中学生科学探究能力的评价

1、中学生科学探究能力的评价第1页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日评价评价是通过评价者根据评价标准对评价对象进行量化和非量化的测量过程，最终得出一个可靠的并且逻辑的结论。 评价程序的步骤是确立评价标准、决定评价情境、设计评价手段、利用评价结果。 评价具有诊断功能、导向功能和激励功能。 第2页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日教育评价常常是定性描述，没有量化指标。有量化指标时，却十分模糊，无法解读。教育“去专业化”的评价现象： 第3页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日医院体检报告与学校成绩报告第4页，共67页，2022年，5月20日

2、，18点45分，星期日 X 线全胸片的报告如下：“两侧胸廓对称，气管居中，两侧肺纹增多，肺野内未见明显异常病变，心影形态及大小正常，双侧横膈光整，两肋膈角锐利。” 第5页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日血液的生化检验报告单有20多项指标：第6页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日如果医生与教师一样，提供的体检报告如同学生成绩报告，上面写着：“心脏75分，肾脏65分，肝脏70分，肺80分，血液50分。”你一定特别生气，因为你不知道问题在哪里。 学生和家长拿到成绩报告单时，面对各门学科冰冷的分数，不知道问题在哪里，甚至老师自己都不知道问题在哪里。 第7页

3、，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日 科学探究是当代理科课程中的核心内容。我国新课程改革已经推进许多年，而与科学探究相适应的评价依然没有跟进，导致教师缺少评价学生科学探究能力的工具，学生的纸笔测验成绩与科学探究能力存在较大差距，过程性评价没有进入学生的学业成绩评价体系，甚至许多学校不开展实验教学，以讲授取代学科的科学探究过程。 第8页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日科学探究能力评价的价值分析 评价是制约着我国课程改革的瓶颈 评价是保证和提升学业质量的手段 评价是教育研究和行政决策的需求第9页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日一、

4、科学探究能力的解读二、科学探究能力的结构三、科学探究能力的评价第10页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日一、科学探究能力的解读第11页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日科学探究能力的界定： 科学探究原是指科学家研究自然界的科学规律时所进行的科学研究活动。在新一轮的教育改革中，把科学探究引入学生的学习过程，因而，在这里科学探究是指学生在学习中的自主学习方式和学习过程，即能从日常生活、自然现象或实验现象的观察中发现与课程有关的问题，并且能通过提出问题、调查研究、动手实验、表达与交流等探究性活动，获取知识、技能和方法。科学探究能力是保证学生顺利完成探究性活

5、动的心理特征 。第12页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日科学探究能力的特征科学探究能力具有内隐性 能力总是与具体的活动相联系的，能力只有通过活动才能表现出来，并在活动中得到发展。科学探究活动具有外显性，可以进行观察和测量，内隐的科学探究能力在科学探究活动中得到表现和发展。第13页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日科学探究能力的特征科学探究能力具有发展性 科学探究能力以科学知识和科学方法为基础，能力的形成与发展依赖于科学知识和科学方法的积累，能力的高低又影响到掌握科学知识和科学方法的速度和质量。第14页，共67页，2022年，5月20日，18点45分

6、，星期日科学探究能力的特征科学探究能力具有综合性 科学探究能力体现在探究活动的各个环节中，每个环节所需要的心理特征具有差异性，是观察能力、操作能力、思维能力、创造能力、表达能力等多种能力的综合。 第15页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日二、科学探究能力的结构第16页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日如何分析科学探究能力结构？把一件事物、一种现象、一个概念分成较简单的组成部分，找出这些部分的本质属性和彼此之间的关系。第17页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日 国外相关研究领域现状 美国国家科学教育标准中对有科学素养的定义是“对日

7、常所见所历的各种事物能够提出、能够发现、能够回答因好奇心而引发出来的一些问题。”、“已有能力描述、解释，甚至预言一些自然现象。”、“能读懂通俗报刊刊载的科学文章，能参与就有关结论是否有充分根据的问题所作的社交谈话。”、“能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题，并且能提出有科学技术根据的见解来。”、“有能力提出和评价有论据的论点，并且能恰如其分地运用从这些论点得出的结论”等。 第18页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日 国外相关研究领域现状 英国国家科学课程标准中科学探究能力的组成要素是对科学探究过程的理解和掌握、基本技能、科学知识、 情景四个方面。 美国俄勒冈州科学内

8、容标准对科学探究能力评价内容涉及四个维度：提出问题或假说、设计调查研究、收集和展示数据、分析和解释结果，每个维度又由科学知识的应用、科学探究的本质、交流三个指标组成，这些指标构成了科学探究能力的重要成分。 第19页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日 国外相关研究领域现状 国际学生评价项目（PISA）是全球范围进行的大型学生学习质量比较项目。PISA的科学测评框架也包括3个方面：科学概念、科学过程技能和科学情景。第20页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日国内相关研究领域现状 北京师范大学物理系李春密、梁洁、蔡美洁对中学生科学探究能力结构模型进行了探究，

