美国化学课堂多样化学习评价方式带来的新思路

张馥

摘要：基于美国《下一代科学标准》（NGSS）三个维度的学习要求，美国高中化学课堂学习评价方式呈现多样性。通过实地调查并分析美国Arcadia高中化学课堂，发现从笔记、天天问、阅读、周周练、单元测试、化学实验、海报或模型制作等多个方面对学生学习进行评价。这为国内新高考改革下化学课堂教学提供了新思路。

关键词：评价方式；化学课堂；美国课堂；多样化；高考改革

文章编号：1008-0546（2016）10-0025-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.009

评价学生是教师的工作内容之一，对学生具有重要、长远的影响。2014年开始公布的全国高考改革，便是希望将育人的方向从“单纯育分”调整为“全面育人”，从追求“学科成绩”转向促进“学生成长”，将思想品德、学业水平、艺术素养和社会实践能力兼顾其中。由此，国内教师也要真正改变评价标准，从考试与分数为主向学生全面发展的目标转变。国家教育部初高中化学国家课程标准研制组组长，华东师范大学化学系王祖浩教授，最近在上海市浦东外国语学校作“化学课程的隐形内容研究”报告时再三强调，中学化学教学要注重化学学科本质、化学的社会价值、化学的研究方法、化学的思想观念、化学知识内在联系和化学史等六方面的隐形内容，而不是知识点数量的叠加。那么，当教学目标和教学内容发生变化后，教学评价势必也要做出更新。美国的中学课堂学生学习评价方法恰好为我们作了很好的参考。

一、美国高中化学课程标准简介

美国高中化学课程标准包含在美国基础科学教育课程标准中，全美主要采用2013年公布的《下一代科学标准》（Next Generation Science Standards，简称NGSS）。NGSS把基础教育各个阶段讲授的科学知识划分为物理科学（涵盖了物理和化学学科）、生命科学、地球与空间科学、工程技术及科学的应用共四个学科领域，并在此基础上明确了各阶段、各年级、各学科教学的主要内容。[1，2]例如，在高中阶段，学生必须利用元素周期律和元素周期表来预测原子最外层电子排布相似的元素的递变性（仅限主族元素，仅限定性了解）；建立基于总键能变化的化学反应的热效应模型（只限得出反应物与生成物的相对能量高低，不需计算某一反应具体的总键能数据）；应用科学原理和证据解释化学反应速率随温度及反应微粒浓度变化的影响（仅限两种反应物的反应，不要求得出因素与速率间的定量联系）等。该标准还要求从三个维度构建科学学习：科学与工程的实践、学科核心原理、跨学科概念。比如上述例举的第一条学习内容，科学与工程实践维度的要求包括建立基于解释阐述系统间或系统内组分间关系证据的模型，使用模型预测系统之间或系统内组分间的相互关系等等；在学科核心原理维度要求掌握原子是由带正电的原子核及带负电的核外电子构成，原子核又由质子与中子组成等等；跨学科概念维度上要掌握在核反应过程中，原子不再是变化的最小单位（不再守恒），但是质子和中子总数仍然守恒等等。三个维度的科学学习是美国科学教育的重大转变，开启了更为丰富和科学的评价方式。NGSS开发与制定协会强调课堂评价是教和学的融合，并指出课堂评价应包含形成性评价任务和终结性评价任务。[1]

二、美国高中化学课堂学习评价调查与分析

课堂评价可能包括正式的测验或对话性的小测验，也可以基于课堂活动中产生的作品，而不仅仅单纯依赖专门为评价设计的任务。这些作品包括学生在课堂中、家庭作业中形成的作品；学生在一个单元或一个学年的作品的档案袋；或是使用计算机技术完成的活动。以美国加利福尼亚州洛杉矶市Arcadia高中化学基础课为例，每位选择该门课程的学生都有一本课堂记录册（档案袋），内含所有与学生考评相关的历史资料（图1）。一位学生最终这门课的成绩，由以下多个方面的表现综合衡量：

1. 笔记（Notes）

美国教师授课方式分为演讲（lecture）与研讨（seminar）等，化学笔记一般出现在演讲中，用于教授新课。由于化学笔记多，教师经常给学生准备学案，学生需填入关键的笔记。学案中还设置一些开放性问题和计算等练习题，通常用作课后作业。

