安大略科学实践活动评价的研究与启示

王 峰

（扬州市教育科学研究院 江苏 扬州 225000）

《普通高中化学课程标准（2017 年版2020 年修订）》重视实验与实践活动的教学，在高中化学学科核心素养中列出了“科学探究与创新意识”这一维度。课程标准从探究实验与实践活动层面鼓励教师与学生在教与学的过程中关注创新意识与能力的培养与发展，并基于此确定了课程目标，设计了内容要求和学业质量标准，明确了学生在经历实验探究过程以后应该达成的学习结果［1］。在此背景下，各省市出台了普通高中理科实验学业水平考试的相应文件及要求。如江苏省于2020年发布了《省教育厅关于全省普通高中艺术（音乐、美术）、体育与健康、通用技术、理科实验学业水平考试的实施意见》，其中明确规定化学实验的考查方式。然而，基础教育领域对科学本质的认识以及对科学课程的理解影响着科学课程的实施与评价行为，不同地区在落实理科实验学业水平考试的具体做法上存在差异，其对于高中课程实施的导向作用也各不相同。笔者曾在加拿大安大略省访问一段时间，期间进入安大略高中对其科学课程实践活动的评价进行了观察和研究，其中一些有益的做法值得我们思考与借鉴。

一、安大略科学课程的整体设计

安大略所使用的科学课程是加拿大中央政府开发，课程强调通过科学学习过程来发展学生的技能，并关注贯穿于整个课程的科学实践活动。在为期两年的课程结束后，安大略会进行一次由教育行政部门组织的书面考试评价以及一次基于实践活动内容的评价。安大略的科学课程近期也经历了重新修订的过程，除了课程标准这一文件，教育部门还为科学课程的教师提供了关于课程实施、课程评价和课堂教学的一系列相关课程材料。

安大略高中科学课程阐述了对课程的总体期望和具体要求，以及学生在课程学习中应该发展和表现出的知识与技能。安大略将物理、化学和生物三门学科整合形成科学课程，在科学课程中首先通过前言描述了科学课程的整体规划，包括三门学科的课程实施方案及课程评价方案，之后三门学科的学习结果被分为彼此不同但相关的六个部分。每一门学科的第一部分（Part A）都是侧重于对科学研究技能的阐述，其余五个部分（Part B 至Part F）则分别代表学科各自主要的学习内容领域，这些内容领域都是以学习结果的形式进行阐述与规定［2］。

Part A 对科学研究技能的阐述由四个副标题展开，分别为启动与策划、执行与记录、分析与解释以及交流与分享（图1）。

图1 安大略课程中的科学研究技能

安大略科学课程中Part B至Part F的学习结果相当宽泛而丰富，并与学习者的日常生活建立关联。这些学习结果可以被分为三大类：认识科学、技术、社会与环境之间的关系；发展科学探究的技能；理解科学课程的基本概念。这五个部分也包含一些与社会性主题相关的学习案例或开放性问题，学习者可以围绕这些案例开展研究并交流讨论，也可以自行选择感兴趣的问题开展研究、形成自己的结论并寻找证据进行证明。此外，这五个部分的内容还为学生提供了物理、化学和生物学科探究时应关注的重点。

表1 是安大略省化学课程的部分学习结果，这一案例展示了如何将学科的学习有效融入情境化的课程教学中，鼓励学习者在实践活动中探究并辨析、讨论相关的科学概念和社会议题。

表1 安大略省化学课程中与STSE相关的部分学习结果

二、安大略科学实践评价的愿景与理念

安大略科学教育者认为，在课程使命中表达的教育愿景必须得到评价体系的关注和支持。他们指出，如果科学课程的目标是促进学生的发展，让他们学会探究、学习知识、学会关心外部世界及他人，并成为积极而富有基本素养的终身学习者，那么这些特征就应该反映在评价系统中。这是因为那些没有被评价的课程内容在实际的教学中往往不会受到重视，甚至可能被完全忽视。

1.评价愿景

安大略希望通过更有效的科学实践评价设计来促进科学课程学习方式的变革。他们认为，科学实践活动能够让学生更深入地参与到科学学习过程中，在科学实践活动中，学生能够培养和发展相关的过程性技能，并通过他们的外在表现证明他们对这些技能的掌握情况。他们尝试了评价科学实践活动的具体方法，开发出一系列科学实践活动评价案例以及不同的评价任务和问题，分析了不同类型或不同要素的科学实践活动评价在实施过程中的实际情况，从而将科学课程中实践活动的设计开发、实施及评价建立起一致性。他们也进行了科学实践评价的尝试，从而了解哪些实践评价行为能够在教育体系中发挥应有的作用，分析怎样的实践活动评价能够对探究性实验与实践教学和学习活动产生潜在的影响。