9、为了更好地了解学生的科学探究能力的发展水平和规律，以便测量和评价学生的科学探究能力，探讨了科学探究能力的定义及其特点，构建了科学探究能力的结构模型，并分析了模型的特征即其整体性、静态性、动态性和自调性，提出了科学探究能力的主要指标。 第21页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第22页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日 心理学上对能力或智力的结构表述有许多流派，国际上对科学探究能力的结构更没有统一的表述。科学探究能力的结构应该反映科学探究的全过程，同时也应该具有可观测性，可以用来指导科学探究能力测量和培养。结合我国现阶段基础教育的特点，需要建立一套科学

10、可行的、细化的科学探究能力评价体系。第23页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日探究影响黄粉虫分布的非生物因素第24页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第25页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第26页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第27页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第28页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第29页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第30页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第31页，共67页，2

11、022年，5月20日，18点45分，星期日第32页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第33页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第34页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第35页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第36页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第37页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日第38页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日科学探究能力的结构科学知识的掌握科学方法的应用表达和交流第39页，共67页，2022年，5月20日，18点45

12、分，星期日科学知识的掌握 科学是人类认识自然过程中形成的知识体系，科学知识指的是科学事实、科学概念、科学原理、科学定律、科学理论和科学模型等。科学知识是科学探究能力和科学素养的基础。科学探究的过程要素必须同科学知识相联系，才有可能变成真正的、有意义的科学探究活动。 第40页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日科学方法的应用 科学方法是人们在认识世界的实践活动中总结出来的正确的思维方式和操作方式。科学研究的方法包括三个层次：哲学方法、科学研究的一般方法和学科内的特殊方法。科学研究的一般方法又可以分为获取感性材料的方法和理性思维的方法两大类。获取感性材料的方法包括观察法、实验法

13、、调查法、模拟法；理性思维的方法来源于科学实践，又反过来指导科学实践，包括逻辑思维、形象思维、模型方法、系统方法等。 第41页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日表达和交流 科学探究需要清楚地表达问题或者假说，描述已知科学知识与所发现问题的冲突所在；需要交流设计的探究计划和探究过程；需要收集数据并对数据进行处理；需要描述现象，并用所得的结果支持结论；需要撰写探究报告，传播有效结论。第42页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日三、科学探究能力的评价第43页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日国内外相关研究领域现状 APU是英国教育部下设

14、的成就评估机构，专门为监测学生科学成就而设立。科学探究评价采用纸笔测验、工作单和现场观察三种方式，评价中学生的科学探究能力。 PADI是美国探究的原则性评价设计方案，从叙述性和技术性两个角度进行评价，PADI形成评价标准离不开被评价的科学探究任务。第44页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日 美国俄勒冈州教育部于2001年开发了科学探究评价框架，包括科学知识的应用、科学探究的本质、交流三个指标。每年对全州5、8和10年级学生进行统一的科学探究终结性评价，州教育部鼓励教师利用这种方法对所有学生进行形成性评价，指导学生改进科学探究。 国际学生评价项目（PISA）是全球范围进行的

15、大型学生学习质量比较项目。PISA在2003年的科学测评框架包括3个方面：科学概念、科学过程技能和科学情景。第45页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日 西南大学物理学院罗国忠对科学探究能力的评价方式进行比较研究，现场观察被公认为最有效的评价方式，但其高成本限制了大规模使用；较低成本的工作单也被当成有效的评价方式，并被大规模使用，但对工作单有效性的研究却显得不够；更低成本的纸笔测验被一些研究者认为或证明缺乏有效性，但仍然在大量使用。第46页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日 贵州凯里学院董秀红调查研究了中学生科学探究能力评价的现状，通过对贵州省中学理科

16、教师的问卷调查和访谈，发现中学理科教师对评价科学探究能力的重要性认识统一，但评价意识不强，对如何评价学生探究能力把握不准，对用纸笔考试作为评价科学探究能力的唯一方式的现状不满意。认为课程标准对评价学生科学探究能力缺乏指导性，纸笔考试与实施的探究教学有差距，教师对考查或评价学生科学探究能力缺乏准备,课堂评价结果没有进入学生的评价体系。第47页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日 2003年，在教育部基础教育课程教材发展中心的组织下，成立了“建立中小学生学业质量分析、反馈与指导系统”项目组，测试三年级涉及语文、数学两个学科；八年级涉及语文、数学、英语和科学四个学科。其中科学包括

