化学实践活动评价的分析与启示——以扬州市高中学业水平化学实验考试为例.pdf

化学教与学3年第12 期化学教与学教学研究化学实践活动评价的分析与启示以扬州市高中学业水平化学实验考试为例王峰（扬州市教育科学研究院江苏扬州225000)摘要：通过具体的科学实践活动的评价案例，分析了直接评价（DAPS)和间接评价（IAPS)两种不同的实践评价类型的特征与要素。以扬州市高中学业水平化学实验考试为例，对普通高中学业水平考试化学实验考试进行分析，并提出未来的改进建议。关键词：实践活动；评价；实验考试；化学课程文章编号：10 0 8-0 546(2 0 2 3)12-0 0 0 2-0 5中图分类号：G632.41文献标识码：Bdoi:10.3969/i.issn.1008-0546.2023.12.0012019年，教育部发布了关于加强和改进中小学实验教学的意见；2 0 2 0 年，江苏省教育厅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（下文简称实施意见；【2 12 0 2 2 年，江苏省教育厅又发布了省教育厅关于加强和改进中小学实验教学的实施意见。3 这些文件的陆续发布，明确了实验教学的作用、地位与要求，并建议将物理、化学、生物学实验操作纳人统一考试，希望能够促进实验教学的全面开展，扭转中小学忽视实验教学的倾向。在这些文件中，实施意见是省级教育部门发布的规定了理科实验考试具体要求的文件，文件明确对2 0 18 和2 0 19级学生适用。实验考试实施已有两年，有必要对当前的评价进行分析、比较、反思以明确方向，对未来的实验考试提出改进建议。一、实践活动评价类型化学实验考试属于对科学实践活动进行的评价。从评价的对象以及方式来看，科学实践活动评价可以分为两种类型。一种是实践技能的直接评价(DAPS)，另一种是实践技能的间接评价(IAPS)。关于科学实践活动评价的讨论大多都集中在指向评价过程(DAPS)而非评价结果(IAPS)的设计难度上。在盖茨比基金会2012年的一份报告改进学校科学实践活动的评价中，对实践评价的类型进行了分析（见表1）。表1禾科学实践活动评价的类型 4评价形式与内容评价类型调查报告学生使用自己收集、获取的数据撰写调查报告，但他们的实践活动技能没有被直接观察或评价IAPS调查报告学生根据所提供的数据撰写调查报告（通常是由于存在某些困难，学生无法直接收集并获得相IAPS关有意义的数据）纸笔测试学生需完成一份关于科学实践活动的试卷IAPS实践测试报告学生完成实践活动，并写出他们所使用的仪器设备、实验方法、获得的实验结果以及对活IAPS动过程的自我评价实践测试教师(或其他评价者）观察学生的实践活动并进行评价DAPS目前许多国家已经尝试开发并使用不同的实践活动评价方法。表2 展示的是澳大利亚、新加坡、新西兰的科学实践活动评价，可见这三个国家采取的是实践技能间接评价、直接评价以及将两者结合使用的三种不同的典型做法。不少国家也根据各自的学情和对评价的理解选择了类似的实验考试方式。因此，对于究竟应该如何对科学实践活动及其过程技能进行评价这一问题，不同国家和地区的科学教育工作者尚未完全达成共识。不过有一点各国是一致的，那就是在近期国际上完成修订化学教与学2023年第12 期化学教与学教学研究表2 实实践活动评价案例国家评价内容与形式类型评价分值通常占课程总分的10%3 0%。评价由州一级政府组织进行，各州的评价方式并不相同。以澳大在澳大利亚流行的“学校国际竞赛与评价”为例，这是一个以多项选择题为考查载体的纸笔测试项IAPS利亚目。其对科学课程进行的评价为：对数据的解释，包括观察、测量及分析图表等；对数据的应用，包括使用数据进行预测与小结等；高阶思维技能，包括探究、推理与问题解决等。评价由任课教师在课堂中进行，每个学生需在7 5分钟内完成两个实验任务。需评价的技能由三部分新加坡组成：操作、测量与观察；数据处理与展示；分析、结论与评价。