中小学学科观念素养评价进阶模型的构建和转化

冯春艳 陈旭远

摘 要： 学科观念素养是一种高阶思维，因其抽象性和内隐性，使得学科观念素养的评价成为教育研究的难点。我国对学科观念素养评价的研究较少，且多数停留在应然指向层面，鲜有模型构建和转化研究。构建学科观念素养评价模型，对于推动围绕观念的教学具有重要意义。学生学科观念素养形成的指向包括“表达”和“应用”两个维度。学科观念素养评价进阶模型包括考查概念的理解、概念关系的理解、观念应用三个阶段。文章以具体学科观念的评价为例，详述该模型如何转化到教学实践中，以期为同仁提供现实参照。

关键词： 学科观念;观念素养评价;表现性任务;进阶

基金项目：本文系全国教育科学规划国家一般项目“中小学课堂教学实践样态40年变迁的教育族志学研究（1977—2017）”（项目编号：BHA160082）的阶段性研究成果。

作者简介：冯春艳，东北师范大学教育学部博士研究生，主要从事课程与教学论、人工智能与教育研究;陈旭远，东北师范大学教育学部教授，博士生导师，博士，主要从事课程与教学论研究。

我国教育部在2018年的学科核心素养中正式提出了观念素养，如生命观念、物理观念、时空观念等。学科观念素养是一个人通过学习形成对于某一事物、对象、学科等的想法、观点和思想，并能够利用头脑中的这些观念释疑解惑、辨别真伪、知情决策的意识和能力。从认识论的角度来看，观念具有迁移价值、启发价值、持久价值、发展思维能力、促进有意义学习的意义。[夏向东：《基于化学核心观念的教学实践研究》，上海交通大学出版社2018年版，第14-15页。]观念素养的形成有利于激发学生深层次的智力活动，帮助学生开发大脑图式，便于发展学生在相似的观点、事件或问题上发现规律与联系的能力。[林恩·埃里克森，洛伊斯·兰宁：《以概念为本的课程与教学：培养核心素养的绝佳实践》，鲁效孔译，华东师范大学出版社2018年版，第8页，第19页。]由于观念的抽象性和内隐性，使得学科观念素养的评价成为当前教育研究的难点。国外教育专家提倡运用表现性任务、科学写作、二段式试题等方式来评价学生观念的形成情况。我国对学科观念素养评价的研究大多停留在应然指向层面，鲜有立足于学科内容构建评价模型的研究，更无转化研究。因此，明确学生学科观念素养形成的指向，构建学科观念素养评价方案是我们亟待解决的问题。此外，我们对学科观念素养评价进阶模型进行了应用和检验，以期为教育实践者提供更为真切的现实参照。

一、学生学科观念素养形成的指向

当学生完成观念的转变时，他们会表现出可接受的科学理解，并使用这些理解来解释、描述和预测现实世界中的现象。[Fellows， N. J. A Window into Thinking： Using Student Writing to Understand Conceptual Change in Science Learning[J]. Journal of Research in Science Teaching，1994， 31（9）：985-1001.]大卫·珀金斯（David Perkins）认为，真正的理解是基于思考的行动，如寻找证据、解释、类比、用另一种方式表达、概括、应用等等。[Perkins， D.Teaching for Understanding [EB/OL]. [2020-2-21] http：//www.msuedtechsandbox.com/2010RouenY2/Readings/wk2d4_perkins.pdf.]格兰特·威金斯（Grant Wiggins）和杰伊·麦克泰格（Jay McTighe）指出，“理解”具有解释、阐明、应用、洞察、神入、自知六个侧面。[Wiggins， G.， & McTighe， J. Understanding by Design[M].2nd ed.VA： Association for Supervision and Curriculum Development，2005：161-164.]理解面临着一定的智能挑战，它需要利用已有认知存储去揭示或挖掘事实和方法背后的内涵并恰切地运用，而观念的形成同样需要进行深层次的智力加工，并指向对事物的概念性理解，也就是说理解是观念构建的必经之路。从以上对“理解”的认识来看，我们可以将学生学科观念素养形成的证据划分为两个维度——表达与应用，表达指的是能够将从外界获取的东西转化生成自己的观念，对现象或问题进行解释、阐明、类比、概括的过程;应用是指在一定的情境下，学生能够将内化的观念转化为行动逻辑，进行方案设计、问题解决等外显活动。

