，時間越長對小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展越明顯。從下表中我們也可以分析，四、五年級之間P值是0.884，科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展不是很明顯。

（二）通過具體跟蹤3，6年級學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)各項表征，探查小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展具體內(nèi)涵

為了進(jìn)一步探查小學(xué)生通過4年的科學(xué)學(xué)習(xí)，科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的具體表征，我們對三年級和六年級學(xué)生科學(xué)的認(rèn)識和科學(xué)態(tài)度、科學(xué)解決生活實際問題能力、科學(xué)探究實驗的理解和科學(xué)思維方式進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。三年級和六年級科學(xué)的認(rèn)識和科學(xué)態(tài)度得分的獨立樣本t檢驗P值是0.000，小于顯著水平0.05（且小于0.01），三年級的得分均值為40.95，六年級的得分均值為44.11。三年級和六年級科學(xué)解決生活實際問題能力得分的獨立樣本t檢驗得到的P值是0.000，三年級的的得分均值為10.33，六年級的得分均值為13.54。三年級和六年級科學(xué)探究實驗的理解和科學(xué)思維方式得分的獨立樣本t檢驗得到的P值是0.002，三年級的得分均值為40.15，六年級的得分均值為43.68。

綜上數(shù)據(jù)分析，小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展主要體現(xiàn)在科學(xué)的認(rèn)識和科學(xué)態(tài)度、科學(xué)解決生活實際問題的能力、科學(xué)探究實驗的理解和科學(xué)思維方式等方面。

（三） 通過數(shù)據(jù)分析，探查小學(xué)生思維能力的發(fā)展

科學(xué)思維能力是科學(xué)素養(yǎng)重要組成部分，也是我們重要的課程目標(biāo)。小學(xué)生通過四年的科學(xué)學(xué)習(xí)，科學(xué)思維能力發(fā)展情況到底如何，我們特別制作了《科學(xué)思維能力調(diào)查問卷》，針對六年級小學(xué)生的低階思維科學(xué)記憶、理解、應(yīng)用和高階思維分析、綜合與評價進(jìn)行了問卷調(diào)查，數(shù)據(jù)分析其總體特征近似成正態(tài)分布。

通過對均值、單個樣本檢驗及得分頻率的分析，低階思維能力平均得分是20.47分，高于我們的預(yù)測值19.2，且標(biāo)準(zhǔn)差為4.845（表7）。學(xué)生高階思維能力平均得分是24.38分，高于我們的預(yù)測值19.2，且標(biāo)準(zhǔn)差為4.206（表9）。得分越高，說明小學(xué)生的科學(xué)思維能力越強(qiáng)，對比六年級低階思維和高階思維的P值（低階思維P=0.023，見表8；高階思維P=0.000，見表10），說明蕪湖市六年級學(xué)生具有這兩種思維能力，高階思維比低階思維有明顯的發(fā)展。

三、評價結(jié)果對教學(xué)作用

在教學(xué)中我們利用評價的結(jié)果，調(diào)整我們的教學(xué)。

（一）通過點撥幫助學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究

問卷分析結(jié)果顯示，學(xué)生在科學(xué)探究、科學(xué)和生活的聯(lián)系等實踐性方面存在問題，其中38%的學(xué)生表示科學(xué)的學(xué)習(xí)并不容易，如圖。

為此我們提出了利用點撥教學(xué)幫助學(xué)生完成科學(xué)探究，針對學(xué)生在探究過程中的問題，通過實驗感知，適時點撥幫助學(xué)生構(gòu)建核心概念、發(fā)展能力、培養(yǎng)思維方式。如案例三年級《我看到了什么》一課，有五個有結(jié)構(gòu)的小活動 ：

（1）我看到了什么？ （ 圖：一棵大樹）

（2）在一棵真正的大樹前，我看到過什么？

（3）再去看一看，是不是能看到更多的內(nèi)容？

（4）如果現(xiàn)在來到一棵大樹下，我想觀察什么？

（5）我們怎樣才能觀察到更多的內(nèi)容？

教材中提到“我們看，我們聽，我們摸，我們聞……”，但對三年級學(xué)生來說，多感官觀察物體有難度，學(xué)生沒有感性認(rèn)識。我們有一位教師是這樣點撥的：要求學(xué)生用布將眼睛蒙上，進(jìn)入樹林，用除了眼睛以外的其他任何一個器官去認(rèn)識它，和它交朋友。孩子在不能用眼睛的情況下，進(jìn)入到一個從未體驗過的境界，發(fā)現(xiàn)了許多視覺占主導(dǎo)情況下所不能發(fā)現(xiàn)的、更細(xì)微的情況。小樹林變成了一棵棵充滿個性的、與眾不同的樹的集合。這種情境的設(shè)置激發(fā)了學(xué)生的興趣，突破了教學(xué)的難點，幫助學(xué)生多感官觀察物體。

（二）引導(dǎo)學(xué)生積極參加各類科技活動，使得非正式環(huán)境下的小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)成為學(xué)生提升科學(xué)素養(yǎng)的一條重要途徑