17、“生命科学”、“物质科学”、“地球、宇宙和空间科学”、“科学探究”四个方面。对科学探究能力的评价是通过纸笔测试的方式进行。第48页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日新鲜的柿子放在清水中浸泡一段时间后可以脱涩，有人说食盐水比清水更容易让新鲜的柿子脱涩，为了检验这种说法，下列四种实验设计中，你应该选择的方案是第49页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日取红、蓝、灰、黑四种相同材质的塑料薄膜，在每天的9：00-16：00分别罩在相同数量、长势相同的番茄幼苗上方。一段时间后测量这些番茄幼苗的高度和子叶大小。这项研究活动要探究的问题是 A.番茄幼苗在每天不同时间

18、的生长情况 B.塑料薄膜对番茄幼苗生长的影响 C.塑料薄膜的颜色对番茄幼苗生长的影响 D.番茄的生长速度第50页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日有人在晴朗的夏日做了一个实验，在甲乙两个量筒中各装100ML水，从桂树上剪下一枝带叶的树枝，插入甲中，然后将它们放在操场上，从早晨6点到晚上9点，每一小时记录量筒中的水量，结果如下图所示。根据图 2 中的数据，比较甲乙量筒中水量变化的差异，并解释产生这种差异的原因。第51页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日剪几枝富贵竹，插在有水的玻璃杯中，放在室内通风处。几天后，发现杯中的水分大量减少。甲说，叶子多了水量减

19、少得快；乙说，水量减少的快慢与叶子多少无关。为了弄清楚水量减少的快慢与叶子多少有没有关系，请设计一个实验方案： 第52页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日表一 科学探究能力评价体系第53页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日评价维度评价指标提出问题或假说设计探究方案收集和展示数据分析和解释结果科学知识的掌握科学方法的应用表达和交流表一 科学探究能力评价体系第54页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日评价维度评价指标提出问题或假说设计探究方案收集和展示数据分析和解释结果科学知识的掌握背景信息和观察结果与科学研究相关能设计符合逻辑、安全

20、和伦理要求的探究方案收集的数据是合理和精确的，与研究计划的目标一致使用科学术语正确地报告结果第55页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日评价维度评价指标提出问题或假说设计探究方案收集和展示数据分析和解释结果科学方法的应用形成的问题或假说是可以得到回答或检验设计的探究方案为回答问题或检验假说提供充分的数据数据的转换是有效的、完全的，对解释问题有价值对过程和结果进行批判性评估第56页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日评价维度评价指标提出问题或假说设计探究方案收集和展示数据分析和解释结果表达和交流清楚地表达问题或假说以及背景信息能够交流探究方案设计和实施过程

21、为交流观察和测量结果，有组织地展示数据所得的结果支持结论，结论能表明提出的问题或假说第57页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日表二 科学探究能力评价指南第58页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日 评价维度评价指标提出问题或假说设计探究方案科学知识的掌握5提供与探究直接相关的背景知识或初步观察设计符合科学逻辑、伦理和安全要求的程序，程序是精确的3提供与探究比较相关的背景知识或初步观察设计符合科学逻辑、伦理和安全要求的程序，有很少的错误1提供背景知识或初步观察不适当或有明显错误设计的程序不符合科学逻辑、伦理和安全的要求第59页，共67页，2022年，5月

22、20日，18点45分，星期日科学方法的应用5提出一个明确的、有价值的、能通过探究回答或验证的问题或假说呈现一个可行设计，能提供可信、有效、充足的数据或观察来回答问题或检验假说3提出一个能通过探究回答或验证的问题或假说呈现一个可行设计，能提供数据或观察来回答问题或检验假说1提出一个难以通过探究回答或验证的问题或假说呈现的设计对回答问题或检验假说的作用不大第60页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日表达和交流 5清楚表述了问题、假说及背景信息，能够使人联想到具体的探究过程 详细、有条理的表述探究方案，流程能够完全被他人重复 3清楚表述问题、假说及背景信息，能暗示大概的探究方向 有条理的表述探究方案，流程修订后可以被他人重复 1问题、假说或背景信息表述不清楚 探究方案表述不完整，流程无法重复 第61页，共67页，2022年，5月20日，18点45分，星期日收集和展示数据 分析和解释结果 科学知识的掌握5记录的数据与预设的内容一致，需要时对异常数据进行处理 正确地应用科学术语或符号对调查研究的结果进行分析和解释 3记录的数据与预设的内容一致 使用科学术语报告调查研究的结果和做出解释，很少有错误 1记录的数据与预设的内容不一致，或有一些明显错误 不能正确使用科学术语报告调查研究的结果或做出解释 第62页，共67页，2022年，5月20日