如何评价地理探究能力

广西教育学院（530023） 李丽萍

如何评价地理探究能力

广西教育学院（530023） 李丽萍

当今世界各国均把科学探究作为中学地理课程改革的重要目标和教学方式。为使科学探究目标落到实处，各国都积极开发地理探究能力评价方式。主流的评价方式有现场观察、工作单和纸笔测验。尽管现场观察被公认为是最有效的科学探究能力评价方式，但其人力、物力和时间等成本也最高，因此大规模评价项目一般不采用现场观察，而是采用有效性和成本次之的工作单和纸笔测验。

一、工作单

工作单就是让学生动手探究，同时把探究的过程和结果记录在一张单子上，过后教师对单子的内容进行延时评分。在这种评价方式中，一两个教师可以监测一个实验室里的全部学生，因而人力和时间成本远低于现场观察。下面以美国纽约州教育部开发的一个中学地理探究任务“地壳下沉”为例，说明工作单的运用。

1．任务

一些地质学家相信，地球表面下有一个100至300公里的半流体层，在高温和高压下，这些区域的岩石会像固体和液体一样缓慢运动，导致上地壳的变化和地球表面的折断。下面请你制作一个模型，以探究这些变化是怎样发生的。

2．器材

一个250毫升的烧杯、流体（自己配制）、铁架台、试管夹、有刻度的试管（自己标上刻度）、计时器。

3．步骤

①按照如图所示，安装器材。把试管夹安装在铁架台时，要调整其开口方向和大小，以便试管在其中能容易滑动。注意：试管夹不是用来固定试管，而是用来引导试管运动的。

②把试管放在试管夹内，先停留在流体上方，不要让它接触流体。

③仔细控制试管，使试管底部刚好触及流体的表面，这时试管的零刻度与试管夹的底边相平。

④释放试管，并开始计时。在5分钟内，每半分钟读一次数。

⑤设计一个表格记录读数。在坐标图中，用线描绘试管沉陷深度和时间之间的关系。

⑥假设你的模型能模拟山脉的行为，并且数据是准确的。那么，山脉的发展早期与发展晚期相比，哪种时期的下沉会更快呢？

⑦地壳通常被挤进早期发展的山脉下更深的地里。请根据模型的数据，解释其中一个可能性因素。

⑧至少还有其他三个因素无法用模型来解释，但却确实存在于自然世界中。请你列出这些因素。

这个探究任务的评价目标是：准确测量，并记录在表格；准确描数据点并连成线图；将模型与地质知识联系，解释地质变化的原因和过程。国外不少研究者发现，尽管评分者无法从工作单“观察”到学生的探究细节，而是通过学生记录在工作单中的文字叙述、数据来进行间接推断，会损失一些信息，但各种工作单都保留了主要探究信息，即工作单能有效地记录其探究过程和结果，是反映学生科学探究能力的可靠指示器。

二、纸笔测验

纸笔测验就是学生不用动手探究，只需用纸和笔来答题，过后评价者对试卷内容进行延时评价。在国际上，科学探究能力的纸笔测验通常以两种形式出现。第一种，给出相关背景信息，要求学生针对这些信息提出问题、猜想假设、分析数据、推理归纳等，进行比较完整的心智性探究（非实践性探究）。目前西方国家的很多大规模评价项目除了采用工作单形式，也同时采用这种纸笔测验形式。下面这道题通过柱状图给出相关信息，要求学生进行一系列的探究。

对原生作物来说，其生长季节是具有合适空气温度和土壤湿度的时间段。为了提高人口稠密地区的食物供应，一个科学家小组在努力寻找与原生地有类似空气温度和土壤湿度的地方，以便把原生作物移植到这些地方。利用下面的柱状图，首先完成一系列问题，然后写一个简短报告（约1页），讨论哪个地方（希思、巴伦或金尼蒙特）更适合种植新作物。

1．提出问题。比较原生地区的柱状图，找出有类似条件的其他地区，然后提出跟这些类似地区的数据相关的两个问题，并说出你的答案为什么对你有帮助。例如，“一年的什么时候看起来像是春天的开始？”

2．推断模式、走势。一个探究组成员萨曼莎认为，如果在图中能找到空气温度和土壤湿度的变化走势，会对解决问题有帮助。请你根据原生地区的柱状图判断，1月至12月空气温度的变化走势是怎样的？土壤湿度的变化走势又是怎样的？

