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《西南大学》 2018年
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核心素养视域下国际大规模科学学业评估框架与试题研究

王俊民  
【摘要】:当前,通过具体学科领域落实发展学生核心素养的目标已经成为教育理论研究与实践变革的共识。发展学生核心素养目标下应该设计怎样的评估框架和试题来落实核心素养的理念,实现学业评估从评价知识技能到评价素养的转向,这是我国学科学业评估需要解决的核心问题,也是决定核心素养能否在具体学科“落地”的关键环节。本研究立足于科学学科,在对素养、核心素养的概念与本质及其与科学素养关系分析的基础上,选取在核心素养实践与大规模学业评估领域具有经验的经济合作与发展组织和五个发达国家的科学学业评估项目(PISA、美国NAEP、加拿大PCAP、英国NCA、澳大利亚NAP-SL和新西兰NMSSA)作为研究对象,以评估方案、报告和试题为载体,从内容框架、表现水平描述框架、试题情境和试题设计思路四个维度对其评估框架和试题展开研究,采用比较研究法、问卷调查法和内容分析法等系统分析各评估项目在框架与试题设计方面的特征,比较总结它们之间的异同,意在为我国基于素养的科学学业评估项目设计与完善提供借鉴。本研究的具体思路及结论如下:研究一采用比较研究法对各评估项目的内容框架进行研究,从内容框架的基本构成、学科能力、学科知识、情感态度和情境五个方面展开分析。得出以下结论:(1)根据设计理念,内容框架分为两类,一类是以NCA为代表的“知识”取向内容框架,基本结构是“内容领域+认知领域”;另一类是PISA和其余四个发达国家所构建的“能力”取向内容框架,基本结构是“学科能力+学科知识+态度(+情境)”;(2)各评估项目主要围绕“科学探究”和“知识的理解与应用”构建能力框架,提出的能力包括科学地解释现象、科学探究、理解数据和证据、科学交流、参与和贡献、问题解决和科学推理,主要对应认知领域和人际领域素养;(3)对科学本质知识的考查有两种方式,一种是将其与内容知识并列,占一定评估比例;另一种是将其作为统一主题与内容知识结合考查;(4)情感态度维度更多集中在“对科学的态度”,偏向于意向,主要体现为“学习科学的兴趣”;(5)PISA和PCAP从个人经历的范围和主题两方面对背景进行界定与分类。研究二采用比较研究法对各评估项目的表现水平描述框架进行研究,从呈现形式、描述线索和“水平区分因素”展开分析,并对同一学科能力的描述线索和水平区分因素进行比较总结。得出以下结论:(1)表现水平描述的呈现形式主要有三种:只含学科能力水平描述的总体表现标准、将学科能力与学科知识结合的多个表现标准、基于内容标准的“门槛标准”;(2)科学探究的水平描述主要从科学探究的过程入手,水平区分因素包括提出问题的质量和数量、控制变量的层次及理解、情境范围、对评估的认识程度、证据质量等,其中数据处理(含理解)被许多项目单列出来,描述线索包括数据的呈现方式及其转换、从数据中获取信息、解释数据并得出结论和数据评估;(3)“科学地解释现象”的水平区分因素包括认知过程、对象的属性或关系的复杂性、情境的复杂性和熟悉度、知识的抽象性或系统性等;(4)问题解决的水平描述并非基于解决问题的具体思维过程,而关注解决问题的情境复杂性、真实性以及问题解决策略;(5)NMSSA将科学交流界定为“描述、解释和构建”,描述线索包括交流的内容、交流内容的呈现形式和交流的质量;(6)科学本质的水平描述与科学探究的能力水平对应,内容知识的表现水平描述采用“行为动词+知识”的形式,水平区分主要体现在认知层次。研究三采用内容分析法和比较研究法从辨别参数、内容参数和装扮参数三个维度分别对各评估项目的试题情境进行量化分析与比较。