教师在三个技能领域内对学生的操作DAPS进行直接评价。用于评价的实践活动任务是由教育行政部门设计，并在评价前下发给学校。评价由学校组织进行，教育行政部门负责对评价结果进行核查与审定。学生需要在开放式的探究活动中解决相应的研究问题。以化学课程的实践活动评价为例，学生需要解决的任务为：这项活动需DAPS与新西兰要你研究在不同条件下游泳池水中次氯酸钠的浓度（如紫外线照射、pH或不同浓度的氯稳定剂），你IAPS结合有大约2 3 周的课堂时间来完成这项任务。教师根据学生在实践活动中的行为表现以及他们提交的研究报告进行评分。的科学课程中，都对科学实践评价作出了相应的设计。在各个国家的科学课程标准中，也都通过一定形式的支撑材料对实践活动评价进行阐述。实践技能间接评价与直接评价各有其特点、优势及缺点，不能简单地判断其优劣。表3 对两种不同类型评价的基本要素进行了比较。表3 DAPS和IAPS的要素比较DAPSIAPS当学生展示某特定技能时，其对真实实验对象的学生对真实实验对象的观察、设计、操作能力可以从他们的评价的依据观察、设计、操作等能力可以被直接测量出来数据及实践报告中进行分析和推断要求学生在完成实践活动后立即撰写报告，对其报告进行评价的方式观察学生开展某项实践活动评价；或者通过针对学生实践活动的纸笔测试进行评价评价的效度更高；能引导教师关注学生实践技能评价的优势对评价者而言更方便快捷，便于操作，便于进行大规模评价的培养所需的费用更高；教师及评价者需接受相关的业评价的缺点务培训；对评价的系统设计、管理、后勤保障等方评价的效度较低；难以促进学生真实实践技能水平的提高面的要求较高一方面，学生在真实情境中的实践表现与他们纸笔测试成绩的相关性不高，另一方面，也很难找到一种理想的解决办法来对学生的实践活动进行有效评价，因此，关于这一评价领域仍处于不断的研究与发展中。二、实验考试实施现状我们以江苏省扬州市高中学业水平化学实验考试的具体做法为例，介绍地市级教育部门实施高中实验考试的现状。扬州市化学实验考试是每年3 月份（高二第二学期期初）由市教育科学研究院统一组织进行，通过现场操作测试的方式检测高中学生化学必修课程学习中应具备的基本实验技能和实验素养,属于合格性考试。实验考试是从实施意见中规定的12个考查内容中选择4个，市教科院组织命制实验考试学生卷和教师评分表，明确每个实验项目的考查点、考查要求及评分细则。实验考试采取异校教师监考的方式，每位监考教师监考人数一般为6 人，在考试实施的前一周将实验考试学生卷和教师评分表下发至各学校，学校根据要求布置考场，做好准备工作。考试时学生在4个实验中随机抽签，确定自己所考查的实验项目，并在规定时间内独立完成。实验考试成绩分“合格”和“不合格”2 个等级，由主考教师根据评分表当场评定成绩。表4、表5为扬州市化学实验考试的一份试卷及评分表。4化2023年第12 期化学教与学教学研究表4扬州市学业水平化学实验考试试卷实验名称：铁及其化合物的性质实验器材：试管、胶头滴管、镊子、砂纸等实验药品：铁丝、铜片、FeCl.溶液、FeSO.溶液、CuSO.溶液、KSCN溶液、酸性KMnO.溶液、KI溶液、淀粉溶液实验记录：实验方案实验现象解释实验1：设计实验验证单质铁的还原性。化学方程式：选择的药品是铁丝和O实验2：Fe的检验。反应的离子方程式：选择的药品是FeCl溶液和实验3：设计实验证明Fe的氧化性选择的药品是FeCl,溶液和实验4：设计实验证明Fe*的还原性。选择的药品是FeSO4溶液和表5扬州市学业水平化学实验考试评分表考生座位号考查要点评定细则1234561实验1方案合理，操作正确1分2实验1的现象描述正确，化学方程式表述正确1分3实验2 方案合理，操作正确1分实验4实验2 的现象描述正确，离子方程式表达正确2分操作5实验3 方案合理，操作正确1分技能6实验3 的现象描述正确1分7实验4方案合理，操作正确1分8实验4的现象描述正确1分（1)遵守实验室规则（2）仪器及时清洗实验常规1分（3）桌面保持清洁（4）实验结束时将实验器材与药品复位合计10分考试结果：合格“V；不合格“x”三、实验考试的作用与问题可以看出，扬州市采取的实验考试是DAPS与IAPS结合的方式，其采取的理念和方法与新加坡相似。