例如，在“原子量”一课学习中，课堂笔记如下，加下划线的内容需学生边听讲解边填入：

A. 原子质量很小，使用不便。化学家改用原子质量单位。

（1） 一个原子质量单位定义为C-12原子质量的1/12 。C-12稳定，来源广泛常见。

（2）元素周期表中碳原子量采用12.01，而不是12，为什么？

a. 元素原子量是其所有天然同位素的加权平均值。

b. C-12只是碳原子的一种，自然界中还存在C-13，C-14。

c. C-12占所有C原子的98.89%，C-13占1.110%，C-14比例可以忽略。

d. 原子量=同位素1的原子量×1的丰度+同位素2的原子量×2的丰度+……

例如：C的原子量=12×0.9889+13×0.0110 =12.0098≈12.01

开放性问题①：如何得到元素同位素的丰度值？

e. 为找出每一元素同位素的丰度，科学家使用一种先进的仪器，称为质谱仪，来气化并分离同位素。

题1：根据硅同位素质谱图，计算硅的原子量。

开放性问题②：为何质谱可用于犯罪侦查？

题2：X元素有两种同位素，X-69原子量68.9u，丰度为60.2%；X-71原子量70.9u，丰度为39.8%，则X原子量为多少？

题3：镁元素有3种同位素，已知Mg-24原子量23.99u，丰度78.99%；Mg-25原子量24.99u，丰度10.00%；则Mg-26原子量和丰度各为多少？

以上笔记总结了学科核心概念、原理和知识点，并通过开放性问题与计算的设置，在实践维度评价了学生明确问题、设计方案、分析解释数据和运用数学等能力。

2. 天天问（Daily Questions）

在每节课之初，教师会出2-3个问题请学生写在纸上上交，内容是刚学过的知识。除了考查学生是否回家温习功课，也能发现学生的不懂之处。

例如，在上完“原子结构的发现史”一课后，在下一节课形成以下问题题目：谁发现了电子、原子核和中子？描述汤姆生或卢瑟福的实验并说出它的重要意义。

“天天问”复习的教学内容主要来自学科核心概念。科学教育中的学科核心原理的学习，要贯穿基础教育的所有阶段和所有学科，成为教师和学生关注的焦点。

3. 阅读（Reading）

学生可通过网络获取与教学相关的教材等材料和教师预设的问题，并在自主学习后作答。阅读内容并不局限于文字材料，图片、音频或视频等多媒体形式都有。新课预习任务通常通过阅读这一环节完成。

4. 周周练（Quiz）

小型的测验，比较简单，五到十分钟左右，每周一次。

例如，“物质的量浓度”一课的周周练如下：

a. 1.5 L 0.025 mol/L Cu（NO3）2溶液与1.25 L 0.05 mol/L NaOH溶液混合，得到多少克沉淀？

b. 以下强电解质溶液中含Cl-数目最多的是哪个：100.0 mL 0.30 mol/L AlCl3、50.0 mL 0.60 mol/L MgCl2、200.0 mL 0.40 mol/L NaCl

“氧化还原反应”一课练习题：半反应法配平以下氧化还原反应：I-（aq）+ClO-（aq）→I3-（aq）+Cl-（aq）（酸性条件）

5. 单元测验（Test）

一个小时左右的时间，每个单元结束后进行测试。之前教师会提供答疑机会。

6. 化学实验（Lab）

课堂实验步骤不多，难度不大，每学期有十几次实验课。根据实验预习、实验操作、实验报告情况打分。

例如实验“大家都是炼金师——铜变‘银和‘银变‘金”，该实验理论背景基于原子结构的组成和人类对原子结构的认识过程。实验方法如下：在烧杯中加入1g锌粉与15mL 1 mol/L的氢氧化钠溶液，置于煤气灯上加热至近沸，放入铜币（一美分），继续保持近沸状态几分钟后将硬币翻面再反应几分钟后取出，洗净。铜币表面呈现银色。夹取已呈银色的硬币置于煤气灯火焰上灼烧，硬币转为金黄色。问题：详细描述第一步及第二步反应后硬币分别发生的变化；用天平称量硬币反应前后的质量，有何变化；你认为这真的是银/金么，为什么？

7.以小组或个人为单位，做学科性质的海报或模型，完成网上的阅读，写篇某一主题的综述等。这些任务通常从科学与工程的实践维度帮助学生了解科学知识发现和运用的过程，构建理论知识与现实实践之间的联系，形成科学世界观的同时也是对教学效果的综合性评估。有些任务还需要跨学科概念的相互融合与借鉴，以对世界形成整体的、清晰的、有逻辑性的认识。

