周冬冬 王 磊

（北京師范大學，北京 100875）

隨著新一輪課程標準的頒布，學科核心素養(yǎng)成為基礎教育關注的一大熱點?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版）》提出化學學科核心素養(yǎng)，并且倡導基于化學學科核心素養(yǎng)的評價。化學學科核心素養(yǎng)是學生通過化學學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力[1]。國際上，國際數(shù)學和科學教育趨勢評估（Trends in International Mathematics and Science Study，TIMSS）、國際學生評估項目（Programme for International Student Assessment，PISA）、美國國家教育進展評估（National Assessment of Educational Progress，NAEP）等大型學業(yè)成就測評對數(shù)學、英語、科學等核心學科領域的能力表現(xiàn)也提出了系統(tǒng)標準和要求[2-4]?？梢?，化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力評價研究是化學基礎教育教學研究的重要組成部分；但是，目前相關評價研究多聚焦于化學學業(yè)成就評價，且以終結性評價為主，對化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的發(fā)展及其培養(yǎng)方面缺乏形成性的追蹤評價研究。

進入21世紀以來，信息技術快速融入教育領域，對教育測評產(chǎn)生了革命性影響。計算機測評已經(jīng)成為現(xiàn)代教育測評發(fā)展的重要方向，如NAEP采用計算機交互式任務以更好地測評學生的科學成就[5]。一些“互聯(lián)網(wǎng)+”在線教育平臺已經(jīng)能夠克服傳統(tǒng)教育評價難以收集評價依據(jù)和評價信息單一化、片段化的問題，可以全過程、全方位、更便捷地采集教育數(shù)據(jù)；可以提供精細分類的測評結果，并及時發(fā)送反饋；施測工作受時間和空間的限制較小，可以兼顧大眾化與個性化的測評需求[6-8]?？梢?，隨著互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術的不斷普及和發(fā)展，通過在線教育平臺可實現(xiàn)學生化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力表現(xiàn)的形成性追蹤測評。

“互聯(lián)網(wǎng)+”與化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力測評的深度融合，有助于全面精準評價學生在不同學習階段化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的達成情況，實施“教、學、評”一體化，有效開展化學日常學習評價，實現(xiàn)形成性評價和終結性評價的有機結合，充分發(fā)揮評價促進學生化學學科核心素養(yǎng)全面發(fā)展的功能。本文聚焦初中化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力評價研究，探討如何實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”全學習過程的追蹤評價。

1 理論基礎

北京師范大學王磊教授領銜的化學學科教育團隊關于學科能力、基于學科和特定主題的認識方式的研究成果[9]為化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力測評奠定了理論基礎。本研究從核心知識及活動經(jīng)驗、研究對象及問題情境、學科認識方式、學科能力活動及其表現(xiàn)4個關鍵維度，構建了初中化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的評價模型（見圖1），將初中化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的經(jīng)驗基礎、內涵實質、研究對象及問題情境、外顯的學科能力活動表現(xiàn)進行多維整合揭示。

初中化學學科核心知識及活動經(jīng)驗包括科學探究、身邊的化學物質、物質構成的奧秘、物質的化學變化、化學與社會發(fā)展。研究對象包括物質的組成與結構、分類、性質、轉化與應用；問題情境包括內容屬性（能源與資源、健康、材料、環(huán)境等實際問題情境以及化學實驗情境）、間接度（給定角度、提示角度、自主角度、多角度）及熟悉度（熟悉原型、簡單辨識、復雜陌生）。從化學認識方式來看，物質和反應是初中化學的核心認識角度，其下可再細分為二級或三級具體認識角度；認識角度之間的關系會形成認識思路，產(chǎn)生了宏觀—微觀、靜態(tài)—動態(tài)、孤立—系統(tǒng)、定性—定量的認識方式類型。學科能力活動任務及其表現(xiàn)主要包括：學習理解（辨識記憶、概括關聯(lián)、說明論證）、應用實踐（分析解釋、推論預測、簡單設計）和遷移創(chuàng)新（復雜推理、系統(tǒng)探究、創(chuàng)新思維）3個層次。

