邢鴻飛/編譯

如何教科學？動手還是不動手？

邢鴻飛/編譯

美國馬薩諸塞州高中生參觀科學展覽

● 在最近的一次全美科學測試中，一些常常在科學課堂上搗鼓巖石或礦物的美國高中生的表現(xiàn)，遠不及那些從未有過動手操作活動的學生。

從未在課堂上混合各種化學試劑或者利用顯微鏡進行科學觀察的學生，在測試中與那些經(jīng)常參與此類科學活動的學生一樣表現(xiàn)出色。

這結果是不是讓人覺得吃驚？根據(jù)日前公開的2015年美國科學類國家教育進展評估（NAEP），這些引人注目的結果似乎與動手實踐學習是科學課程的最好方法這一傳統(tǒng)觀念背道而馳。例如，前不久，奧巴馬政府還在白宮舉行“活躍學習日”，表彰全美最佳科學和數(shù)學老師。

政府官員們將美國國家教育進展評估看成是美國的教育報告卡。科學測試定期對四年級、八年級和十二年級的學生代表進行測試，了解他們在生命、物理、太空、地球科學以及科學過程等方面的掌握情況。該測試是對閱讀、數(shù)學、公民教育和其他學科評估的一部分。對兩個較低年齡組測試的結果按州統(tǒng)計，因此媒體上的報道往往涉及為什么某一個州領先或落后于其他州。

2015年的科學測評中，美國小學生和中學生整體上比2009年接受測試的學生的表現(xiàn)略好，而兩個較低年齡組中的白人和少數(shù)民族學生在得分上的差距有所縮小。相反，十二年級學生的得分情況并未發(fā)生改變，種族差異未見縮小。

然而，NAEP遠非一場競賽。它還包括一項由23個問題組成的關于課堂上實際情況以及學生參與科學狀況的調(diào)查。例如，其中一個問題是讓學生回答他們在包括化學和地球科學在內(nèi)7個領域中參與實踐操作活動的頻率，是“從未”“很少”“有時”還是“經(jīng)?！?。

只有在一種情況下，也就是涉及簡單機器操作的活動，那些有過實踐操作活動的學生獲得較高的NAEP成績。確切地說，從來沒有接觸過機器的學生得分155（十二年級學生的平均得分是150），而那些常常操作機器的學生得分171。

或許，更加讓人深思的是，很少有學生報告他們參與過實踐操作活動。例如：只有29%的學生“有時”或“經(jīng)?！辈僮骱唵蔚臋C器；大約58%的學生“從未”做過；14%的學生“很少”做；那些表示自己從未或很少與“有生命的事物”打交道的學生達到62%；大多數(shù)學生對諸如顯微鏡和化學品非常陌生。只有17%和18%的學生報告稱他們“經(jīng)?！痹诳茖W課上使用兩者。

美國國家教育統(tǒng)計中心的官員表示，解釋NAEP的評價結果，包括像實踐操作活動和測試成績之間的負相關性在內(nèi)的與直覺相反的結果，并非他們的工作職責。然而，一位不愿意透露姓名的專家認為，詢問學生“今年”他們在科學課上做了什么可能會造成測評結果的偏差。

例如，成績優(yōu)秀的學生往往在高中最后一年參加物理或高等生物課程，為進入一流大學做準備，因此他們不可能在十二年級的時候與巖石和礦物打交道。與此同時，需要補課的學生為了達到畢業(yè)所需學分可能會選擇物理科學課程，而巖石是課程的一部分。即便如此，這樣的解釋無法說明為什么報告說使用過顯微鏡的學生那么少，而對于參加高等生物課的學生來說，顯微鏡被認為是必不可少的工具。

結果讓人捉摸不透

NAEP測試者所描述的十二年級學生科學的低迷狀態(tài)如果告知科學教育工作者的話，可能會直接并大范圍地引發(fā)他們對此的氣憤。不過，評估結果幾乎不可能在NAEP的管理方國家教育統(tǒng)計中心（NCES）維護的網(wǎng)站上被搜索到。例如，邀請用戶查閱學生問卷的鏈接只提供了不同年級學生少部分回答的數(shù)據(jù)。真實的數(shù)據(jù)被一個叫作數(shù)據(jù)瀏覽器（Data Explorer）的搜索工具所隱藏，即使是有經(jīng)驗的研究人員想要查詢到數(shù)據(jù)也要費盡周折。