3．解释数据及关系。请再看原生地区的柱状图，在每个季节开始和结束的地方标上记号。例如，S为春天的开始，Su为夏季开始，F为秋季的开始，W为冬季的开始。请你说说，你是根据哪些信息来标上这些记号的？

4．检测错误。图中的空气温度和土壤水分数据是每月的平均数。为了获得每月的平均数，学生们从月初开始每天都测量、收集数据，到月底的时候就计算平均数。由于数据的准确性很重要，那么你认为以上做法的两种可能错误来源是什么？假如你测量并计算平均数，你怎样确保不出现这些错误？

5．解释数据及关系。另一个探究组成员詹姆斯建议，如果在图中能找到不同变量之间的关系，会对解决问题很有帮助。请你根据四个图判断，当每个地区生长季节开始时，其空气温度是怎样的？

6．推断模式和趋势、解释数据和关系。请再看每个地区的柱状图，在比较每个地区与原生地区的生长季节开始和结束的空气温度和土壤湿度的基础上，填写下面表格。如果比原生地区高则填“+”，如果比原生地区低则填“ - ”，如果和原生地区一样则填 “•”。

原生地开始结束空气温度土壤湿度空气温度土壤湿度希思巴伦金尼蒙特

7．确定异同。根据刚才所填表格的结果，你觉得哪个地区的生长季节与原生地最相似？说说你的理由。

8．重新探究。如果要重新探究哪个地区与原生地区最相似，并要求用另一种类型的数据来确定每个季节的开始和结束，你会从图中选择哪种类型的数据呢？

9．撰写报告。在以上分析基础上，写一个简短的报告（约1页），分析哪个地区更合适种植原生植物，并说明每个地区的利弊。为了确保结论可靠，你既利用以上分析，也利用其他额外信息。

第二种，成套的科学探究纸笔测验。这种纸笔测验开发和运行等成本也很低，因此很多研究者对纸笔测验工具的开发乐此不疲。美国著名的教育评价专家伯恩斯等开发的一套科学探究能力测试题，至今仍被很多研究者直接采用，足见其影响力和受欢迎程度。该套试卷共36道选择题，下面是部分试题：

玛丽很想知道地球和海洋是不是被太阳同等地加热，于是她决定做个探究。她用两个相同的桶分别装上相同体积的土壤和水，然后让它们接收同样多的太阳光照射。从上午8点到下午6点，玛丽每隔一小时就测一次土壤和水的温度。

1．在该研究中，玛丽要检验哪个假设？

A．接收的太阳光越多，土壤和水就变得越暖

B．土壤和水被阳光照射越长，它们就变得越暖

C．不同种类的材料接收太阳光后升温不一样

D．在一天的不同时段里，土壤和水接收的太阳光不一样

2．该研究需要控制哪些变量？

A．放在桶里的水的种类

B．水和土壤的温度

C．放在桶里的材料的种类

D．每个桶在太阳中照射的时间

3．该研究的因变量是什么？

A．放在桶里的水的种类

B．水和土壤的温度

C．放在桶里的材料的种类

D．每个桶在太阳中照射的时间

4．该研究的自变量是什么？

A．放在桶里的水的种类

B．水和土壤的温度

C．放在桶里的材料的种类

D．每个桶在太阳中照射的时间

国外不少研究表明，尽管纸笔测验对于实践性探究能力的效度较低，但对于某些心智性探究能力的效度还是较高的，如提出问题、猜想假设、识别变量、制订计划、分析数据等要素。以上4道题就是测评猜想假设和识别变量能力。

三、启示

迄今为止，我国中学地理探究教学面临诸多困难，影响因素之一是缺乏地理科学探究能力的有效评价方式。在现实国情下，我们很难用高效度高成本的现场观察来大规模评价科学探究能力。对于效度和成本次之的工作单，既可以用来现场大规模评价科学探究能力，也可以事先布置一些新颖的探究任务，由学生在课余时间完成，在规定时间内提交工作单，过后教师再对工作单进行评价；至于成本最低的纸笔测验，虽然难以有效评价实践性探究能力，但可以用来评价心智性探究能力。通过工作单和纸笔测验的有机结合，可以比较有效评价学生的科学探究能力。

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本文获得广西教育厅科研资助项目“基于公平视角的科学探究能力评价有效性研究”(编号01012MS272)的支持。