例如，电子云模型制作（图2）：学生利用泡沫塑料、木棍、包装纸等常见材料自制球形的s轨道、纺锤形的p轨道等电子云理论模型。课堂中的科学和工程实践本身就为评价活动提供了很好的证据。比如，当学生在开发和使用模型时，他们将被给予机会来解释他们的模型，并和同学进行讨论，从而就可以为教师提供形成性评价的机会，并帮助教师进一步规划教学计划。

例如：“贩卖”元素（图3）：每位学生随机分配一种元素，填写元素名称、符号、原子序数、原子量、密度等基本信息，还要制作一份广告海报，不但要体现该元素的使用价值，还要有良好的广告效应，让人看了海报就有“购买”的冲动。该任务包含多重要素，因而需从学科核心知识应用、计算机检索、艺术效果、内容构思等多方面形成最终的作品评价。

三、美国化学课堂带来的启示

我国的普通高中课堂教学评价与美国的公立高中课堂教学评价相比，既有相似之处又各具特色。标准化测试仍是中美两国评价学生学业进步、诊断教与学的重要方式，特别是在数学、阅读及写作这几大领域，近年来美国法律强制要求每一年级都开展测试。而美国中学的其他学科，除了被许多学院和大学用作入学考试的SAT、AP等统一测试，高中四年只有一次极其简单的全州毕业考。在日常中学课堂，没有像我国频繁出现的各种校级、区级、市级或省级学科统一测试，但这并不意味美国学生日常不需要参加任何考试。相反，美国学生每天都在接受试题型的微小型测试，比如简答题性质的“天天问”，填空或计算性质的小练习，问答题性质的“开放性问题”，也有正规的以班为单位进行的单元测试。既有形成性评价，也有终结性评价，评价内容和标准由任课教师决定。美国中学没有教研组和备课组，也没有频繁的统一教研活动，教师教学自由度非常大，老师一天上五节课，整日在教室备课或上课，只有每学期若干次能不上课大家坐在一起开个会，商量大致的教学安排。以中学化学为例，相同时间段不同教师的教学内容五花八门，教比热容、原子结构、核化学的都有，相应的过程性评价内容或方式因此也因课堂而异。对比上海的学校，对教师一直有高度的管理和约束，每学期之初，年级备课组要统一制定教学进度并上报到区，一个学校测试统一度较高，测试难度比国外普遍大，且测试内容远不如国外丰富。

虽然测试等手段一定程度上有助于对学生的学习成就或教师的教学成就作出判断，但大部分测试仅仅测量一部分能力。美国心理学家加德纳认为，构成智力者乃是以下八种能力：语言智能、数学逻辑智能、空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际智能、自我认知智能、自然认知智能，要从多维度的、全面的、发展的眼光来评价学生。对学习物理、化学、生命科学等理科的学生，进行实验技能评价必不可少，中美课堂均认可实验这种评价方式。不同的是，美式课堂是走班制，教室设计成多功能，既能上理论课，又有足够的实验台，因此，美国学生进行课堂实验的机会更多，也更便捷。国内若要进行学生实验，需去专门的实验室，基础课上实验机会不多。但是，在专门的实验室，设施会更完善，可以进行更复杂、更高级的实验。而且，国内还有一点明显的不同，将实验技能进行标准化评价，例如上海市针对所有高二学生的实验操作进行会考。可以说，在很多方面美国教育仍重视广度（尽管新的教育改革已经提出了改进），我国重视深度。但是，目前上海市许多中学通过开发校本课程，开设拓展课，根据学生需求弥补了基础课部分的不足。

美国课堂评价较国内课堂最大的不同，是诸多新颖的评价方式，学科模型的自制、学科海报的设计等都是常规作业之一。正如文中实例中提到的，在学习元素周期表的时候，为了让高一学生尽快对元素的基本表达方式产生印象和兴趣，布置了一份题为“贩卖元素”的作业。学生积极性特别高，充分利用图书馆、网络搜集资料，把元素海报做得既学术又艺术。这一任务的设置，既考察了学生对知识技能的掌握，又促进了艺术、探究和动手等多种智能的发展。在国内，只有美术课会布置制作海报的作业。人生来都有一定的创新性和探究性，人的成长之路就是探究之路。但是教师只有不断且充分给予学生创新或探究的机会，学生才会不断累积相关的经验，才可能在未来成为创新之源。

参考文献

[1] 冯翠典. 如何在课堂中评价三维性科学学习——来自美国新课程改革的新思路[J]. 全球教育瞭望，2014（6）：103-110

[2] 周保利. “下一代的科学标准”——2013年美国基础教育科学课程标准评析[J]. 河北师范大学学报教育科学版，2014（4）：112-115