2 設計思路

圖1 初中化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的評價模型

從教育測量的視角考量，核心素養(yǎng)是一類高度抽象、結構復雜的高階能力，傳統(tǒng)教育測量范式的應用面臨著極大挑戰(zhàn)[10]。核心素養(yǎng)測量首先要明確被測內容是什么，需深入分析核心素養(yǎng)的內涵、維度、結構，定義每種素養(yǎng)所包含知識、能力、態(tài)度的外在表現(xiàn)[10]，將核心素養(yǎng)轉換為具體的學習結果和可觀察的外顯評價指標[11-12]，從內容標準（課程到底涉及了哪些內容）、表現(xiàn)標準（要求學生應該達到何種能力水平）[13]構建可操作的測評框架。同時需考慮更新測評理論，豐富和拓展測評方式，重視形成性評價，選用真實情景考查學生問題解決能力等[10-14]。因此，為實現(xiàn)對學生核心素養(yǎng)和關鍵能力的評價，必須利用互聯(lián)網(wǎng)技術對學生進行追蹤評價，把形成性評價和終結性評價有機融合。

利用“互聯(lián)網(wǎng)+”對學生的化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力進行追蹤評價設計時，首先需要制定全學習過程的知識圖譜和外顯的可觀察的化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力評價指標，基于此研發(fā)形成性評價和終結性評價的在線測評題庫系統(tǒng)，通過對測試題的多維度編碼，實現(xiàn)學生全學習過程數(shù)據(jù)的采集、集成和分析，見圖2。

2.1 基于學科核心素養(yǎng)和關鍵能力構建初中化學學科知識圖譜

化學知識是培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)的重要載體[1]，因此，在線測評平臺的開發(fā)需要以化學知識為載體。依據(jù)《義務教育化學課程標準（2011年版）》的內容要求，以全面發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力為主旨，明確了初中化學5個一級內容主題，包括組成與構成、分類與性質、變化與反應、轉化與應用、實驗與探究，厘清了10個二級內容主題和21個核心概念。初中化學學科知識圖譜見圖3。

圖2 化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的追蹤評價設計思路

圖3 初中化學學科知識圖譜

2.2 基于學科核心素養(yǎng)和關鍵能力研發(fā)初中化學學習表現(xiàn)指標體系

表現(xiàn)指標也可稱為表現(xiàn)期望（performance expectations），是用可觀察的用語描述學生知道什么和能做什么，可以指導測評試題的開發(fā)[4]。以學生發(fā)展的視角作為基本立場，考量學生在經(jīng)歷化學學習后應當具備哪些核心知識和活動經(jīng)驗，形成什么樣的認識方式，完成哪些能力活動，從而構建初中化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的學習表現(xiàn)指標[9]。為全面評價學生的過程性表現(xiàn)，在線測評平臺的開發(fā)需將化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力具體化到知識圖譜中的各核心概念，構建各核心概念的學習表現(xiàn)指標體系。

以核心概念“分子和原子”為例，基于初中化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的系統(tǒng)構成及評價模型，結合已有研究和《義務教育化學課程標準（2011年版）》的相關內容要求，構建“分子和原子”的學習表現(xiàn)指標體系，具體見表1。

表1 核心概念“分子和原子”的學習表現(xiàn)指標體系

表1中還基于專家多輪論證標記了具體學習表現(xiàn)指標對應的學科核心素養(yǎng)、水平等級以及教學達成時間。教師可利用在線測評平臺，在不同的學習階段選擇相應的單元微測和總測，或根據(jù)不同的學習階段學生應達到的具體學習表現(xiàn)指標，選擇相應的測試題，組成新的測評工具，推送給學生進行形成性或終結性評價，從而記錄和追蹤學生不同學習階段的學科核心素養(yǎng)和關鍵能力表現(xiàn)情況。

基于各核心概念的具體學習表現(xiàn)指標，可開發(fā)相應的測試題，形成在線測評題庫，用于形成性評價和終結性評價。

2.3 基于學科核心素養(yǎng)和關鍵能力測評試題的研發(fā)策略及多維度編碼框架

研發(fā)基于學科核心素養(yǎng)和關鍵能力測評試題時，以初中化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的系統(tǒng)構成及評價模型為基礎，將知識經(jīng)驗、認識方式、學科核心素養(yǎng)和關鍵能力表現(xiàn)密切關聯(lián)，創(chuàng)設豐富的、不同陌生度和間接度的問題情境，使用選擇、判斷、二階診斷、開放題等多樣化的題型，依據(jù)學生是否達到相應的學科核心素養(yǎng)和關鍵能力水平制定評分標準。因此，可從題型、知識、學習表現(xiàn)指標、化學學科核心素養(yǎng)、水平等級、問題情境等多個維度編碼測評試題，見表2。

