陳 浩

(淮安市教學(xué)研究室 江蘇 淮安 223001)

如何評(píng)價(jià)學(xué)生的科學(xué)探究能力始終是廣大教師關(guān)注的問題.我國(guó)的義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)中，把科學(xué)探究定為重要的課程內(nèi)容和教學(xué)方式.因此，科學(xué)探究在中學(xué)物理教學(xué)中日益得到重視，科學(xué)探究的評(píng)價(jià)所存在的問題也日益突出，如紙筆測(cè)試是否能夠準(zhǔn)確地反映學(xué)生真實(shí)的科學(xué)探究能力.本文以基于課程標(biāo)準(zhǔn)的物理科學(xué)探究能力的評(píng)價(jià)，談?wù)劰P者對(duì)這一問題的思考.

1 《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)科學(xué)探究能力目標(biāo)的要求

《課程標(biāo)準(zhǔn)》在“過程與方法”維度中制訂了5條具體的目標(biāo).其中涵蓋了觀察能力、提出問題能力、科學(xué)探究能力、運(yùn)用知識(shí)分析解決物理問題的能力、自主學(xué)習(xí)能力等各個(gè)方面，并且強(qiáng)調(diào)這些能力的培養(yǎng)與形成，必須是在學(xué)生經(jīng)歷與探究的過程中、在方法的獲得過程中加以落實(shí).特別是對(duì)于科學(xué)探究能力的要求，提出了要通過參與科學(xué)探究過程，使學(xué)生經(jīng)歷擬定計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案、通過實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)、分析概括以及信息交流等重點(diǎn)探究要素，落實(shí)科學(xué)探究能力.

需要說明的是，在這個(gè)維度中所涉及的各種能力與“知識(shí)與技能”維度中的能力是有區(qū)別的，“知識(shí)與技能”中的能力更側(cè)重于具體的操作，而“過程與方法”中所提到的能力則側(cè)重于心智技能或心智思維.

科學(xué)探究比簡(jiǎn)單的觀察事物、總結(jié)規(guī)律及解釋現(xiàn)象要復(fù)雜得多，也比通常認(rèn)為的按照固定的邏輯順序開展科學(xué)研究要靈活得多.真正的科學(xué)探究應(yīng)像科學(xué)家一樣觀察自然、理解自然并做出科學(xué)探究，對(duì)建立的模型做出解釋說明和進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)同一觀察結(jié)果提出不止一個(gè)解釋.也就是說科學(xué)探究遠(yuǎn)不是“程序化的科學(xué)”，更多的是建立在“心智思維”層面.

2 當(dāng)前科學(xué)探究能力評(píng)價(jià)中主要存在的問題

2.1 科學(xué)探究試題編制模式化 標(biāo)簽化

【例1】在綜合實(shí)踐活動(dòng)中，某興趣小組的同學(xué)利用紙錐和小金屬球來研究“空氣阻力和速度的關(guān)系”.取三個(gè)相同的紙錐，每個(gè)紙錐的質(zhì)量為m，并編號(hào)為甲、乙、丙，其中在乙紙錐內(nèi)固定質(zhì)量為3m的小金屬球，在丙紙錐內(nèi)固定質(zhì)量為8m的小金屬球.然后讓它們從不同高度分別自由落下，并以豎直磚墻為背景，當(dāng)進(jìn)入豎直磚墻的區(qū)域時(shí)，用照相機(jī)通過每隔相等的時(shí)間曝光一次的方法記錄紙錐的運(yùn)動(dòng)過程，如圖1是其中一段的示意圖.請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問題：

(1)對(duì)于圖中的這段運(yùn)動(dòng)過程，下列說法正確的是

A.只有甲做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.只有乙做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C.只有丙做勻速直線運(yùn)動(dòng)

D.甲、乙、丙都做勻速直線運(yùn)動(dòng)

圖1

(2)對(duì)于圖1中的這段運(yùn)動(dòng)過程，甲、乙、丙三個(gè)紙錐的速度之比是______；它們所受的空氣阻力之比是______；由此可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______.