NCES一位幫助處理數(shù)據(jù)并公開發(fā)布評價結果的統(tǒng)計學家格雷迪·威爾伯恩（Grady Wilburn）承認，“一些菜單標簽很不直觀?！彼硎?，目前使用的格式是十年前開始采用的，“在如何設計網(wǎng)絡工具這方面我們現(xiàn)在已經(jīng)獲知很多?！盢CES希望在2018年發(fā)布2017年閱讀和數(shù)學評估報告時能使用更好的版本。

2015年科學評估結果還有另一個變化。在學生問卷篩選結果的下拉菜單中，每一條名目都描述了看起來對NAEP得分起到正面影響的活動。

例如，菜單包括關于學生“在試驗中可以確認哪些問題得到解決”的頻率的回答，但該問題是涉及學生對科學方法熟悉程度的7個問題中的1個。有一半學生表示他們每周可以有1次確認可驗證性假設，這部分學生的得分比其他在這個問題上回答“從不”或“很少”的學生得分要高得多。相反，下拉菜單中顯示的數(shù)據(jù)并未顯示在實踐操作活動和NAEP得分之間存在負相關性。

另一個有關搜索網(wǎng)絡獲得科學內(nèi)容的問題，也出現(xiàn)了同樣的情況。那些從未上網(wǎng)搜索信息的學生獲得的平均分是144，而每周上網(wǎng)2到3次的學生們測試中的平均分達到165。然而，菜單忽略了一項結果，即很少閱讀科學類書籍雜志的學生們比喜歡閱讀的學生在NAEP的評估中得分更高。

NCES的官員表示，他們在選擇問題的時候主要基于他們認為能令公眾感興趣的內(nèi)容，并且在現(xiàn)有的新聞報道中出現(xiàn)的主題，但這些選擇似乎與政客們喜歡傳遞好消息的說法相吻合。

美國教育部長約翰·金（John King）和總統(tǒng)科學顧問約翰·霍爾德倫（John Holdren）很快將最新結果當成證據(jù)，吹捧奧巴馬政府在推動科學教育方面所作出的努力開始取得了成效，包括培訓更多更優(yōu)秀的科學教師以及越來越重視主動學習。NCES代理司長佩吉·凱爾（Peggy Carr）給出了更加樂觀的評價，她告訴記者，該評估結果表明：在科學方面，我們處在領先地位。

有人認為，美國學生在將近80個國家和地區(qū)的15歲學生參加的國際學生評估項目這樣的國際性測試中排名中等，加上參加測試的美國高年級學生中有40%沒有顯示出對科學的“基本”了解，因此他們對上述觀點表示質疑。

全美科學教師協(xié)會會長戴維·埃文斯（David Evans）表示，40%這個數(shù)字實在“讓人覺得可怕”。他說：“今天這個世界人們需要了解的東西遠不止在‘基本’上。我覺得我們應該追求的是‘精通’?！彼赋鲋挥?2%的高中畢業(yè)生目前能夠達到這一水平。

值得注意的是，2015年高年級學生是整個學校生涯均在2002年《不讓一個孩子掉隊》(NCLB)教育法案框架下完成的首批NAEP的科學測試接受者。該教育框架要求每年對三到八年級的學生進行閱讀和數(shù)學測試。但是，很多美國教育者認為NCLB并未將科學及其他課程納入此范圍，因為那些學科并非法案對學校表現(xiàn)進行評估的要求。埃文斯說：“我們在關注長期不注重科學的結果?！比ツ晷骂C布的法案保留了每年的測試，但提高學生表現(xiàn)的監(jiān)管者是州政府而不是聯(lián)邦政府。

霍爾德倫對于十二年級的學生得分不高并未覺得吃驚，但他有自己的見解。他在關于NAEP結果的電話會議上告訴記者，NAEP分數(shù)反映出很多因素，包括教師素質、家庭支持以及學生對科學學科的總體興趣。他說：“我們很早就知道讓孩子們早點接觸科學很重要，要讓孩子們覺得科學很有趣，并將課程置于解決重要社會問題的情境下?！?/p>

[資料來源：Science][責任編輯：彥 隱]