国际数学与科学教育评价新动向-例析TIMSS 2023的主要特点

国际数学与科学教育评价新动向例析TIMSS2023的主要特点摘要：国际数学与科学教育趋势研究(TIMSS)顺应时代发展，借助信息技术等多种评测工具，开展中小学数学与科学教育评价研究。TIMSS2023创新了评价形式与内涵，具有积极互动、任务集成、群体适应、形式多样等特点，对我国进行基础教育学业质量评价有一定的借鉴意义。国际数学与科学教育趋势研究TIMSS(TheTrendsinInternationalMathematicsandScienceStudy)，是大型国际中小学教育评价研究项目。自1995年以来，TIMSS针对四年级和八年级的评价每四年进行一次，已帮助全世界的很多国家和地区做出基于证据的决策，以改善中小学数学和科学教育。TIMSS顺应信息技术在学校和日常生活中的应用日益广泛的时代背景，利用信息技术来评估新一代学生的数学与科学的学习状况。2019年底，国际教育评价协会的官网上介绍了TIMSS2023的主要特点，本文结合小学数学与科学评价的具体案例进行分析，希望对我国小学数学与科学教学评价有所启发。

一、创新试题类型，让学生参与互动二、融合问题解决和任务探究于评估之中TIMSS2023采用各种各样互动类型的问题，增强利用数字环境吸引学生的功能，让学生积极参与互动。例如，学生将创建一系列数据并进行展示，通过在屏幕上移动和旋转对象来解决问题，还可以使用键入文本、算式和手绘图等方式作答。除彩色图形外，问题呈现方式还包括视频或动画，以显示数学与科学的研究或现象。一、创新试题类型，让学生参与互动二、融合问题解决和任务探究于评估之中示例1测量图形的面积A拖动右侧面积为2cm2的长方形或者4cm2的正方形，不重复但要完全覆盖左侧图形。B左侧图形的面积是多少？答案:22cm2。在小学数学中，面积被定义为图形所占平面的大小，表现为图形中包含单位面积的数量。此问题让学生拖动面积为2cm2的长方形和面积为4cm2的正方形，无重叠地完全覆盖需要测量的图形，来测量图形的面积，从而评价学生对面积概念的理解程度。其特点为借助信息技术的优势实现人机互动，将静态的面积定义转化为动态的图形操作，生动有趣，能吸引学生全身心投入评测活动之中，达到以评促学的效果。TIMSS2023重视问题解决与科学探究的过程，关注观察、归纳、探索、发现、猜想、论证等探究性活动，因此TIMSS2023积极开发新的问题和探究任务，并整合到评价设计中。TIMSS2023模拟现实世界和实验室情况，呼吁学生整合并应用过程技能和内容知识来解决问题，并进行科学实验和调查。示例2圆柱的体积变化圆柱的体积圆柱的体积V与底面半径r和高h之间的关系为V=nr2h如果高保持不变，半径乘1.5，你觉得这个圆柱的体积会发生什么变化？口变成1.5倍□变成2倍□变成超过2倍请你说明理由。户二切色匹三W二二-五=nr2h,so=3.14x(i.srx1.5r)*h=3.14x2.25r2«h体积会变成原来的2.25倍。此问题借助圆柱的体积公式，让学生研究底面半径变化对圆柱体积的影响，重在让学生经历研究过程。首先，让学生对圆柱体积的变化做出猜想、判断等，这可以依据直觉和经验，也可以依据计算和推理。然后，利用体积公式解释、说明、论证等，这要依靠严谨的运算和论证。本问题根据文本和互动界面解释推理过程，评估学生对代数表达式中变量之间的关系的掌握程度，同时让学生在问题解决的过程中经历数学探究的基本过程。示例3植物的养料通过按键▲和▼控制水量，观察植物的生长情况。水量控制器（每天，毫升）通过水量控水量控制器（每天，毫升）通过水量控制器的箭头,选择每天需要的水量。每天需要的养料（毫升）1020□□这个问题让学生通过设计并进行虚拟实验来研究植物生长和发育的过程。首先，让学生对影响植物生长的环境因素做出猜想、判断，如本实验中的水分、养料等。然后，让学生利用虚拟实验探明这些因素对植物生长发育的实际影响。同时，让学生通过虚拟实验中对这些因素的定量对比，评估环境因素对生命生长作用及影响，让学生在问题解决的过程中经历探究生命科学的基本过程。