安大略认为，实验与实践活动是科学课程学习的重要方式，也是科学课程学习的重要内容。学生在科学课程学习中应投入相应的时间进行各种科学实践活动，其中包括一定比例的开放性探究活动。虽然理论上说，只要合理设计，与探究技能相关的事实性知识和程序性知识是可以通过纸笔测试进行评价，但观察学生在探究实验和实践活动中收集证据、推理解释、形成结论的表现，从而对他们的实践技能进行评价是一种更加恰当和有效的做法。

2.评价理念

安大略新的科学课程标准一个重要特征是将课程学习的内容、过程与具体使用的实验与实践活动案例分开。换言之，并不指定课程中的科学实践活动必须通过某一个或者某几个特定的实验活动展开，学生可以在更加丰富和多样化的不同活动中进行科学实践与学习。课程标准将实践活动的学习结果按照假设、实验、评价证据和沟通交流进行分类，并阐述了关于科学理解、科学过程技能以及科学证据在社会上的应用等相关内容。从课程标准的学习目标看，既包括了发展学生的实验操作与实践技术技能，也包括了通过参与各种实践活动发展学生的科学探究能力，以及对实践活动的设计程序和局限性进行评价的能力。

同时，安大略科学实践评价设计者清晰地知道，并不存在一个能够完美的解决科学实践活动评价问题的方案。事实上，多年来关于科学实践活动评价的讨论一直都很多，并且产生了对这一问题各种不同的观点和认识。即使是对“实践活动评价”这一术语，在科学教育领域也有着多元化的理解方式，这些不同的理解与评价的内容以及评价的形式都有着有很大的关系。因此，在实践活动评价中评价什么以及如何评价都很重要。

三、安大略科学实践活动评价的实施

在安大略原来的科学课程中，实践活动与任务的目的比较简单和传统。活动的作用往往仅表现为给科学课程的事实性知识的教学提供实验证据，这些实践活动属于对象与观察领域的学习行为。这类实践活动学习的一般程序是这样的：首先是让学生学习相应的科学理论知识，接下来完成教科书中所规定的若干实验与实践活动对所学知识进行验证，然后建立起与公认的、严谨的科学知识相一致的学科内容体系。然而在安大略新的科学课程标准中，科学实践活动的目的发生了变化，他们力求在科学实践层面超越原有的教与学的方式。课程设计者希望学生们能够在活动中充分合作，他们自己提出问题、进行假设、设计方案、开展实践、收集证据，最终形成结论并交流展示。

1.评价的有效性分析模型

对科学实践活动进行分析需要一个合适的分析模型。Reiss 等学者认为，科学实践活动一般包括两个领域：对象和观察领域以及思想观念领域［3］。在实践活动情境中，不同的实践任务对学习者的认知需求有着显著差异。有的实践任务主要目的是让学生观察并记录现象或进行设备及仪器的操作，这些属于对象与观察领域；有的实践任务主要目的是让学生运用他们对理论模型的理解来解释自己的观察与发现，这些则属于思想观念领域。

依据Reiss对于科学实践活动的分类可以建立一个模型来分析实践活动的有效性（见表2），该模型是从活动与任务的学习目标和设计意图出发，分析和探讨特定科学实践活动的有效性。如果学习者的行为符合活动设计的意图，则表现为水平1层次的有效；如果学习者实际学习的内容与设计者希望他们学习的内容一致，则表现为水平2层次的有效。

