中学生创新能力评价指标体系的构建与应用研究

徐会强 杨美娟 高 嵩

(1. 青岛市招生考试院,山东 青岛 266071; 2. 临沂大学生命科学学院,山东 临沂 276000; 3. 山东师范大学物理与电子科学学院,山东 济南 250014)

创新能力是个体在知识学习、问题解决和创造活动中,根据一定目的,运用一切已知信息,产生出某种新颖、独特、有社会或个人价值的产品的智力品质或能力.[1]目前国内关于创新能力的研究主要围绕以下3个方面进行:第一方面是创新能力概念内涵的界定;第二方面是创新能力培养的模式构建;第三方面是创新能力评价的体系设计.创新能力概念内涵是进行创新能力评价的基础,为创新能力评价指明方向.创新能力评价结果能为创新能力培养模式提供反馈,进而指导创新能力的培养.作为衔接创新能力概念内涵理论与创新能力培养实践的桥梁,创新能力评价的研究意义重大.

国外特别是美国学者,在系统研究创新能力概念内涵以及创新能力培养途径的基础上,通过自然观察、自陈报告、他人评分以及现场测试等多种方式采集学生创新能力证据信息,对中小学生创新能力进行评价,并将评价结果应用于教学内容与方法的设计以及学校课程的开发中.国内诸多学者就创新能力的概念内涵与培养模式构建进行了大量的研究与探索,对于创新能力评价则是通过构建创新能力核心素养和评价指标,凭借学生自我认知对其创新能力进行识别和评价,评价群体主要是面向大学生和研究生,很少涉及中小学生.[2]鲜有研究者将创新能力培养与教育考试评价联系起来进行系统研究,没有在纸笔测试中构建中学生创新能力评价体系,对学生的创新能力进行识别.美国等其他国家在中小学生创新能力评价方式、评价工具开发、发挥评价的育人功能以及对教育教学的引领作用方面的实践和经验,值得我们学习借鉴.

当前我国中小学阶段的教育考试命题大多重知识轻能力,对能力素养考查不足,特别是对学生创新能力的考查,其中有两方面的原因:一是没有命制适量的有助于对学生创新能力考查的开放性试题;二是缺少与纸笔测试相匹配的创新能力评价指标体系.鉴于此,本文基于文献研究法、德尔菲法构建教育考试评价领域的中学生创新能力评价指标.在此基础上,借鉴SOLO分类理论开发等级性的中学生创新能力评价量表,尝试对命制的开放性试题进行创新能力等级评价赋分,以期丰富和完善创新能力评价以及评价工具方面的研究.

1 概念内涵:创新能力素养

1.1 创新能力素养研究概述

国内部分学者对创新能力素养框架进行了深入的研究.胡卫平教授提出青少年科学创造力结构模型:创造性的过程、创造性的品质和创造性的产品,这三要素可以进一步概括为:创新实践、创新人格以及创新成果.[3]林崇德教授组织研制的以“全面发展的人”为核心,分为文化基础、自主发展、社会参与3方面的《中国学生发展核心素养》.其中的科学精神、学会学习、实践创新对学生创新能力提出的要求在教育考试评价学生创新能力时,指向性不够精准,需进行细化.[4]甘秋玲等人在国内外学者研究基础上,对创新素养概念重新界定,提出创新素养的三大要素:创新人格、创新思维以及创新实践.相对于创新成果,更认可过程导向的创新实践是创新能力的重要表现形式.[5]钟柏昌等人在《学生创新能力评价:核心要素、问题与展望》中,将创新能力素养归纳为:创新人格、创新思维、创新学习、创新技能和创新成果.认为相对于前5项素养,创新成果外显于客观世界,更能体现学生创新能力水平,创新实践则隐含于创新学习以及创新技能中.[6]

1.2 创新能力素养框架构建

创新人格和创新思维是创新能力重要组成部分的观点得到学界普遍认可,创新人格是静态的,是创新主体的个性品质,创新思维侧重于认知过程的思维和方法.“创新人格”和“创新思维”都应是中学生创新能力不可或缺的核心要素,都需要通过创新实践进行表达.创新实践是对问题和任务的创造性认知加工,是能够产生创新成果的认知过程,体现过程导向.创新成果则是通过创新实践产出具有新颖性与价值的产品,集中体现了创新主体的创新能力水平,体现结果导向.在教育考试评价领域,若产生创新成果的创新实践过程表达不全或有缺失省略,将影响对学生创新能力的评价.因此,在教育考试评价领域便形成了中学生创新能力素养:创新人格、创新思维、创新实践以及创新成果.

