科學課程學業成就調查的實施

亞太科學教育論壇, 第九期, 第一冊, 前言(二零零八年六月)
楊寶山
科學課程學業成就調查的實施

科學課程學業成就調查的核心內容

在TIMSS科學評估中，包括內容維度和認知維度兩個部分。在內容維度中，TIMSS科學評估框架的每一領域包括幾個主題，每一主題涵蓋了多數參與國家的科學課程標準中一列目標，同時提供了每一主題相應的一組評估目標。在認知維度中，包括三個認知領域：一為領會，包括學生需要知道的事實、過程和概念；二為應用，集中在學生遇到問題時應用知識和概念理解的能力；三為推理，超出常規問題的解決方案以圍繞新情景、複雜關係和多步驟的問題展開。TIMSS科學評估框架中的三個認知領域由不同層次行為區分構成，描述在不同認知領域中學生的技能或能力。領會中包括識記、下定義、描述、舉例說明、使用工具；應用中包括比較/分類、使用模型、關聯、說明資訊、揀出解決辦法、解釋；推理中包括分析/解決問題、整合/綜合、假設/預測、設計/計畫、得出結論、概括、評價、證明。另外，每個領域中列出了與其相對應的具體的行為。

有關學校、教師和學生的問卷調查，主要調查學生科學學習的情況以及對科學學習的信念；教師問卷主要調查教師對科學的信念和關於教學實踐的信念；學校問卷主要調查校長對學校政策和實踐問題的看法。在PISA的科學評估中，重點測評學生所具備的科學基礎性知識、技能、態度、情感等方面在真實情景中的運用能力。有關科學能力的測量，PISA將科學能力定義為運用科學知識的能力、識別問題的能力和在事實基礎上做出決定的能力，幫助人們對自然世界的認識。科學能力被認為是衡量教育產出的一個關鍵部分。該定義並非意味大量知識的貯存，而是強調科學地思考面臨的現實問題。

例如，關於科學的概念。學生需要掌握一定數量的關鍵概念，從而可以理解自然世界中確定的現象和人類活動所導致的變化。關於科學的過程。對科學知識運用和理解能力的評估。亦即獲得、解釋、作用於現象的能力。此外，內容還涉及關於科學的條件和應用的領域等。

在NAEP的科學評估中，包括科學領域與認知要素。其中科學領域涉及地球科學、物質科學和生命科學，其中物質科學包括物理和化學；認知要素則細分為概念理解、科學探究和實用推理三個要素。為獲取更多有用的評估資訊，NAEP設計了學生、教師、學校領導等問卷，用於瞭解學生的種族、家庭狀況、學校類型等相關資訊。

在認知領域中，概念理解要素重點考察學生對科學知識和概念的理解。其中，科學知識包括從學校教育和自然界中學到的各種事實、事件，以及用於解釋、預測自然現象的科學概念、定律和理論。科學探究主要考查學生使用科學工具的能力，包括制定計劃，使用工具獲得資訊，交流探究的結果等。實際推理考查學生在新的、真實世界中運用科學的理解等能力。

在最近十年三次測評中，該項科學評價非常強調對科學概念的理解，它在各個年級所占百分比都幾乎達到50%左右，2005年12年級最高，達到56%；同時還可看出，年級越低，越強調科學探究。隨著年級增加，對學生實際應用能力的要求也在逐步的提高。

在APU的科學評估中，包括主要包括圖表、器材的運用，觀察、設計、分析、探究等幾個主項目。在評估中，為每一個主專案提供了相應的一組評估目標。例如，有關實驗器材的運用，主項包括：量度儀器的運用，物理數量的估算，根據提示進行實際操作等。又如，有關分析與應用的評估，主項包括：分析已經獲取的資料，分辨不同程度的推論，以及評量學生應用科學概念包括物理、化學和生物概念的能力。再如，有關設計探究的評估，主要涉及三種不類型的活動，可以是設計整項探究活動，可以是提出可測試的假設，可以是設計探究活動中的某些步驟。

