例说电学探究能力评价＊

罗国忠

（广西教育学院教研部，广西 南宁 530023）

美国部分州于1991年成立了“学生素质培养及其评价协作体”（SCASS），通过资源整合、互补合作，联合制订、实施高质量的教育标准和评价系统，以促进成员州教育的共同发展.成员州可通过网络定制和访问，获得丰富的个性化服务，包括标准、教材、教学和评价等最前沿的信息资源.其引人注目的科学探究能力评价设计颇有特色，学生以先合作后独立的方式完成探究，即首先小组合作探究，探究过程中每人独立记录观测结果，然后根据各自的观测结果独立回答后续问题，过后教师按照详实具体的评分标准进行评分.［1］这种设计具有新颖有趣、操作方便、评分可靠等优点，对我们有积极的参考意义.本文以一个电学探究评价为例，介绍其操作模式，供大家参考.

1 学生探究

1.1 探究背景

当电压作用导线两端时，导线内的电子相互推挤，导致导线发热升温，这就是烤面包机、加热器、吹风机的工作原理.现有一个额定电压为6V的加热器，它的电阻丝烧断了，请选用合适的导线替换烧断的电阻丝，以修复这个加热器.

1.2 实施探究

提供的材料有：开关、鳄鱼夹、导线（32Ga铜线、36Ga铜线、32Ga铁线、32Ga镍铬合金线）、100g砝码、蜡笔、书本、时钟、剪刀、刻度尺、铅笔等，请检查桌面的材料是否齐全.（笔者注：Ga是北美的一种直径计量单位，数字越大直径越小，如36Ga的直径小于32Ga的直径）

1.2.1 以4～6人为小组，进行合作探究

在一根导线下面吊着砝码，并把导线挂在蜡笔下，然后给导线通上电流，使之发热并熔化蜡，这样就可以用导线熔断蜡笔的时间来表示导线的发热能力.注意：每人都要独立记录结果，而不要参考别人的记录结果.具体做法如下.

（1）按照如图1连接电路，把导线挂在蜡笔一端，用绳子（不能用金属线）把砝码吊在鳄鱼夹下，要确保两个夹子不要碰在一起，连接电路时开关要始终打开.

（2）闭合开关，接通电路，开始计时.这时要确保电路不发生短路，另外也不要触碰吊着的砝码.

图1

（3）一旦蜡笔熔断、砝码坠下，就停止计时，同时切断电路.在表格中记下蜡笔熔断所用的时间.待导线温度恢复到室温后，换上其他导线重复实验.

（4）每根蜡笔所用时间控制在5min内.如果还没有熔断，记下被熔割的程度.

（5）除了把测量数据记录在表中，还要用文字记下观察到的现象.

1.2.2 请你根据自己的观测结果，在答卷中回答下列问题（独立完成，不要讨论）

（1）根据观测结果，请你解释导线粗细和材料怎样影响其发热能力？

（2）根据观测结果，请你说明该用哪种导线来修复加热器？

2 教师评分

为了减少评分者主观判断，确保评分客观、公正和可靠，并帮助诊断学生存在的问题，为改善科学探究教学提供科学依据，SCASS制订了详实具体的评分细则如表1.标准A侧重于评价学生怎样理解导线的Ga数；标准B侧重于评价学生怎样理解铜、铁和镍铬合金线有不同的电阻率和发热能力；标准C侧重于评价学生能否发现除了材料粗细和种类，还有其他物理特性显示热量的产生；标准D侧重于评价学生能否选择最适合的导线修复加热器.每条标准又分为若干指标，只要符合一个指标，就符合该标准，可得满分（1分）.

表1

为了便于教师评分，SCASS还提供了各种分值的评分案例，给教师参考.例如，表2是同组2个学生的数据表.学生1对问题1的答案是“这个实验是关于一根导线的Ga怎样能熔断蜡笔，发热量怎样能熔断蜡笔的”，该答案不符合任何指标，不得分；对问题2的答案是“我会选择镍铬合金线”，该答案符合标准D的① 指标，得1分.学生2对问题1的答案是“这个实验是用来证明什么导线发热最快，结果发现发热最快的是镍铬合金线”，该答案符合标准C的② 指标，得1分；对问题2的问题是“假如我要修复加热器，我会选择镍铬合金线，因为它发热最快”，该答案符合标准D的①指标，得1分.

表2

3 思考

SCASS为了有效评价学生的科学探究能力，避免学生凭记忆和熟练即可完成探究，其探究任务取材于学生生活而不是教材.其设计新颖巧妙，用蜡笔的熔断程度表征导线产生的电能大小，不仅效果明显，而且趣味性强，让学生在好奇和兴趣中做探究，有助于学生发挥探究潜能；所采用的材料和设备来源广泛、成本低廉，或者是实验室的常规配备，或者是生活材料，尤其是非实验材料的蜡笔被赋予实验功能，有利于拓展学生的探究视野，把探究触角延伸到广阔的生活和自然世界；采用先合作实验后独立回答问题的组织形式，既降低运行成本又有效地评价了科学探究能力，这有利于大规模组织实施；评分细则设计周全、指标详实具体，便于公正客观地评分，有效提高评分者信度和区分度.当然，该探究设计也有值得商榷之处，即电池在使用过程中电压会降低，造成不同导线的电压不同，这样就会缺乏可比性，如用电压稳定的学生电源会更好.尽管如此，SCASS的探究评价对我们具有很强的参考价值.

在我国，目前也有一些地方尝试以动手操作的方式考查学生的实验或探究能力，但往往采用学生学过的、教材中的实验或探究任务，学生凭记忆和熟练就可以完成，既缺乏趣味性，也难以有效考查实验或探究能力；评分也过于粗糙，只分及格和不及格两个等次，缺乏区分度.

毫无疑问，他山之石可以攻玉，相信在SCASS探究评价颇有裨益的启示下，我们也能构建并实施具有自己特色的、有效和可行的探究评价方式.

1 State Collaboratives on Assessment and Student Standards.Grades 9－12Performance Tasks［EB／OL］.http：／／pals.sri.com／tasks／9－12／Electrical，2012－04－08.