由教育行政部门设计若干有着系列任务的实验活动，学生独立完成实验，并对整个实验过程进行记录和分析，这些记录包括实验方案的设计、实验现象的记录、实验原理的分析等。评价时教师需要观察学生在具体活动任务中的表现，观察他们如何解决问题、分析原因和记录结果。为保证考试的客观性，学生的实验活动不是由自己的任课教师进行评价，而由其他学校的任课教师进行。每年用于评价的实验活动基本上来源于化学课程标准所规定的必修课程的必做实验。在考试之前，学生在化学必修课程学习中已经对实验内容进行了相应的学习与准备。实施两年来，实验考试在一定程度上缓解了中学弱化实验教学的问题。由于实验考试让学生完成课程标准所要求的必做实验活动，学生根据实验任务设计实验方案，选择药品和仪器，获得实验结果，回答问题。教师对学生是否有能力安全、熟练地运用实践技术有效合理地开展观察等活动进行评价。这样的考化学教与学2023年第12 期化学教与学教学研究试形式鼓励了教师在教学中依据课程标准的规定让学生完成化学必修课程的9 个必做实验，关注学生基本实验技能的发展，为学生提供了更多的动手实验与实践的机会。与以往相比，学生操作、使用实验仪器并开展化学实验的学习活动有所增加，设计实验装置并组装仪器的能力以及设计实验并动手操作的能力得到了一定程度的发展。从某种意义上说，实验考试起到了促进普通高中实验教学的积极作用。实验考试在促进学习的功能上也存在一定的局限性。普通高中化学课程的目标是，学生能发现和提出有探究价值的问题，能据探究目的设计并优化探究方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。5 在实际实施中，学校会提前知道所考查的实验内容及评分细则，往往会在实验考试之前针对具体实验进行一定时间的训练，学生在考试前也清楚地知道这些实验的操作步骤以及评分细则。从目前多数学校采用的应对实验考试的方法来看，教师为了解决课程对于探究性实验的关注和测试型实验考试任务之间的矛盾，采取的做法是考前重点练习实验考试所要求的任务。因此，目前的实验考试所鼓励的更多是学生对可能考到的4个实验的简单记忆，学校所关注的更多是如何让学生用最少的时间代价通过实验考试。实际的教学中，那些未被评价的内容并没有真正受到教师和学生的关注，课程目标中设计的教育愿景还没有能够得到评价体系的有力支持。实验考试设计之初所期望的鼓励学校和教师在课程实施中使用促进学生学科理解的实验学习方法的教育愿景，目前还没有能够充分彰显实验考试的方法与程序决定了通过短期训练以通过考试的方法是否会被广泛使用。事实上，当任何一项为有利于实现目标而采取的措施却变成目标时，它就不再是有效措施，因为人们的行为只会追逐这个措施，而忽略了引人该措施的真正目标。评价亦是如此。实验考试设计之初是为了鼓励教师更多让学生在真实的情境中通过活动和探究过程开展学习，然而其考试方式与课程学习的脱节导致了实验教学内容与方法上的窄化。这是因为学校和教师可能会只关注实验是如何进行考试的，从而产生这样的问题：只有那些会被考查的学习内容才会在教学中被认为是重要的，学生将考试通过视为最重要的学习目标与内容，使得对既定考试任务的练习取代了应有的实验学习过程，原本设定为提高学习质量的实验考试行为失去其对于促进学习的有效性的目标。四、实验考试的改进建议普通高中课程方案关注了实验与实践活动的教学，提出要让学生“具有一定的创新精神和实践能力”。6 高中化学课程标准中也列出了与实验和实践相关的学科核心素养维度，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实验与实践活动的开展。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？