表2 实践学习活动的有效性模型

与实践学习活动的有效性分析模型类似，还可以依据Reiss对于科学实践活动的分类设计一个对实践活动评价的模型（见表3）。

表3 实践活动评价的有效性

通过运用这两种有效性模型对科学实践活动及其评价进行分析，可以在一定程度上避免在课程实施与评价过程中出现将评价视作学习目标的情况。

2.评价的具体方案

依据有效性分析与评价模型，安大略制定了其科学实践活动的评价方案，在评价方案中对评价项目、评价内容和评分方法进行阐述。表4为评价方案的要点。

表4 实践活动评价方案

四、启示

实践活动评价形式与方法对于科学课程的实施方式有着重要的影响，因此，了解已有的经验与做法，加强科学实践活动评价的研究、开发与实施工作势在必行。在设计与实施科学实践活动评价时，安大略参考了不同国家的各种实践活动评价项目，这些丰富的资料使教育行政部门和科学教师对国际上实践活动评价的一般做法有了广泛的了解和认识，也让他们根据这些具体案例来思考在各种科学实践活动中能够被评价和应该被评价的行为表现。

1.统整科学课程的大观念

在科学课程中设计一个物理、化学和生物三门学科共同的基本单元，在这个基本单元中描述了与科学实践相关的各学科需共同关注的发展技能，同时也设计学习者可以展开讨论与研究的具有各学科特征的不同类型的具体问题。同时制定科学实践活动的统一的评价标准，这一标准通用于三门科学学科。在科学实践活动评价中对高水平表现进行了界定，即学生在需完成的实验活动中展示出一系列全面的实验能力。这些能力具体包括：能准确完成观察和测量任务，并对所获得的数据进行记录；能识别并描述数据内隐的趋势和规律，并运用科学知识和原理来解释可能出现的异常情况；能准确解释和分析实验所得数据，并正确合理地处理数据；能将所学的原理和概念与基于实验证据进行的解释和推理建立关联。安大略的课程设计方式展示了如何基于共同的科学素养和大观念设计具体学科问题、引导学生开展探究，这一科学课程设计案例，值得我们借鉴。

2.建立两种评价方式的平衡

如果认为存在一个能够完美的解决科学实践活动评价问题的方案，这样的想法就太简单了。一方面，科学实践评价可以提供纸笔测试难以提供的关于学生学习技能的一些信息。另一方面，当科学实验与实践活动摆脱了具体实验内容框架的束缚而更关注于技能发展时，它们的组织与开展也变得更加困难，相应的活动评价设计也变得更加重要。这是因为，对学习者回忆实验过程的能力进行评价比较容易，而要对学习者在一系列活动中科学观念与探究能力上的进步与提升进行评价要困难得多，对学生在实践活动中的行为表现进行评价所需花费的代价也大得多。尽管存在诸多困难，我们还是要认识到，实践活动评价是保证科学课程的教与学习的过程与新的课程标准中教学目标相一致的必要条件，在当下的实际教学评价行为中，纸笔测试与实践活动评价这两种评价方式需要达成一定的平衡。在设计时还需要考虑到不同地区不同学校的具体情况，考虑在学期中开展科学实践评价所需的实验室、教师等后勤保障问题。

3.设计明确的评价观察方案与维度

依据评价的愿景建立分析与评价模型，依据评价模型形成具体的、可操作的评价方案与观察表，从而评价这些科学实验与实践活动是否在由研究对象、实验材料以及科学问题构成的真实世界与由科学思想和观念构成的抽象世界之间紧密建立联系，这一环节在实践活动评价设计中必不可少。为了能更有效地评价学生的实验技能，评价的维度可以从以下四个维度进行设计：一是懂得如何操作以及为什么要这样操作，对学生选择与其假设相一致的实验仪器设备或实验方法的能力进行评价；二是技术的运用，对学生正确使用实验仪器设备及相关软件的能力进行评价；三是用科学方法表达实验数据，对学生选择和处理信息的能力进行评价，例如以恰当的方式绘制图表和表格以记录并分析数据；四是对所使用的方法进行解释，对学生理解实验和分析论证的能力进行评价，例如对实验问题的理解以及对实验结果的表达、解释与评价。每一个维度都对应有明确的考查要求和相应的学习期望，同时每个维度得分的特定表现都需要进行清晰的阐述。

在我国新一轮课程标准的修订中突出了实验内容，增加了必做实验，但尚未考虑关于科学课程中实践活动的评价以及评价形式这一问题，在我国课程标准还没有与科学实践活动评价相关的设计。我们如何对化学实验与实践活动进行评价，才能推动高中化学教育更加关注科学探究的实验与实践活动的开展？这个领域的研究与实践，对于保证课程标准与教学行为及学习评价保持一致性，对于鼓励教师与学生更多参与到科学实践活动中去，对于真正促进科学实践活动这种教学方式，都有着重要的意义。