1.表达：由获取到生成

从认知的角度来讲，学生在接受外界刺激之后并不代表真正拥有所学的内容，知识只有经历认识者的再加工、重组织过程，在认识者的头脑中与其他神经元建立连接，才能真正成为头脑中的一部分。从另一个角度讲，学生一旦从获取知识到生成观念，他便能够在神经元突触建立的情况下，将观念与事实、概念关联一起，并以语言、文字、图画等形式表达出来。学生在表达观念的过程中，会对自己的想法产生新的认识，同时在与其他想法碰撞的过程中，能够使自己的想法更加丰富、严密，共同炼制新的观念。

通过研究大量文献，我们从中梳理出对表达观念进行评价的基本思路。表达观念的评价方式主要分为两种类型。第一种是具有开放性的简单问题，主要考查的是对所学内容本质的追问、反思、发散能力，问题的形式可以是纸笔测试、作业检查、有声思维、小组抢答。教师可以设置“为什么……”“如何……”等问题激发学生深入思考，如“燃烧究竟是怎么回事”“地球为什么可以看作一个系统”“你如何看待电磁现象在生活中的应用”。学生回答这些问题不是对知识的复述，而是要他们形成自己的想法進行阐述。教师还可以允许学生通过想象、类比、比喻、提问等拓展思维的方式来表达观念，教师通过评价“过程、方法”的合理性，进而评价所建构观念的合理性。[胡久华，王磊：《初中化学教学策略》，北京师范大学出版社2010年版，第74-81页。]第二种是利用挑战性的问题对表达的观念进行评价，这类问题主要考查的是概念与概念之间的关系，需要学生在概念层面上进行关联性的深度思考，最后往往需要呈现组织模式完整的作品，如论文、演讲、概念图等。对于概念之间关系的问题也可以通过课堂检测、口头表达、课后作业等方式进行考查。教师可以设置这样的问题：“你如何看待内力作用在地质运动中的作用？”“为什么生态系统的稳定与人类活动有关？”教师还可以通过设置学生理解程度的等级来对学生的回答进行评价和反馈。这样的评价方式可以刺激学生对自己的思想进行反思、再组织并及时表达出来，这不仅有利于教师了解学生的思想，也有利于学生归纳零散的知识，形成稳定的观念。

2.应用：由内化到外显

对个人来说，有意义的观念学习是将信息转化为观念，建立不同观念间的联系，并在不同环境中使用观念。[Bütüner， S. .， & Gür，H. Teaching of Angles and Triangles by Using V-diagrams and Mind Maps[J]. Necatibey Faculty of Education Electronic Journal of Science and Mathematics Education，2008， 2 （1）：1-18.]布鲁纳认为，领会基本的原理和观念是通向适当的“训练迁移”的大道。林恩·埃里克森指出，观念避免了肤浅的技能应用，可以跨时间、跨文化、跨情境迁移。也就是说，具备观念素养的人通常能够利用观念指导行为，解决实际问题，对现象进行解释和预测，对事件做出最佳的决定。学生利用观念进行迁移应用的过程是基于对已学内容深层次的理解和思考，对事物进行抽象、整合，将内化的观念转变为思维和行动，调用全部思考和技能解决复杂的、多方面的、特定情境下的问题。

