为中小学生科学素养画像

方丹+王思锦+李从容

摘要北京市海淀区在中小学生科学素养评价体系建立和实施方面进行系统探索，确立了包括科学知识与观念、科学过程与能力、科学态度与责任3个一级维度，以及13个二级维度、34个三级维度的《学生科学素养评价指标体系》；并且据此开发分级分类评价工具，为学生科学素养发展提供“体检报告”，充分发挥评价对教学改进的引领作用。

关键词科学教育；科学素养；教学质量监测；思维参与度；中小学生科学素养评价体系

中图分类号G63

文献标识码B

文章编号1002-2384（2017）12-0049-03

2016年国务院颁布《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016-2020年）》，其中实施青少年科学素质行动是重要内容。北京市海淀区作为国家科技创新区的核心区，尤其注重学生创新能力和科学素养的培养。2016年4月，海淀区教育科学研究院启动“中小学生科学素养提升”项目，精选了一批中小学校，也引进第三方科学教育专业机构，组成研究团队，集中研究中小学生科学素养评价和培养策略，在中小学生科学素养评价体系建立和实施方面进行了系统探索。

一、中小学生科学素养评价体系开发的理念与过程

就中小学生科学素养测试而言，国际上有PISA（国际学生评估项目）、TIMSS（国际数学与科学趋势研究）、NAEP（国家教育进展评估项目）三个著名的评测项目可以参照。PISA、TIMSS和NAEP的科学素养测评框架在测评内容、测试对象等方面有所不同，但是在评估的核心内容“科学知识和科学能力”上是基本一致的，而且近年都有将科学兴趣、科学态度等非认知因素纳入未来科学素养测评体系的趋势。在国内，胡卫平教授提出的科学观念与应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任等四个方面构成的测评框架，成为2017年国家基础教育教学质量监测小学科学学科的命题依据。

国际和国内研究表明，对中小学生科学素养测评的维度、内容已基本达成共识，需要探讨的主要是对测评框架的细化，即对不同学段学生科学素养表现的刻画，以及如何命制测试题才能测查出学生的科学能力水平，而不仅仅是考查学生对科学知识的记忆。海淀区“中小学生科学素养提升”项目面向中小学生科学素养培养现状与问题，结合科学实践及国家相关文件要求，提炼科学素养的核心内容，形成学生科学素养评价框架，构建了分级分类的学生科学素养评价指标体系，实现了学生科学素养表现具象化。

我们依托《科学（3～6年级）课程标准（实验稿）》《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2010-2020年）》《21世纪学习框架》和科学素养三维度的理论，确立了科学知识与观念、科学过程与能力、科学态度与责任3个一级维度，以及13个二级维度、34个三级维度，开发了中小学统一的《学生科学素养评价指标体系》。2016年10月，课题研究进入依据测评框架开发测试工具的阶段。针对不同年段学生的具体要求和水平差异，我们对测评框架的表达方式作出了大幅度调整，对每一个三级指标按照小学低年级、中年级、高年级及初中四个学段给出具体描述，指向对不同年段学生的科学素养预期，增强了测评框架的科学性和可操作性，形成了《小学低年级学生科学素养评价指标体系》《小学中年级学生科学素养评价指标体系》《小学高年级学生科学素养评价指标体系》《初中学生科学素养评价指标体系》。2017年2月，教育部印发新的《小学科学课程标准》后，我们重新审视和修改了科学素养测评框架，在个别地方做了微调，形成了上述指标体系的测评实施版。

二、中小学生科学素养评价体系的内容与测评

1. 中小学生科学素养评价的三级指标体系

中小学生科学素养评价体系有3个一级维度、13个二级维度、34个三级维度（见表1）。

一是科学知识与观念。掌握科学知识是科学学习最基本的目的，也是对学生科学素养的最基本要求。理解与应用科学知识是进一步开展科学学习以及参与科学探究和实践活动的基础。与已往对知识的界定有所不同，这里的科学知识与觀念包含三个层次的含义，一是指从科学视角形成的对自然现象的基本认识，二是科学概念和规律等在头脑中的提炼和升华，三是运用科学知识和方法解释自然现象和解决实际问题的能力。

二是科学过程与能力。小学科学课程是一门实践性课程，探究活动是学生学习科学的重要方式。我们希望学生在科学实践活动中了解科学研究的一般过程与方法，发展科学思维能力、科学探究能力、实践创新能力和表达交流能力。