以上維度亦是測評試題開發(fā)所需考慮的維度。通過多個維度編碼測試題，從而可多個維度分析并深度挖掘學生測試數(shù)據(jù)，為反饋診斷報告提供思路和方向。

2.4 測評試題示例

例1取4朵用石蕊溶液染成紫色的干燥紙花完成如下實驗，該實驗如何證明二氧化碳和水發(fā)生了化學反應？

例1以教材原型實驗為情境，考查說明論證能力。依據(jù)表2的編碼框架將例1編碼，見表3。

例2珊瑚礁是海洋生態(tài)中非常重要的一環(huán)。珊瑚蟲的生長發(fā)育對水溫、水深和光照等條件都有比較嚴格的要求，外界條件的改變都可能造成珊瑚蟲的大量死亡。而已形成的珊瑚礁也受海水環(huán)境的影響，如圖4所示即為珊瑚礁的主要成分CaCO3在水中的溶解度隨pH的變化。

近幾十年來，隨著化石燃料的大規(guī)模利用，海洋中珊瑚數(shù)量銳減，在過去的30年里，最大的珊瑚礁——大堡礁，已經(jīng)失去了近50%的珊瑚，并正以越來越快的速度不斷衰亡。

表2 基于學科核心素養(yǎng)和關鍵能力測評試題的多維度編碼框架

請你根據(jù)所學知識，猜測為什么化石燃料的大規(guī)模利用會影響海洋中珊瑚的數(shù)量。

表3 例1編碼表

圖4 CaCO3水溶液的溶解度與pH關系

例2以“珊瑚消融”這一陌生情境考查學生的創(chuàng)新思維能力，引導學生能夠在面對實際問題時，主動從化學視角提取體系中的物質、分析物質性質，創(chuàng)造性地分析或解決陌生情境中的實際問題。例2編碼見表4。

3 初中生化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的追蹤評價案例

表4 例2編碼表

基于以上理論基礎和設計思路，在智慧教育平臺——智慧學伴[15]上實現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+”初中生化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力的追蹤評價。該平臺已在北京市某區(qū)推廣應用，學生每學年在“智慧學伴”平臺上進行學年前總測、學期總測、學年后總測以及學期內持續(xù)進行各核心概念的測試，全過程記錄學生的化學學科核心素養(yǎng)和關鍵能力表現(xiàn)，教師在線批閱后及時推送給學生單次和歷次測評診斷反饋報告。單次測評診斷反饋報告包括測評整體概況、學科能力表現(xiàn)、主題能力表現(xiàn)、核心素養(yǎng)表現(xiàn)、薄弱的學習表現(xiàn)指標分析等維度；歷次測評診斷反饋報告包括化學學科知識圖譜中各核心概念表現(xiàn)的水平等級、歷次測評水平等級變化情況、歷次測評學科能力表現(xiàn)變化情況等維度。圖5為某初中學生的單次診斷反饋報告和歷次診斷反饋報告。同時，該平臺不僅能夠生成學生個體的追蹤診斷反饋報告，同時會生成面向家長、教師、學校管理者、區(qū)域管理者等不同群體的追蹤診斷反饋報告。

圖5 某初中學生單次和歷次測評診斷反饋報告

4 結束語

本研究實現(xiàn)了對學生學習過程數(shù)據(jù)的采集與匯聚診斷，對學生學科核心素養(yǎng)和關鍵能力表現(xiàn)進行了全面分析。未來需進一步挖掘學生的學習行為數(shù)據(jù)，利用先進的測評理論和方法進一步優(yōu)化不同次測評的等值設計與處理，結合學生實證數(shù)據(jù)進一步修訂和完善水平等級，挖掘不同概念、不同學習表現(xiàn)指標之間的依賴關系、學習順序等，實現(xiàn)自適應測評等。