考查学生应用观念的能力，可以通过设置复杂的表现性任务的方式，不同于论文、演讲等注重语言表达的表现性任务，这些表现性任务通常更注重情境，关注整体，注重元认知，具有灵活性与合作性的特征，旨在考查学生综合运用知识进行分析、综合、创造、评价的能力。教师基于核心观念所设置的表现性任务，应该允许学生有机会展示对概念间关系的理解，并将其运用于真实生活情境中。[周文叶，陈铭洲：《指向核心素养的表现性评价》，《课程·教材·教法》2017年第9期，第36-43页。]表现性任务的设置既能够让教师更全面细致地了解学生的所知所能，也能够促使学生验证想法、修正行为、完善观念，是促进双向反馈、真实反映能力的一种评价方式。我们可以利用GRASPS来架构表现性任务，即目标（Goal）[Wiggins， G.， & McTighe， J. Understanding by Design[M].2nd ed.VA： Association for Supervision and Curriculum Development，2005：158-159.]—角色（Role）—对象（Audience）—情境（Situation）—表现或产品（Performance/Product）—标准（Standards）。GRASPS除了为教师设置表现性任务提供参考依据，还可以为学生提供清晰的绩效目标。

具体表现性任务可以包括实物模型的制作、为某个主题而进行的实验验证、为解决具体问题的方案设计或实践活动等，学生完成这些任务不仅仅需要具备基本的知识和技能，更要能够迅速化抽象的知识为具体细化的设计方案或研究成果。他们往往要运用新的观念来指导行为、检验想法，通过解释现象、描述过程、预测结果来完成思想观念的迁移应用。

二、学科观念素养评价进阶模型的构建

观念素养的形成不是一蹴而就的，每一种观念的初步形成也不是一节课就能够培养出来的，观念素养的形成通常要经过某个单元或多个单元的学习。由于单元具有整体性，通常每一单元都会蕴含着一种或几种观念，在以观念为本的教学中，以单元为基本单位进行教学是目前最普适的形式，那么，学科观念素养的评价也同样应基于单元而进行设计。由于学生对科学观念的理解力随着学习时间而增加，对事物的认识由浅入深、逐渐复杂，表现出一定的连贯性，也就是学习进阶，所以我们称之为“学科观念素养评价进阶模型”。我们以一个单元的教学为例，根据学生学科观念素养形成的指向，设计了学科观念素养评价的进阶模型（见图1），让学生对于概念的理解、概念关系的理解、观念的应用等想法变得可见。[冯春艳，陈旭远：《基于理解的学生学科观念素养评价》，《上海教育科研》2020年第3期，第12-15页，第30页。]

第一阶段在每课之后考查学生对概念的理解。肖沃尔特（Showalter）将科学内容知识分为七个层级，即知觉感受、直接概念、事实、定律、创设概念、原理、理论。[Showalter， V.M.A Model for the Structure of Science[M].Cleverland，USA：Research Council of American Press，1974：91-100.]可见概念也有不同的含义和层级。这里的“概念”并不是通常意义上局限于事物分类层面的、具备实体性质的“直接概念”，而是经过想象后的、无对应实物的“创设概念”，如“遗传”“扩散”“化学平衡”等。这里的“每课”并非一节课、一个课时，而是对应于教材上完整的一课，唯此学生才能够真正了解某个概念的含义，才能基于对事物系统的认识重构自己的想法。

第二阶段是在几课之后考查學生对概念关系的理解，可以利用概念性问题进行随堂测验或课后作业，如“你如何看待物质与运动之间的关系？”“你如何看待燃烧与氧化之间的关系？”在对学生的理解能力进行评价时，不是对与错的问题，而是简单与复杂、肤浅与深入的问题，我们可以将理解的程度设定为如下层级：熟练的、有能力的、足够的、有限的、贫乏的。[格兰特·威金斯，杰伊·麦克泰格：《追求理解的教学设计》，闫寒冰，宋雪莲，赖平译，华东师范大学出版社2018年版，第195-196页。]针对学生小论文的评估，更能够体现其对多个概念之间关系的理解，在写作的过程中，学生不能仅仅是复述知识，而是需要对每个概念所代表的含义进行深入分析，并关联想法，聚焦主题，最后才能表达观点。我们可以根据小论文的主题和引言、文章结构、内容、结论、风格、格式进行评价。对于概念图的评价，我们可以依据命题、层次、分支、概念化程度等方面进行综合评价，当然也可以根据内容的不同建立数学模型评价或利用相应软件进行测评。