在中國內地，有關科學素養的測評內容問題也曾進行過諸多的探討。新課程實施後，在科學學科學業成就評價中，更加突出了知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀等方面的綜合考察。在科學知識的考查上，突出了密切聯繫學生的學習和生活實際，考查學生對科學知識的理解以及應用知識解釋現象、分析和解決問題的能力。在科學探究的考查中，注意從實際問題出發，關注學生的探究能力。在情感態度與價值觀的考察中，把情感教育滲透到具體的、生動的科學事例與活動中。

從科學學業成就調查（評價）的試題特點來看，在TIMSS科學評估的各種題型中，在領會方面，分別從識記、下定義、描述、舉例說明、使用工具等幾個方面入手展開問題；在應用方面，先後從比較/分類、使用模型、關聯、說明資訊、揀出解決辦法、解釋等幾個方面入手展開問題；在推理方面，分別從分析/解決問題、整合/綜合、假設/預測、設計/計畫、得出結論、概括、評價、證明等幾個方面入手展開問題。

例如，在領會方面的問題中，如說明期望學生能舉出恰當的例子支持或闡明有關事實或概念的陳述，識別或提供詳細實例來說明對一般概念的認識；在應用方面的問題中，如解釋則期望學生能為觀測或自然現象提供或識別一種解釋，展示對一些基本科學概念、原理、定律或學說的理解等。

在PISA科學評估的各種題型中，重點考察學生所具備的科學知識、技能、態度、情感等方面在真實情景中的運用能力。

在科學的概念方面，要求學生需要掌握一定數量的關鍵概念，從而可以理解自然世界中確定的現象和人類活動所導致的變化。PISA從物理、化學、生物學、地球和空間科學概念中集中提問。更具體一點，即從這些論題中定義概念，包括生物多樣性、強度和運動以及物理變化。

在科學的過程方面，要求學生掌握對科學知識運用和理解能力的評估。也就是獲得、解釋、作用於現象的能力。PISA測量五個過程：科學問題的知識、證據的鑒別、結論的提出、結論的交流和對科學概念理解的演示。

在科學的條件和應用的領域方面，命題時注意到科學能力的應用條件是指日常生活，而不是課堂或者實驗室，這裏包括對整體生活方向的論點，如個人直接關心的事件等。

可以看出，PISA試題的一個顯著特點就是十分強調知識和技能與日常的生活相關。它雖然考核的是學生科學學科的成績，但卻十分注重從日常生活取材，在設計問題時跳出課程具體的知識內容，大量地運用學生生活的真實情景，注重學生在相應學習領域的基礎能力。學生必須理解關鍵的概念、掌握特定的過程，同時也要有在各種不同情景中運用這些知識與技能。此外，PISA還特別注重收集學生態度以及學習方法等資訊。

在NAEP科學評估的各種題型中，在科學知識方面，要求學生從科學教育以及自然界中學習到的各種事實、事件，用於解釋、預測自然現象的科學概念、定律和理論；在科學探究方面，考查學生使用科學工具的能力，包括制定計劃，使用多種科學工具獲得資訊，交流探究的結果等；在實際推理方面，考查學生在新的、真實世界中運用其科學理解能力。

在APU科學評估的各種題型中，有關實驗器材的運用，在量度儀器的運用方面，利用量筒量度液體的體積或細小固體的體積，利用杠桿秤量度物件的品質，利用安培計量度電流等；在物理量的估算方面，估計箱子的體積、葉片的面積、鐵線的長度、包裹的重力、皮球的品質等；在根據提示進行實際操作方面，轉移指定份量的固體化合物和稀酸，將固體化合物和稀酸在試管中混合，然後利用本生燈將試管加熱，最後過濾試管中的液體等。

在中國內地，有關科學素養的測評內容問題直接反映在科學學科的學業成就評價中，更加突出了知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀等方面的綜合考察。例如，在科學概念知識方面的考察上，突出了密切聯繫學生的學習和生活實際，考查學生對科學知識的理解以及應用科學知識解釋現象、分析和解決問題的能力。如將食用油、醬油、食鹽、酒精分別放入水中，請判斷哪一種不能形成溶液。實際上，在考察學生對溶液的概念把握的程度。借助這樣一個聯繫生活實際的情境，讓學生利用所學知識回答現實生活中常見的問題。

　

Copyright (C) 2008 HKIEd APFSLT. Volume 9, Issue 1, Foreword (Jun., 2008). All Rights Reserved.