羅國忠

（廣西教育學(xué)院教研部，廣西 南寧 530023）

1 概述

美國康涅狄格州每年都對公立中小學(xué)學(xué)生進行統(tǒng)測，并根據(jù)統(tǒng)測結(jié)果適時調(diào)整教學(xué)，加強教學(xué)針對性和有效性，確保“不讓一個孩子掉隊”.它不僅測評學(xué)生是否“學(xué)會”，還測評學(xué)生是否“會學(xué)”，因此科學(xué)學(xué)科的統(tǒng)測內(nèi)容包括知識和探究，探究測評又包括過程性測評和終結(jié)性測評：首先，由學(xué)校組織學(xué)生小組完成州教育部布置的一個探究任務(wù)，并鼓勵教師對學(xué)生的探究表現(xiàn)進行過程性測評，即這些測評結(jié)果不計入統(tǒng)測分?jǐn)?shù)，但把測評結(jié)果和改進建議反饋給學(xué)生，促使學(xué)生改進后續(xù)學(xué)習(xí)；幾周后，由州教育部組織統(tǒng)一的科學(xué)學(xué)科終結(jié)性筆試，筆試成績計入統(tǒng)測分?jǐn)?shù).試題包括知識題和探究題，探究題是一系列集束型問題，這些問題全都與小組完成的一個探究任務(wù)有關(guān).

2 小組探究

2003年10年級科學(xué)學(xué)科統(tǒng)測的探究任務(wù)“隕石坑”：行星被隕石撞擊時，表面會形成隕石坑，坑口大小受很多因素的影響.請你與伙伴合作，首先探究隕石的下落高度對坑口大小的影響，然后探究另一個因素對坑口大小的影響.

探究材料：1袋沙子、2個碟子、3個不同質(zhì)量的玻璃球、3個不同質(zhì)量的塑料球、3個不同質(zhì)量的木球、2個小塑料杯、2個小舀的橙色粉末、1個小勺、1把米尺（用來測量球的下落高度）、1把刻度尺（用來測量坑口大?。?、安全護目鏡和圍裙等.

探究程序：（1）確定探究問題，明確自變量和因變量.（2）設(shè)計有效實驗，要詳實、具體，確保別人能重復(fù)、驗證實驗；要有控制和重復(fù)，確保實驗有效.注意：要把橙色粉末均勻撒在沙面上，以確保球撞擊沙面時形成的坑口清晰可見.（3）動手操作，要用表格記錄數(shù)據(jù)，用圖描繪數(shù)據(jù).做完實驗后，每人要根據(jù)自己的實驗記錄，獨立撰寫實驗報告.實驗記錄和報告都不用評分，但會影響到你的后續(xù)獨立答題，而這些答題要評分.

3 獨立答題

學(xué)生完成探究幾周后，統(tǒng)一參加州教育部組織的科學(xué)學(xué)科筆試，獨立作答一份試卷.試卷包括知識題和探究題，探究題是8道集束型問題，它們與探究任務(wù)“隕石坑”有關(guān)，分別測評明確問題、設(shè)計實驗、得出結(jié)論、反思評估等探究要素.

3.1 問答題

A組學(xué)生的探究問題是：球下落的高度和撞擊地面的角度對坑口形成有何影響？他們的做法是：（1）在碟子中放沙子，然后讓球下落；（2）輕輕把球拿走，然后測量坑口大小.實驗結(jié)果如表1所示.

表1

問題1：A組的探究問題是否清晰、明確？請詳細說明.

問題2：把A組的實驗結(jié)果描成一個標(biāo)示清楚的線圖.

問題3：根據(jù)A組的做法和結(jié)果，可得出什么結(jié)論？結(jié)論的有效性如何？請詳細說明.

B組學(xué)生的實驗：（1）把沙子平鋪在碟子中，然后再撒上一薄層橙色粉末；（2）測量所有球的質(zhì)量；（3）依次讓不同的球下落，并測出坑口直徑.實驗結(jié)果如表2所示.