得出以下结论:(1)与PISA相比,国家级评估项目的情境视野多局限于学科和个人生活,对区域和全球范围的情境关注比较少甚至不关注,问题设置更加强调对所学知识的掌握和应用;PISA则十分关注区域或全球范围问题或事件,情境主题以“环境与自然”和“科技前沿”为主,多数问题设置针对程序性知识和认识论知识;(2)各项目的情境设计以单学科和多学科领域结合为主,但单学科领域所占比例非常大;(3)作业类型以“答案选择”、“提供解释”、“描述归纳”最为普遍,都包含一定的开放性试题,试题作答基本都不涉及科学公式或复杂数学计算;(4)各项目基本围绕固定主题或问题以“试题单元”的形式呈现试题,多使用文字、图片、表格和视频结合的混合形式;(5)除PCAP将态度镶嵌在纸笔测验试题中进行评估外,其余项目只通过问卷评估学生的科学态度;(6)试题背景作为描述情境的材料,在多数项目中提供已知信息和条件。研究四以评估方式为线索,采用比较研究法对各评估项目的纸笔试题、计算机交互试题、现场操作任务的设计思路进行分析,同时对教师主导评估进行分析,总结不同评估项目针对特定学科能力的试题设计思路以及特定评估方式的试题设计特点并比较其异同。得出以下结论:(1)计算机技术在大规模科学学业评估中已经有较多使用,包括提供动态的动画和视频背景、丰富题型、设计探究性任务和交互任务等;(2)NAP-SL基于计算机的探究性任务将学生置于实践任务的观察者角色来测量相应的科学探究技能,PISA和NAEP的计算机交互任务的设计体现了“操作得出数据—依据数据得出结论—做出判断或选择—说明判断或选择的依据”这一思路,但PISA问题设计并列且独立,而NAEP问题设计依次递进且文字描述较多;(3)NAEP、NAP-SL2012和NMSSA都设置了有限时间内的实践任务,但NAEP设置多个任务,关注方案设计,写作量大;NAP-SL将小组合作和个人独立回答问题结合开展评估,关注小组合作、评估实验、理解并应用数据等能力;NMSSA以个人独立操作、小组合作操作与访谈结合的形式开展评估,关注观察的质量、提出问题的质量、选择可探究性问题的质量和设计探究实验的质量;(4)教师主导评估是NCA独有的一种评估方式,其本质是一种学校内部的过程性评估;(5)对科学探究能力的评估路径主要有三种,第一种是将科学探究理解为一系列子技能的集合,通过非探究性任务和探究性任务来评估某一技能;第二种较为关注科学探究的整个过程,尤其设计方案的能力;第三种是模拟或真实“做”的过程,需要真正去操作变量或选择实验器材进行操作;(6)对“科学地解释现象”的评估建立在回忆或识别概念或原理的基础上,要求学生进行描述、解释或预测;(7)PISA和NAP-SL对“理解数据和证据”的评估与NMSSA对“科学交流”的评估都更多借助于文本、表格、图片、地图、视频甚至模拟操作,关注数据获取、分析与解读、得出恰当的结论以及识别科学文本中的假设、证据和推理等。总体来看,国际大规模科学学业评估项目的框架设计体现出明显的“能力”取向,试题设计关注“学业整合”,具体体现为:围绕“知识理解与应用”和“科学探究”构建学科能力框架,关注认知领域素养和人际领域素养的发展,关注科学本质知识;基于学科能力构建表现水平描述框架,精细区分学业表现水平;将单学科与多学科、简单与复杂情境结合,采用多种评估方式和题型评估科学学业;围绕特定主题或问题以“试题单元”的形式呈现试题,将文字、图片、图表和视频等多种混合形式结合创设问题情境。但与PISA相比,国家级评估项目的试题情境设计视野多局限于学科范围和个人日常生活,对区域和全球范围的情境关注比较少甚至不关注,关注具体内容知识的回忆与理解,致力于培养“学科内部的问题解决者”和日常生活中的“科学探索者”。基于以上研究以及对相关问题的讨论,发展核心素养目标下我国科学学业评估框架和试题设计要注意以下几点:(1)构建具有排斥性的能力框架,关注科学交流和“理解数据与证据”;(2)构建学科能力与学科知识结合的表现水平描述框架,丰富水平区分因素;(3)引入过程性评估,将多种方式结合开展科学学业评估;(4)重视对科学本质知识的评估,设计针对性试题;(5)渗透“学业整合”理念,创设对学生发展有意义的问题情境;(6)应用信息技术,开发基于计算机的评估素材与试题库。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:G420

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