通過對三年級和六年級學(xué)生的課外科學(xué)實踐提升方面做獨立樣本t檢驗分析（如表11），t檢驗結(jié)果的P值是0.113，大于顯著水平0.05，顯示說明三年級和六年級在課外的科學(xué)實踐方面沒有顯著差異。因此我們鼓勵學(xué)生從小參加科技創(chuàng)新活動。如引導(dǎo)學(xué)生參加中科協(xié)和教育部基教司舉辦的“走進(jìn)創(chuàng)客，體驗創(chuàng)新”等各級創(chuàng)新大賽，全國“七巧科技”等活動，學(xué)生在活動中不斷成長，這些非正式環(huán)境下的小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)對學(xué)科學(xué)習(xí)形成有益互補(bǔ)。

（三）設(shè)計系列科學(xué)實踐活動，力求活動自身具有的內(nèi)在邏輯內(nèi)化成學(xué)生思維的邏輯

根據(jù)問卷數(shù)據(jù)，36%的學(xué)生對科學(xué)探究的問題并不清楚，20%的學(xué)生不會對探究的問題預(yù)先做出假設(shè)，25%的學(xué)生不會做記錄，7%的學(xué)生不認(rèn)為數(shù)據(jù)結(jié)論的分析是重要的，31%的學(xué)生不會表達(dá)實驗結(jié)果，所以我們在設(shè)計一平方米綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)種植活動時，我們按照科學(xué)探究的過程設(shè)計主題，目前我們已經(jīng)完成了“基于問題的一平方米綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)種植”“基于問題解決的一平方米綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)種植”，今后我們還將開展“基于現(xiàn)象描述的一平方米綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)種植”“基于結(jié)論描述的一平方米綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)種植”，以及“基于方案反思的一平方米綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)種植”等。在利用胡蘿卜和牙簽搭建高塔，完成高塔的物理建模后，輔導(dǎo)學(xué)生通過編程，利用3D技術(shù)將這些高塔打印出來，學(xué)生體驗了新科技思維物化的過程，并且指導(dǎo)學(xué)生實踐過程完整嚴(yán)謹(jǐn)，記錄翔實可靠，具有結(jié)構(gòu)化。如一平方米綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)種植，每次活動我們都需要學(xué)生進(jìn)行兩個月完整觀察并記錄，有過程性資料和照片，有數(shù)據(jù)分析并撰寫科學(xué)小論文。通過這些結(jié)構(gòu)化的活動幫助學(xué)生體驗科學(xué)探究的全過程和樂趣。

四、效果與反思

雖然蕪湖市的小學(xué)科學(xué)教學(xué)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展性評價方面取得了一定的成效，但仍存在一些需要改進(jìn)的地方。

改進(jìn)一：增強(qiáng)問卷內(nèi)容的全面性，形成小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展性評價的問卷體系。我們在目前制作問卷主要針對兩個方面：一個是科學(xué)素養(yǎng)，一個是思維能力。未來我們還要制作更多的問卷，全面綜合發(fā)展地評價6年小學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)狀況。

改進(jìn)二：增強(qiáng)小學(xué)生問卷的個體跟蹤探察。目前我們問卷的對象主要是群體。雖然數(shù)據(jù)分析的結(jié)果可以實現(xiàn)評價的一系列功能，但對具體的學(xué)生個體，我們今后將利用信息技術(shù)手段加強(qiáng)個體問卷的數(shù)據(jù)分析，形成個體學(xué)習(xí)檔案，使得評價更加精細(xì)化、個性化。

改進(jìn)三：加強(qiáng)對核心概念的問卷調(diào)查。我們雖然通過數(shù)據(jù)分析跟蹤小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升，數(shù)據(jù)也涉及了科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)探究、科學(xué)思維能力和方法、科學(xué)解決生活實際問題的能力等，但對具體的科學(xué)核心概念評估不夠，這個也是我們今后需要研究和改進(jìn)的方面。

評價方法的選擇決定了評價結(jié)果的可靠，評價小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展是一個長期系統(tǒng)的工程，任務(wù)艱巨，利用統(tǒng)計分析方法評價小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，我們還需要繼續(xù)探索。

科學(xué)思維能力調(diào)查問卷

3.你如何獲取科學(xué)知識？（ ）

A.自主探索獲得

B.和同學(xué)討論獲得

C.聽老師講授

D.其他

4.下課后會深入思考和探索科學(xué)課上所學(xué)知識嗎？（ ）

A.會深入思考

B.會思考

C.偶爾會

D.沒有過

7.你能利用科學(xué)課上所學(xué)知識去解釋生活中的現(xiàn)象嗎？（ ）

A.能

B.有時能

C.不能

D.沒想過

8.你對生活中碰到的一些不能理解的科學(xué)現(xiàn)象是怎么做的？（ ）

A.選擇一些有興趣的現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、實驗研究

B.主動查閱資料、詢問長輩或同學(xué)

C.把現(xiàn)象記在心里，以后留意

D.我還小，長大了會明白

【作者單位：①蕪湖市教育局教研室；②北京師范大學(xué)蕪湖附屬學(xué)校 安徽】