這類試題的主要特點(diǎn)是給定了實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方案或步驟.除此之處，還有的科學(xué)探究題是要求學(xué)生敘述經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方案和步驟，或是設(shè)計(jì)好方案和步驟后讓學(xué)生選擇，這失去了科學(xué)探究應(yīng)具有的發(fā)散性思維的精髓，顯然，這類探究題考查的仍然是學(xué)生對(duì)前人經(jīng)驗(yàn)的積累程度，而非對(duì)于科學(xué)研究方法的體驗(yàn)水平.科學(xué)探究應(yīng)重點(diǎn)考查學(xué)生理解科學(xué)方法與過程，而非讓學(xué)生照固定模式化步驟重復(fù)前人的“科學(xué)方法”.

另外，該題的背景盡管較新，用閃頻研究物體的運(yùn)動(dòng)，但由于考查的問題通過程序性知識(shí)即可解答，答題的方式又是選擇題或填空題，缺少心智技能(或心智思維)，沒有體現(xiàn)探究性，是一道典型“科學(xué)探究”的標(biāo)簽題.

2.2 科學(xué)探究試題背景陳舊化 問題知識(shí)化

【例2】小華在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)”中發(fā)現(xiàn)像高與像距、物距之間有一定的關(guān)系，為了進(jìn)一步探究，他將5 cm長(zhǎng)的發(fā)光體放在一個(gè)豎直支架上作為光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

(1)實(shí)驗(yàn)開始前，首先在光具座上依次安裝發(fā)光體、凸透鏡和光屏并進(jìn)行調(diào)節(jié)，使它們的中心在________.

(2)表1是小華同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的幾組數(shù)據(jù).

表1

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列問題：

(1)該凸透鏡的焦距為______cm.

(2)從表中的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)像距小于物距時(shí)，像高與物高的比值______1(選填“大于”或“小于”)；當(dāng)像距大于物距時(shí)，像高與物高的比值______1(選填“大于”或“小于”).

(3)小華通過進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)又得出了像高與物高的比值和像距與物距之間的具體關(guān)系.他的結(jié)論是____________________.

這類試題的特點(diǎn)是問題背景通常是學(xué)生所研究過的、或熟悉的，物理原理非常清楚，研究的方法也很熟悉，所以，完全失去探究的價(jià)值.問題的設(shè)置基本上是知識(shí)性的，只要物理基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，即可解決，根本達(dá)不到考查學(xué)生科學(xué)探究能力的目標(biāo).

3 基于課程目標(biāo)的科學(xué)探究試題的特征

課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)科學(xué)能力的培養(yǎng)與形成，必須是在學(xué)生經(jīng)歷與探究的過程中，同樣，學(xué)生的科學(xué)探究能力的考查也必須是在真實(shí)的問題背景實(shí)例中進(jìn)行.下面以淮安市2013年一道中考物理科學(xué)探究試題為例，分析說明科學(xué)探究試題的設(shè)置應(yīng)具有的特點(diǎn)：

【例3】某興趣小組在研究冰熔化實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)冰熔化時(shí)有快有慢.他們想知道影響冰熔化速度的因素，于是提出了以下兩種猜想.

猜想1：環(huán)境溫度可能會(huì)影響冰熔化速度.

猜想2：冰的形狀可能會(huì)影響其熔化速度.

(1)請(qǐng)你列舉生活中一個(gè)實(shí)例說明“猜想1” 的合理性：__________.

(2)小麗同學(xué)對(duì)“猜想2”有自己的想法，為了驗(yàn)證“猜想2”，小麗設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

(a)量出50 mL蒸餾水3份，分別倒入容積都為50 mL的長(zhǎng)方體、正方體和球體塑料模型盒中.

(b)倒入模型盒中時(shí)確保沒有水濺出.

(c)把模型盒放到冰箱冷凍室里，冷凍足夠長(zhǎng)時(shí)間.

(d)用字母A，B，C分別給3個(gè)燒杯做標(biāo)注.

(e)把模型盒從冰箱里拿出來，迅速將每個(gè)冰塊放入對(duì)應(yīng)的燒杯中.

(f)觀察并記錄3冰塊完全熔化所用的時(shí)間.