该领域的研究与实践，对于保证课程标准与教学行为及学习评价保持一致性有着重要的意义。1.实验考试的设计需推动教师理念的转变当今教育技术的发展大大改变了学校实验的教学仪器设备与教育环境，手持技术、现代分析技术和现代通信技术的应用给实验室中的学习与实践活动带来了创新变革的条件。但与技术的变革相比，更重要的是化学教师的实验教学理念需要进一步转变。目前科学教育研究者对中学化学课程中的教学行为提出了一些质疑与批评，呼吁高中化学教育要尽力使学习内容与学生的生活经历相关联，要为学生提供动手实验与实践的机会，要让化学学习成为学习者感到有趣而愉快的过程。教师们需要弄清楚为何改变，以及这些新仪器设备、实验技术和探究学习之间应该如何互动，才能推动化学教学行为的进一步发展。从这个意义上来说，实验考试不仅是一次检验学生实验设计与操作基本技能的合格性考试，更承载着驱动化学课程学习改革的功能。它需要能够促进教师更多使用基于探究的化学教学方式，为学生发展化6化学教与学2 0 2 3 年第12 期化学教与学教学研究学学科理解和认同学科价值提供支持与帮助，从而让他们能够在未来拥有对科学与社会的知情并富有创造力的生活方式。因此，实验考试的设计需要进一步推动化学教师思考科学实践活动和科学概念理解之间的关系，推动教师形成这样的理念：化学实验与实践活动是高中化学教育的重要组成部分，发展学生的实验与实践技能是化学教育的重要任务；化学实验与实践活动既应为基于概念理解的课程学习提供支持，也应促进学生动手操作技能的发展。2.实验考试的实施需采取更加灵活的方式在扬州市的实验考试中，由于学校提前知道实验考试的内容及评分细则,则往往在实验考试之前针对所考查的若干实验进行突击训练。学生在考试前就知道了某几个实验的操作步骤以及评分细则，常常出现学生进人考场后就先将实验报告中的步骤、现象、结论填好，再进行实验的情况。7 因此，目前的实验考试方式并不能有效测量学生实验设计与操作方面的真实能力，也没有真正推动学生在实验中进行证据推理、科学探究等科学实践活动的开展。实验考试可以更多鼓励任教高中的化学教师积极参与评价过程，更多收集、分析并尊重一线教师与学生的观点，从而更好地保证科学实践活动与评价之间的一致性。实验考试可以兼顾DAPS和IAPS两种形式，并各占分值的一部分。考试可以分为两个部分。第一个部分是学生以小组合作的形式完成一个教育部门规定的或者是开放式的探究性实验活动，进行数据处理，并将他们的活动过程与结论以书面报告的形式表达出来，可以是小论文、学科问题的综合分析与解释或者是具体的作品与方案设计等。第二部分是面试和实验操作考试，面试采取抽测的方式，对学生所提交的报告进行针对性地提问；实验操作的形式与目前的考试方式相似，但考试内容是学生预先不清楚的，除了烧杯、试管、酒精灯等通用性的实验器材由学校负责准备，其余实验所需药品与仪器可以由教育行政部门为特定的考试项目设计一个相应的工具包，在考试的当天根据考生的人数带至考场。3.实验考试的评价维度需进行更加精细的设计评价时教师需要一个观察表，帮助他们观察学生处理任务的过程，观察他们如何解决问题、收集数据和记录结果。观察表还能够为教师提供一个具有连贯结构的实验教学框架，让教师可以根据框架规划自已平时的实验教学活动。然而，目前的实验考试评分表未能起到这样的作用，尤其没有能够关注到学生使用表格记录数据和运用图像对数据进行表征和分析等方面，学生在实践活动中收集一系列证据并通过科学的方法进行处理，将其用于解释、检验与推理的行为和表现难以得到评价。在未来的实验考试中，为了能更有效地评价学生的实验技能，建议教师观察表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。五、结束语尽管对学生在化学实验活动中培养出来的技能进行评价的方式仍然存在诸多问题，尽管实验考试因其自身复杂性而面临着种种挑战，但对实验活动进行评价仍然是高中化学课程改革的一个重要特征与任务。