三、设计小组适应性评估，确保与学生群体匹配TIMSS2023关注评价难度与学生成绩的适应性，通过群体适应性设计，使评估内容与学生群体的匹配更科学合规。所有参与国家和地区都将管理相同的TIMSS项目，拥有两套数字化评估题本。其中一套难度较大，包含中等和较难题目；另一套难度较小，包含中等和较易题目。TIMSS2023提供了两套题本的难度转化参数，为参与国家和地区根据以往整体成绩选择相应题本。这使评估难度与学生以往成绩能更好地匹配，便于更好地评价所有学生的学习成绩。示例4最喜欢的季节小明调查了他的朋友们最喜欢的季节，得到了如下的统计结果。季节朋友人数秋9冬4春10夏13小明根据这些数据绘制了一个条形统计图，请你把这个统计图补充完整。此问题要求学生将统计表转换为统计图，即在统计图上补充图名（朋友们最喜欢的季节统计图），在季节中补充“秋”，补充完成春季的条形即可。这是一个中等难度的问题，可以作为两套试题的共同题，进行两套试题之间的难度转化。同时，此问题还有较强的适应性，既可以进行纸质测试，也可以进行在线测试，便于各国和地区根据自身情况选择性使用。四、形成增强版的国际评价报告为了更好地评价学生解决数学问题和进行科学探究的能力，TIMSS2023将要获取学生参与测试的策略和方法。这样TIMSS所要研究的内容就更加全面，主要包括数学与科学内容与认知、策略与方法，以及与学习能力相关的背景因素（如家庭、学校、教学、态度等）。这些信息将包含在TIMSS2023的国际报告中，以增进对学生数学和科学成就的理解，便于更深刻地了解学生的学习状况，制定更科学的教育决策。示例5画等腰三角形拖动三角形的三个顶点，画出一个等腰三角形，使它的底为4高为3。学生可以在信息设备（平板、电脑等）上通过拖动图形的顶点来创建指定规格的几何图形。学生的解决策略和方法是多样的，有的学生可能先确定高，有的学生可能先确定底，有的学生可能先进行图形转换。信息技术的运用可以记录学生作图的过程，由此分析学生的思考过程，研究学生解决问题的策略和方法。五、收集有关课程学习背景的政策信息TIMSS2023通过学生及其父母、老师和校长填写学生在学校和家庭中学习数学和科学的经历经验问卷，收集与政策相关的重要信息，研究它们对学生成绩的影响。参与国家和地区将要编写《TIMSS2023百科全书》，提供数学与科学教育的全面信息，包括教育系统结构、课程和教学内容，以及最近计划进行的改革。研究这些背景数据与学业成就的关联，可以揭示学习环境和经历中的不平等现象。参与国家和地区可以查看与政策相关的变量，包括教育体系结构、课程、教学实践和学习态度等。示例6糖的溶解两块蓝色糖果放在相同的杯中，A两块蓝色糖果放在相同的杯中，A杯加入75毫升10t的水，B杯加入75毫升90t的水。下A(10°C)B(90°C)面的视频记录了加入水后，30秒内水发生的变化。30秒后，哪杯水的浓度更大？□A杯OB杯请你说明原因，写在下面。此问题采用嵌入式视频，允许学生通过观看有色染料在不同温度的水中的扩散速度来推测溶解后的溶液浓度。学生可以通过视觉观察获得直觉和经验，也可以通过推理进行理性思考。物质在水中的溶解速度受到多个因素的影响：在相同条件下，水的温度越高溶解越快；有色染料在水中颜色越深，扩展面积也越大。可见，本问题根据视频和互动界面演示科学概念，让学生在问题解决的过程中经历探究物质相互作用的过程。六、采用多种评价方式TIMSS2023的评估方式具有很大的灵活性，便于参与国家和地区根据自身情况选择性使用。首先，传送形式多样，如采用USB记忆棒、本地服务器和互联网等。其次，载体多样，可以使用学校的设备，也可以使用学生自带的设备。此外，数字化评估还可以简化翻译和验证活动，改善数据收集方式，进行自动评分，减少纸质交付的相关打印和运输成本，从而提高运营效率。对于无法进行数字化评估的国家和地区，TIMSS2023仍然可以提供基于纸质的评价。示例7植物的结构下面这棵植物的哪些结构能产生花粉，请点击