第三阶段是在单元结束之后，教师为学生设置较为复杂的表现性任务，考查学生对观念的运用能力。这需要教师围绕观念目标，通过设置具有挑战性的任务，促使学生运用概念、考虑概念之间的关系以及利用所形成的观念。对于表现性任务的评价量规，我们可以通过学生对任务主题理解的表现，对文本、数据解读、转化的表现，制订解决方案的表现，批判、综合看待问题的表现，设身处地、换位思考的表现，理智诚实、善于反思的表现，以及在整个任务中的贡献价值等方面来评价。当然，对于具体的表现性任务还应有相应的量规来进行针对性的评价。对学生为解决问题而展开的活动表现，我们可以通过观察、记录、分析学生在各项学习活动中的表现，对学生的参与意识、合作精神、操作技能、探究能力、分析问题的思路、知识理解和认识水平以及表达交流技能等维度进行全方位的评价。[胡久华，王磊：《初中化学教学策略》，北京师范大学出版社2010年版，第19页。]该阶段的表现性任务通常具有一定的难度，所以，我们倡导学生以小组合作的方式完成每个任务，在评价主体维度，除了教师评价还应该加入同伴评价和自我评价，以综合反映学生在小组合作中的真实表现。

在整个单元的评价过程中，不必刻意规定哪一阶段使用纸笔测试，哪一阶段使用表现性任务。每个单元中前两个阶段的评价作为教师获悉学生理解能力、了解学生思考过程的依据，既有助于帮助教师及时调整、改进教学，还有利于学生进行自我反思和自我监控;单元结束时的评价作为每位学生学习历程中的形成性评价数据，在反映个人学习进步的同时，也为总结性评价提供数据支持。

三、学科观念素养评价进阶模型的转化

我们以“具体学科观念的培养和评价”为实例，详细阐述该模型如何转化到教学实践之中。笔者正在参与 “指向生命观念的单元教学设计模型的行动研究”，我们所开发的学科观念素养评价进阶模型便是用来检验学生观念的工具。在试题的开发和表现性任务的设计上，笔者与参与行动研究的教师一同合作、共同探讨，以保证试题的信效度。

以“细胞的能量供应和利用”一单元为例，按照学科观念素养评价进阶模型的设计，首先在每课之后都会给学生布置考查概念理解的作业，如：“你如何看待酶？”“细胞呼吸究竟是怎么回事？”“光合作用为什么对绿色植物很重要？”学生以家庭作业的形式完成，这允许学生通过深思熟虑、主动探讨去理解概念。教师可以对学生回答的程度进行及时反馈，调整教学。从实际的考查结果来看，学生对于概念理解的问题主要表现为三个层次：一是初学水平，回答问题停留于事实层次，只是能够将与创设概念相关的直接概念以简单句式关联起来，如“酶是有机物”;二是崭露头角水平，能够较为详细地描述创设概念，并以复杂句式进行表述;三是优异水平，能够跨越事实进行概括，准确地使用概念性语言进行表述，如针对“细胞呼吸究竟是怎么回事”这一问题，优异者的回答中既包含“细胞呼吸的实质”，还涵盖对“细胞呼吸的发生场所、过程以及意义”的阐释。