创新人格是创新主体的内驱力,具有高度的自觉性和独立性,是保证创新活动顺利开展的个性品质.在教育考试评价领域表现为有解决问题的内驱力,具备产生创新成果的品质,解决评价中“有没有”的问题;创新思维是指能突破常规、僵化思维界限,运用新视角、新方法去思考问题并提出与众不同、独特新颖解决方案的思维活动.在教育考试评价领域表现为解决问题途径和方法的多元,解决评价中“能不能”的问题;创新实践强调自主探索获取新知识、新技能,发现新途径、新方法.在教育考试评价领域表现为行为投入,解决评价中“动不动”的问题;创新成果是在实践中产出具有新颖性与价值性的产品,在教育考试评价领域表现为任务的完成或问题的解决,解决评价中“成不成”的问题.

2 体系设计:中学生创新能力评价指标

本研究采用问卷进行专家咨询.问卷由4部分组成:第一部分介绍创新能力4个核心素养;第二部分是初步构建的创新能力素养对应的评价指标及其描述;第三部分为专家评分表;第四部分设计了用来了解咨询专家对创新能力评价指标理解程度的结构化问题.在第一轮专家咨询中,给甄选的5位专家发放问卷.问卷全部回收后,对5份问卷结果进行了统计分析.课题组成员综合专家们建议,对评价指标修订后进行第二轮专家咨询.在收到专家第二轮问卷结果后,再次组织课题组成员对指标进行修订和解释.经专家对修改后的指标进行确认后,咨询结果业已趋同,不再进行下一轮的专家咨询.修正后的中学生创新能力评价指标及其描述如表1所示.

表1 中学生创新能力评价指标及其描述

3 实践应用:中学生创新能力评价

3.1 中学生创新能力评价量表

SOLO(Structure of the Observed Learning Outcome)分类理论依据学生的学习结果, 力求能够准确评价学生思维能力所能达到的深度和广度.SOLO分类评价法根据学生回答问题时思维结构的复杂程度,将思维能力划分为由低至高的前结构水平、单点结构水平、多点结构水平、关联结构水平和拓展抽象水平5个层次.[7]学生思维能力发展的深度和广度与创新能力水平有一定的对应关系:在前结构水平中,学生不能从情境中获取信息,不能准确理解问题,对问题的反应是无意义的,实质上处于“无思维”状态;在单点结构水平中,学生对问题认识片面,思维不具有广阔性,实质上处于“无创新”状态,是创新能力评价的起点;在多点结构水平中,学生思维有一定的多样性,但不具有深刻性,表现出初始水平的创新能力;在关联结构水平中,学生思维具有多样性,还不具有独创性,与较高创新能力水平对应;在抽象扩展水平中,学生具有良好的思维品质,对应于更高级别的创新能力.鉴于SOLO分类评价法与中学生创新能力水平间的对应关系,本研究尝试基于SOLO分类评价法开发中学生创新能力评价量表如表2所示.

表2 基于SOLO分类理论的中学生创新能力评价量表

3.2 中学生创新能力评价示例

评价中学生创新能力的试题一般选用开放性试题,开放性试题情境的新颖性、问题设问的灵活性和层次性、问题解决的创新性等特点,在识别学生创新能力水平上有独特的优势.创新能力评价等级1的问题是对情境中的个别明显信息进行处理,得出简单结论;创新能力评价等级2的问题是基于情境中的两条及以上的信息,关联情境外有效信息,得出较为隐蔽结论;创新能力评价等级3的问题可以基于两条或两条以上的间接信息来设计,能够得出具有一定价值的成果;对应创新能力评价等级4的问题一般基于陌生情境,能够有效地重组整合关联信息,创造性地解决问题或完成一项任务,并能对成果进行详尽说明阐述.