表2

問題4：B組實驗存在缺陷，需要怎樣改進？請詳細說明.

評析：問題1主要測評能否識別科學(xué)問題的能力.A組的探究問題不夠清晰、明確，因為A組實驗只研究“球的下落高度”一個自變量，但其問題包含“球的下落高度”和“球的撞擊角度”兩個自變量；A組實驗研究的因變量是“坑口直徑”，很明確，但其問題包含的因變量是“坑口形成”，模糊籠統(tǒng).

問題2主要測評數(shù)據(jù)處理的能力，即把數(shù)據(jù)描成線圖，包括自變量和因變量是否與橫縱坐標(biāo)軸對應(yīng)、坐標(biāo)軸的標(biāo)示和標(biāo)度是否適當(dāng)、描點是否準(zhǔn)確、連線是否順滑等.

問題3主要測評概括結(jié)論、反思評估的能力.從A組的做法和結(jié)果中，可得出“球下落的高度增大，形成的坑口直徑也會增大”的結(jié)論，但其有效性受到諸多不確定因素的影響，如每次下落的球是否相同？撞擊角度是否相同？撞擊位置是否相同？沙面是否平整？是否給沙面撒上橙色粉末，使坑口清晰可見？坑口直徑如何測量？每次測量手段是否一致？實驗有沒有多次重復(fù)等，這些不確定因素都會影響結(jié)論的有效性.

問題4測評實驗設(shè)計、反思評估的能力.根據(jù)B組的做法和結(jié)果，可看出他們研究“球的質(zhì)量對坑口直徑的影響”，有諸多地方需要明確或改進，如應(yīng)給出球的下落高度并保持不變；應(yīng)給出球質(zhì)量的明確數(shù)據(jù)，或說明“大、中、小”的含義（質(zhì)量或直徑）；應(yīng)改變球的質(zhì)量，并保持球的直徑不變；應(yīng)說明球的撞擊位置（理想位置是沙面中心）；應(yīng)說明球的撞擊角度；每次實驗前應(yīng)平整沙面；應(yīng)說明怎樣測量、什么時候測量坑口大小（如拿走球之前還是之后）；應(yīng)在沙面撒上橙色粉末，使坑口清晰可見；實驗應(yīng)重復(fù)多次，取平均值等.

如果學(xué)生確實做過探究，小組成員之間必然會有思維碰撞，會不斷地討論、嘗試和調(diào)整，給自己留下深刻的體驗，這些體驗無疑有助于答題；然而，球撞擊沙面現(xiàn)象不復(fù)雜、也不陌生，學(xué)生即使未做過該探究，也可在生活經(jīng)驗基礎(chǔ)上運用空間想象和推理，在思維空間構(gòu)想球撞擊沙面的過程模型，推想出影響坑口大小的諸多因素，然后再運用控制變量法進行分析，需要控制哪些無關(guān)變量，需要怎樣可靠測量因變量等.應(yīng)該說，這些問題測評到的更多是學(xué)生平時探究形成的一般性探究能力，較少是與具體任務(wù)“隕石坑”相關(guān)的情境性探究能力.

3.2 選擇題

C組學(xué)生的實驗：（1）把沙子平鋪在碟子中；（2）在沙面上撒一層橙色粉末；（3）測出每個玻璃球的質(zhì)量；（4）讓大玻璃球從30cm處落下；（5）用其他玻璃球重復(fù)以上步驟；（6）從60cm高處重復(fù)實驗.實驗結(jié)果如表3所示.

表3

問題5：根據(jù)C組的實驗和結(jié)果，可知哪些因素會影響坑口深度

（A）球的質(zhì)量.

（B）球的下落高度.

（C）球的質(zhì)量和下落高度.

（D）球的質(zhì)量或下落高度都不影響.