这是因为科学实践活动评价能够衡量出纸笔测试无法测量的一些技能与素养，如收集、处理实践活动中获得的原始数据的能力以及实验操作技能等。对实验活动的直接评价这一方式的优点在于它可以提供纸笔测试之外关于学生科学课程实践能力的相关信息。当然在评价的过程中也需要注意到，虽然实（下转第11页）11上接第6 页）-化学教与学教学研究铁矿的化学方程式，都具有代表性。课中作业中应该富含化学思维增长点，基于证据推理要符合学生的化学认知规律和心理发展特征。基于思维增长点的角度考虑，在课中作业设计上选择了“碳三角”的情境，在相关问题的解决中让学生建构三种物质相互转化的关系，为后续化学学习中遇到的“铁三角”“铝三角”等物质转化建构模型。3.课后作业要有分层性和提高性课后作业在设计时要兼顾不同能力层次的学生，根据难度进行作业分层。基础薄弱的学生完成基础题即可。在本文的课后作业设计中，基础题是用以巩固碳的性质，其中碳还原氧化铜的实验，用以巩固和掌握本节课的重点知识。对于一些学有余力的学生，可额外设计一些培养能力的提高题和拓展题。两道提高题均需学生进行简单的化学计算，培养了学生的计算能力和质量守恒思想。拓展题是一道探究物质燃烧时产生火焰因素的实验题，根据已有的实验现象和相关信息，得到“物质燃烧能否产生火焰与物质在燃烧时的状态有关”这个正确的推论，并根据所得到的推论来预测相关的实验现象，解释生活中的真实问题，培养学生的信息加工能力、科学探究能力、类比迁移能力和证据推理能力，提高这些学生验活动的直接评价能够对化学课程的教学和学习方式产生积极的导向和影响作用，但对学生在实验活动中的表现进行评价是一个较为复杂的过程，同时评价的成本也相对较高。实验考试设计者需要依据课程目标与现实情况，选择一个适合自己的可行的实践活动评价方式。总的来说，兼顾纸笔测试与实践活动评价这两种评价方式，并在两者之间达成一定的平衡，是当前化学课程实验考试一种可行的方法。参考文献1中华人民共和国教育部。关于加强和改进中小学实验教学的意见 EB/0L，2 0 19-11-2 0.化学教与学2 0 2 3 年第12 期的思维质量。参考文献1余昆仑.中小学作业设计与管理如何有效落实 J.人民教育，2 0 2 1(3)：3 4-3 6.2占小红.义务教育化学课程标准（2 0 2 2 年版）的变化、特征及启示 J.化学教学，2 0 2 2（8）：9-13.3吴星.全面提高学生义务教育化学课程所要培养的核心素养义务教育化学课程标准（2 0 2 2 年版）解读()J.化学教学，2 0 2 2(9)：3-8.4王希华.建构主义促进了学习理论的三次变革 J.心理科学,2 0 0 5(6):152 0-152 2.5佐藤学.学习的快乐：走向对话 M.上海：华东师范大学出版社,2 0 11.2江苏省教育厅.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EB/0L,2020-06-02.3江苏省教育厅.关于加强和改进中小学实验教学的实施意见 EB/0L，2 0 2 2-0 1-2 0.4Abrahams I,Reiss M J,Sharpe R.Improving the assess-ment of practical work in school science:lessons from an in-ternational comparisonC/2013:40-41.5中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2 0 17 年版2 0 2 0 年修订）S.北京：人民教育出版社，2 0 2 0.6中华人民共和国教育部.普通高中课程方案（2 0 17 年版2020年修订）S.北京：人民教育出版社，2 0 2 0.7韦艳蓉.初中化学实验操作考查的实践和思考 J.化学教育（中英文）,2 0 15,3 6(7）：45-48.