本文尝试将某地1道中考物理纸笔测试试题改编为开放性试题,试题以兴趣小组制作的“平底小船”设计学习探索情境,涉及的必备知识包括压强、密度、浮力、光的反射以及相关数学知识等,通过考查学生在创新实践过程中表现出来的创新人格、创新思维,得出的创新成果,依据基于SOLO分类理论开发的评价量表对初中毕业生创新能力进行评价赋分.

试题.某兴趣小组制作了一只重力为1.2 N的平底小船,放在水平桌面上,与桌面的接触面积为1×10-2m2.如图1(甲)所示,把小船放入盛有适量水的长方体水槽中,漂浮在水面上.在小船中放入一金属块后,小船仍漂浮在水面上,排开水的体积增加了2×10-4m3.(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)

图1

(1) 从以上情境中,你能得出什么结论?

(2) 如果能够准确测量液面升降,利用图1(甲)装置,你能得到待测金属块哪些信息?

(3) 在实际测量液面升降过程中,发现水面升降不明显,你有哪些方法可以准确测量水面升降?

(4) 有学生想出了一个将水面升降放大的方法:如图1(乙)所示,使一束激光与水平面成α角斜射到水面,反射光照射在水平标尺上的A点;当水面上升Δh时,光点A移动了距离l.

这种方法能放大水面升降吗?请给出你的依据,并对你的依据做出合理的解释.

第(1)问:在熟悉情境中,直接使用情境中小船的重力与小船与水平桌面的接触面积信息,计算小船对地面的压强;利用排开水体积的增加信息计算小船所受到的浮力.这对应于创新能力评价等级1;关联情境外物体沉浮条件,得出金属块的重力,引进重力加速度信息,进而计算金属块的质量,这与创新能力评价等级2对应.

第(2)问:增加情境元素,在较为熟悉情境中,考查学生的创新能力.把金属块放入小船中,可以测量金属块所受浮力;直接把金属块放进入水中,可以测量金属块的体积.这两个结果与创新能力评价等级2对应.关联情境外物体沉浮条件,可以得出金属块质量,这与创新能力评价等级3对应.利用前面求出的金属块的质量和体积,计算金属块的密度,这对应于创新能力评价等级4.

第(3)问:继续增加情境元素,创设相对陌生情境,解决问题方法非常开放.可以根据解决问题方案的完整度进行创新能力评价.方案合理可行无成果,对应于创新能力评价等级2;方案合理可行有成果,对应于创新能力评价等级3;方案合理可行有创新成果,对应于创新能力评价等级4.

第(4)问:继续增加情境元素,创设陌生情境,学生需要独立自主进行探究,大胆猜想,并对猜想进行验证.能得出液面升降与光点移动距离间的定性关系对应于创新能力评价等级2;能得出液面升降与光点移动距离间的定量关系对应于创新能力评价等级3;能够结合题目情境,对液面升降与光点移动距离间的定量关系做出精准阐述,对应于创新能力评价等级4.“平底小船”开放性试题创新能力等级评价赋分表如表3所示.通过累积等级赋分,可以对中学生创新能力进行量化分析.

表3 “平底小船”开放性试题创新能力等级评价赋分表

4 讨论与总结

研究构建教育考试评价领域的中学生创新能力核心素养框架以及细化的13项评价指标,虽然已经过专家咨询论证,但还要根据实践反馈的信息进行修订完善.依据基于SOLO分类理论开发的中学生创新能力评价量表设计开放性试题,对中学生在纸笔测试中的表现进行创新能力等级评价赋分,虽然能在一定程度上量化反映学生创新能力,但在形式上还是显得单薄.通过学生在开放性试题中的表现识别中学生创新能力水平,这对开放性试题的命制也提出很高的要求.

评价的目的在于改进.对中学生创造能力进行评价,就是要界定当前学生个体创新能力水平,明确他们对于创新能力发展的需要,从而在教育教学过程中选择和实施有效的创新能力培养策略.为此,要善于从创新能力评价中获得有关学生创新能力品质发展的信息,将创新能力评价结果与学校的课程开发、课程实施以及课程改革结合起来,发挥评价的育人功能和对教育教学的导向作用.