請(qǐng)你回答下列問題：

1)該實(shí)驗(yàn)方案中步驟(a)、(b)的設(shè)計(jì)目的是：____________.

2)小麗通過實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證了冰的形狀會(huì)影響冰塊熔化速度.依據(jù)小麗的分析結(jié)果，在這3種形狀的冰塊中，熔化最慢的______，并說出理由：________________.

(1)試題的評(píng)價(jià)目標(biāo)明確，具有一致性，試題的設(shè)置形式以建構(gòu)——反映測(cè)驗(yàn)題(通常稱主觀題)為主.

課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了學(xué)生必須達(dá)到掌握的科學(xué)內(nèi)容(包括“知識(shí)與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度與價(jià)值觀”)，基于課程標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)，是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的基石，試題評(píng)價(jià)目標(biāo)的一致性是評(píng)價(jià)的核心、關(guān)鍵和要求.建構(gòu)——反映測(cè)驗(yàn)題的最大優(yōu)點(diǎn)是它能引出學(xué)生更貼近平時(shí)生活的行為反應(yīng)，而這種反應(yīng)正是學(xué)生必須自己獨(dú)立解決問題的能力.所以，建構(gòu)——反映測(cè)驗(yàn)題能有效評(píng)價(jià)學(xué)生的科學(xué)探究能力.

如該題考查了科學(xué)探究中7個(gè)目標(biāo)中的3個(gè)，測(cè)試目標(biāo)分別是：依據(jù)實(shí)例或經(jīng)驗(yàn)提出假設(shè)的能力目標(biāo)——通過生活實(shí)例說明“猜想1”的合理性；理解有助于選擇適合的研究策略和方法目標(biāo)——說明設(shè)計(jì)方案中設(shè)計(jì)的目的；能基于證據(jù)對(duì)結(jié)論進(jìn)行解釋和應(yīng)用的能力目標(biāo)——解釋冰的形狀影響冰熔化快慢的原因.

(2)試題的情境信息應(yīng)是全新的，具有真實(shí)性、新穎性，貼近學(xué)生生活，適切學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ).

適當(dāng)?shù)那榫承畔⒖蓪⒖茖W(xué)概念置于全面的真實(shí)的環(huán)境中，科學(xué)探究能力的考查，需要學(xué)生在沒有遇到過的全新的物理問題情境下進(jìn)行，這就要求科學(xué)探究試題需要與學(xué)生的生活聯(lián)系緊密，并且問題又要符合學(xué)生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，才能有效發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新才能.

如該試題的情境源于學(xué)生實(shí)驗(yàn)，但探究的內(nèi)容又不是學(xué)生所知的，真實(shí)而新穎，在生活中也是常見的現(xiàn)象，非常親切.并涉及到的知識(shí)基礎(chǔ)與研究水的蒸發(fā)類似，所不同的是由平面蒸發(fā)轉(zhuǎn)向到立體熔化，便于學(xué)生能力遷移，有利創(chuàng)新.

(3)試題通常采用集束型的形式，能較全面考查科學(xué)探究能力的各個(gè)目標(biāo).

科學(xué)探究能力的要素有7個(gè)方面，如何在一道測(cè)驗(yàn)題中盡可能全面考查到，采用集束型的問題形式是最有效的.集束型問題的特點(diǎn)是各個(gè)問題關(guān)聯(lián)度低，不會(huì)因?yàn)榈谝粋€(gè)問題答不出或答錯(cuò)，影響到下一個(gè)問題的解決，同時(shí)考查的面較大，問題設(shè)置也比較靈活.

如本題通過2組3個(gè)問題，集中一個(gè)探究問題，考查了3個(gè)課程目標(biāo)，信度和效度較高.

(4)試題語(yǔ)言簡(jiǎn)單明了，問題指向明確.

科學(xué)探究測(cè)驗(yàn)題的考查目標(biāo)是為了解學(xué)生的科學(xué)探究能力，而不能因閱讀成為考查學(xué)生科學(xué)探究能力的障礙.所以，科學(xué)探究測(cè)驗(yàn)題要求語(yǔ)言結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免用雙重否定詞語(yǔ)，問題直接明了.

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