在学习完几节课之后，向学生布置考查概念间关系理解的作业（见表1），并以A、B、C三个等级进行评价，A表示能够很好地理解概念之间的关系，能够合理地分析问题、解释问题;B表示基本理解概念之间的关系，能够识别出概念之间的关系，但是表述上不够完整和清晰;C表示对于概念之间关系的理解停留于事实水平，不能完整地概述和表达。以其中一个班级的成绩为例（见图2），可以清晰地看出学生对于第三题、第四题理解情况良好，基本都能够理解概念之间的关系，并做出正确的表述。而对于第二道题的理解较差，37.04%的学生能够识别出生命活动与物质、能量之间的关系，但是还不能够完整、清晰地表述，这说明他们对该问题的概念性理解处于模糊层次;对于48.15%的学生而言，这道题远远超出他们的理解范畴，不能完整地概述和表达，依然停留于对问题理解的事实水平。相较于包含大量零散知识的传统测试，这种评估方式能够更明确地获悉学生对概念关系的理解情况，及时发现学生观念上的问题，予以修正、重组、完善，从而为观念的顺利迁移做好智力上的准备。另外，我们还可以根据每位学生每个单元此类问题的回答状况生成图表，指导学生进行元认知反思、调整和监控自我学习。

在学习完一个单元之后，我们利用GRASPS框架设置了两个表现性任务，一个是进行“光合作用发现历程”的角色扮演活动（见表2），另外一个是根据问题情境设计相应的解决方案（见表3），均以小组合作形式开展，每组随机抽取题目，教师提供时间和地点允许学生进行课堂展示。针对第一个表现性任务，学生们自行准备实验材料、道具，由组长进行协调、分配。表4为学生角色扮演评价表。[Cherif， A.H.，Siuda， J.E.，Jedlicka， D.M.， et al. Not all the Organelles of Living Cells are Equal！ Or are They？Engaging Students in Deep Learning and Conceptual Change[J].Journal of Education and Practice，2016，7（17）：74-87.]最后的评价结果出乎意料，学生表现得出乎教师预想，进一步增强了他们学习的动力和信心。针对第二个表现性任务，学生同样以小组为单位进行探讨，查找资料，设计方案。为了保证评价的信度，三位教师作为评价者，经协商确定每个维度的权重，最后对每组的成绩取平均分。在汇报结束后，我们给每组学生留了一个内部评价的作业，小组内根据表4对自己和同伴进行评价，并写出一份报告。评价的结果并不尽如人意，学生在第二个任务中表现不如第一个任务好，这主要基于三个原因：一是学生对于这种類型的表现性任务接触较少，不熟悉问题分析、解决的流程和步骤;二是学生对于表现性任务理解有缺陷，缺乏教师指导和帮助;三是学生在查找资料上遇到一些困难，没有充分借助书籍、网络进行再学习。

学科观念素养评价进阶模型的转化，需要依托于围绕观念所开展的教学实践，转化与实践深度融合才能促进模型与教学之间相互改进与完善。我们基于实践结果，对学科观念素养评价模型的进一步转化提出几点建议：第一，对学生学科观念素养的反馈，应既有量化描述，更有质性的描述。对学生理解的评价绝不是正确与错误的问题，我们需要将提问从“这是对的吗”转向“这个证据例子是否支持理解”，“你用了很多例子来支持你对概念关系的陈述，这使得你的陈述让人十分信服”。第二，教师在评估学生观念理解的所有阶段时，应开发基于多个视角的评估实践，关注学习者的观念成长和学习的过渡性。[Milligan，A， Wood，B.E.Conceptual Understandings as Transition Points： Making Sense of a Complex Social World[J]. Curriculum Studies，2010，42（4）：487-501.]通过设置更多能够激发学生深度思考的问题和表现性任务，并将多次记录的评价结果作为学生观念成长的基本数据，用于指导学生学习。第三，教师在进行指向观念的教学实践和评价时，应联合多方力量合作开展。无论是具体的单元教学设计，还是表现性任务的构想与评价量表维度的确定，都需要教研团队的智慧，才能确保研究的信效度，也才能够更好地彼此支撑将研究持续开展下去。第四，教师应坚持对学生学科观念素养的评价，而防止被传统碎片化知识测试所左右。指向学科观念素养的评价或许与当下的考试还无法调和一致，但其激发学生深度思考、培养学生高阶思维的价值却不容忽视，而这也是未来教育的必然方向，所以我们应该坚定不移地在学科观念素养评价的道路上积极探索，将教育研究转化为教学日常实践。