三是科学态度与责任。小学生对周围世界具有强烈的好奇心和求知欲，这是推动学生学习科学的内在动力。科学教育首先要保护好学生的好奇心和求知欲，不断发展学生对科学的兴趣，同时，在实践活动中逐步形成实证精神、批判质疑、合作分享、责任担当等科学态度与责任。

2. 中小学生科学素养评价指标体系分级示例

为了更加准确地反映不同年段学生的科学素养发展水平存在的客观差异，我们将测评体系中每一个三级指标按照四个学段进行详细描述。

以“1.3.1太阳系及宇宙”为例，小学低年级学生只要知道与太阳、月球相关的一些自然现象即可。小学中年级学生就要知道太阳、地球、月球的运动特征，初步了解与它们有关的一些自然规律。小学高年级学生要从系统的角度知道太阳系及宇宙中一些星座的基本概况，知道昼夜交替、四季变化分别与地球自转和公转有关。即将对规律的认识推向去探寻原理，建立现象与规律、规律与原理的初步联结。初中阶段则希望学生能够形成初步的宇宙观。

3. 指向学生科学能力水平的测评工具

我们努力改变命题方式，摒弃单纯对记忆性、事实性知识的考查，提高学生在测试过程中的思维参与度，从而考查他们的科学思维、科学探究、实践创新、表达交流等科学过程与能力。下面以一道小学中年级测试样题为例作说明。endprint

果果使用这个流程图来给动物分类。下图中哪个动物属于丙组？（ ）

从知识层面，这道题目考查的是生命科学中生命的基本特征之“初步了解生物体的主要组成部分，能根据有关特征对动植物进行分类”。传统考试一般会设置选择题，直接看分类的结果是否正确，不能考查学生的思维过程和推理能力。改进后的命题用流程图引导学生经历比较与分类、分析与综合等思维过程，从定性和定量两个方面进行科学推理，最后才能确定丙组动物是谁。这样就实现了对学生“科学过程与能力”的考查。

三、中小学生科学素养评价指标体系的实践应用

围绕科学素养测评体系，我们对项目学校的科学教师进行了系统培训，帮助教师明晰学生科学素养培养的具体目标。我们还配合主题式实践活动方案，帮助教师掌握培养学生科学素养的具体方法，实现教师和学生在实践中的有效学习。根据目前已经取得的经验，我们在后续研究中还将完善评价工具，推行更简便易行的评价，建立一套科學素养提升解决方案，真正实现评价对教学改进的引领作用。

目前，我们依据本套评价指标体系，已经开发出了适合学校统一测评使用的分级分类评价工具。这套指标体系具有普适性的特点，能够适用于小学和初中阶段所有教师对学生的科学素养判断，不依赖于课程和教材内容。通过测评，我们能够为每所项目学校提供一份整体的学生科学素养发展“体检报告”。学校可据此较为客观地判断自己的教育优势与不足，进而改进教学。

例如：表2和图1给出的某学校测评结果显示，该校学生在实践创新方面的发展高于大多数学校，是学校的优势；而在科学思维、科学探究和批判质疑方面的发展还需要加强。这说明该校平时注重给学生安排问题解决类活动，但是学生主动发现问题、独立进行研究判断的机会较少。另一方面，学生的批判质疑能力不足，也提示学校是否过于强调教师权威，在师生对话和课堂氛围方面做相应改进。

通过一年的实践，教师对学生科学素养的内涵有了更全面的理解，对活动式课程实施产生了丰富的感性认知，已经开始对课堂组织形式、资源形式、师生互动形式、评价形式等进行理性思考，并且开始在课堂中自觉应用习得的教学方法。不断完善的学生科学素养测评体系，为切实培养学生的创新精神、建构科学素养教育的有效体系提供了解决方案。我们相信，在学生科学素养测评数据的指导下，学校的课程实施、区域的教师培训都将更加科学高效，从而更好地促进学生的全面发展和健康成长。

参考文献：

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[2] 王蕾.PISA在中国：教育评价新探索[J].比较教育研究，2008，（2）.

[3] 朱行建.国际教育评价中的科学探究能力测评简介及启示[J].课程·教材·教法，2007，（2）.

[4] 张华华，王纯.美国教育进展评估带给我们什么启示[J].教育测量与评价（理论版），2010，（2）.endprint