問題6：在C組實驗中，哪個變量保持不變

（A）球的直徑. （B）球的下落高度.

（C）球的材料. （D）球的質(zhì)量.

D組學(xué)生的實驗：（1）在碟子中平鋪沙子，然后撒上一層橙色粉末；（2）測出每個球的質(zhì)量；（3）讓球下落到沙中，測量坑口直徑；（4）重新平整沙面，換其他球進行實驗.實驗結(jié)果如表4、表5、表6所示.

表4

表5

表6

問題7：D組在實驗報告中有一句陳述：球的質(zhì)量越大，坑口直徑就越大.這個陳述是

（A）被D組數(shù)據(jù)支持的結(jié)論.

（B）不被D組數(shù)據(jù)支持的結(jié)論.

（C）D組實驗中所作的觀察.

（D）D組實驗中被控制的一個變量.

問題8：在實驗中，計量沙子質(zhì)量最精確的單位應(yīng)是

（A）茶匙. （B）勺. （C）毫升. （D）克.

評析：問題5測評識別自變量的能力，要求學(xué)生從實驗設(shè)計中找出自變量，答案是（C）.問題6測評識別無關(guān)變量的能力，要求學(xué)生從實驗設(shè)計中找出無關(guān)變量，答案是（C）.問題7測評概括結(jié)論的能力以及區(qū)分結(jié)論和結(jié)果的能力，答案是（A）.問題8測評識別單位精確度的能力，答案是（D）.

與問答題類似，這些題目都與所做探究有關(guān)，如果學(xué)生做過該探究，有一定體驗，思維得到“預(yù)熱”，就會有助于作答.即使學(xué)生未做過該探究，只要具備一定的控制變量法知識、數(shù)據(jù)分析能力，亦可順利答題.

4 思考

筆試是目前測評科學(xué)探究能力的主要方式之一，其優(yōu)點是擅長測評心智性的探究思維，缺點是較難測評實踐性的動手操作、交流合作，以及體驗性的情感反應(yīng)等.從試題評析中看到，如果學(xué)生做過探究，會有助于答題，但如果未做過探究，似乎也不太影響答題.究其原因，是因為這些試題其實是測評探究思維，學(xué)生平時探究形成較強的探究思維，就能有效應(yīng)對.因此，美國康涅狄格州統(tǒng)一要求用低成本的筆試作為探究思維的終結(jié)性測評手段，鼓勵但不統(tǒng)一要求教師用高成本的觀察作為過程性測評手段.

這種做法與我國的探究測評大體類似，但兩者仍有一些不同：（1）康涅狄格州采用集束型問題，所有問題都聚焦一個探究任務(wù)，而我們國內(nèi)較少有一套試卷的所有探究題聚焦一個探究任務(wù)，多數(shù)是分散于不同探究任務(wù).那么，集束型問題和分散型問題的測評效度究竟有何差異？（2）康涅狄格州的有些探究題更細致而深入.例如，問題4要求改進實驗、問題3要求分析結(jié)論有效性，表面上似乎是測評實驗設(shè)計、概括結(jié)論的能力，其實也測評反思、評估等深層的綜合性能力，需要學(xué)生具有更全面、細致而深入地探究思維，要知其然也要知其所以然，而我們國內(nèi)測評主要是要求設(shè)計實驗、概括結(jié)論，較少進一步要求反思、評估實驗設(shè)計或結(jié)論的有效性，停留于知其然這一層次.那么，兩種做法的測評效度又有何差異？盡管這兩個問題暗含著筆者的一些看法，但筆者還是不敢肯定，還是留給感興趣的研究者用實踐和證據(jù)去探索回答吧，相信進一步的研究能拓展我們的視野和思路.

1 Connecticut Department of Education.The Connecticut Academic Performance Test［EB／OL］.http：／／www.csde.state.ct.us／public／cedar／assessment／capt／capt.htm，2012－12－28.