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《中学生科学探究能力及评价方式的研究》课题调查分析

文章出处:未知 │ 网站编辑:刘岳山 │ 发表时间:2020-09-22

编者按:本文是山东省北镇中学商俊博主持的山东省教育科学“疫情与教育”规划专项课题《合作模式下中学生科学探究能力及评价方式的研究》阶段性成果,课题编号:2020YZJ239
《中学生科学探究能力及评价方式的研究》课题调查分析
             课题研究小组
内容摘要:为了更加合理高效的分析中学生科学探究能力,课题组前期对高一年级学生进行了问卷调查,主要内容包括对科学探究培养的开展教师科学把脉教学两个方面。通过问卷调查结果的分析与处理,旨在为以后的科学探究能力培养及评价方式的研究提供真实可靠的依据。
关键词:科学探究 评价方式 调查分析 量表
第一节《新课程高中物理教学中科学探究能力》分析报告
   3月初,我对通过网络对北镇中学中学高一年级4个班级进行了线上调查问卷。本次调查设计选择题16题,问答题1题。参加调查人数109人,收回问卷103份,回收率为94.4%。其中1—16题数据统计如下:
   本次调查问卷共有16道题,按内容可大致分为以下三类:
① 学生学习物理的现状;
② 学生对于在物理课堂中探究性问题的感知能力;
③ 学生对物理教师的要求及对探究型物理课堂的期望;
第1.2.4.7.9.10属于学生学习物理的现状的调查。其中第1题选择B答案的占到42.7%;在第2题中选择B答案的占到33.9%,而选择C答案的占到41.7%;第9题中选择A组答案的仍然有37%。从这三道题的分析中,足以说明教师的个人魅力仍能成为学生喜欢某门学科的主要因素,并且还可左右学生今后的发展方向。在第4题的选项中,大多数学生(72.8%)回答是偶尔有,但还有相当部分学生(19.4%)回答从来没有。另外第9题回答C的学生占到51.5%,还有第10题选择C组占到48.5%,通过这两道题的分析可以得出物理是一门以探究为主的学科,探究性问题确实能激发起学生学习物理的兴趣,在教学中不但应重视问题探究教学,更应该重视探究过程教学带给学生的情感体验。
     第3.5.6.8.11.12属于学生对于在物理课堂中探究性问题的感知能力。第3题中回答A的学生占到52.4%,第5题回答C的占到51.5%,第6题回答C的占到总人数的58.3%,这三组数字都能说明一个问题:问题的探究过程能够引起学生长时间的有意注意,能够引发学生更多的积极思考,提高学生思维的创造性。第8题选择C答案的则达57.3%,可见将探究性实验渗透在课堂中是学生比较容易接受的。第11题选择A或B的学生各占41.7%,而12题选择A的学生也达到43%。这串数字反映出物理老师在课堂上是否进行探究问题的设计对学生学好物理有很重要的影响。
     第13.14.15.16属于学生对物理教师的要求以及对物理课堂的期望。第13题有72.8%的学生选择B,第15题有67%的学生选择C,可见大多数的学生愿意参与到学习过程中,愿意与人合作,有主动学习、主动探究的愿望,也希望能得到老师及其他人的认可。第14题有42.7%的学生选择B,而40%的学生选择C,可见在高中学生的心目中,好老师除了具备人格魅力之外,还应该是具有一定的教育理论基础、科学的教学思路、具有灵活的教学方法、多样的教学方式、高素质的新型教师。第16题有7人没有回答,一部分学生回答是由于一个精彩探究性的实验,由于探究性实验能够给感官上带来较大的刺激,所以能激发起中学生的兴趣。而兴趣是一种特殊的意识倾向,是动机产生的重要主观原因,千变万化的实验现象是将学生引入物理世界的最好手段。还有一部分学生回答的是老师设置的一个引发学生认知冲突探究性问题,有的说是一个故事。一个特殊的情境,一个轻松的物理课堂,不仅能让学生专注地听好这一节课,更能使学生铭记一辈子,终身难忘。
调查小结:
    这 103份调查问卷的结果分析带给我们教师许多启示:教学早已不再是只凭借知识渊博,经验丰富就能达到目的的。新课程标准对教师提出了更高的要求,以过去重视知识传授转变为能力培养,由过去学生的被动接受转变为主动探究。要达到学生主动学习、学会汲取的目的。我们的课堂就应该行适当地变革,一个沉闷、压抑的课堂,不仅会禁锢学生的思维而且还会阻滞学生的发展。作为一名教师,面对问卷中学生殷切的期望,我们已不能只顾知识的传授而不考虑学生情感的需求。他们不是一些只会接受知识的机器,他们是有思想、有感情、有创造力的群体,他们正处于对知识的渴求阶段,不能因为我们陈旧的观念而抹杀了。这一切,都要求我们物理教师在课堂教学中结合教学内容进行问题探究时更加注重科学性、逻辑性和合理性,以期让探究性问题在课堂教学中发挥最佳的作用,体现更大的价值。让我们的课堂教学富有意义,实现三个维度目标的融合以及工具性和人文性的统一;让我们的课堂教学真实高效,客观动态地展示教师和学生互动的过程;让师生在课堂上情绪高涨,教师热情投入,学生激情澎湃,共同享受高峰体验……这是有效性课堂教学的基本标准,因而也成为我们开发学生探究能力不懈的追求!
第二节  课题的实施及阶段性成果
一、课题得以顺利实施的保障
1、理论方面:国内目前关于这方面原创性研究成果还比较少,但已有一些研究者进行了这方面的自主探索,具体代表有温胜伟、邱宝兰的科学探究能力评价量规的设计研究和李雪梅、范春玲的“探索日志”评价方法的探索。在对学生的探究行为进项评价方面,部分教师也进行了有益探索,其关于学生探究行为评价的量表设计有较强的借鉴意义。但是,科学探究能力及相关行为的本土化研究、理论基础研究和实践研究均需加强。
2、制度方面:首先,学校给予全力支持,从交流学习到课题研究场所提供保障,并且不断安排有关人员接受培训;第二,每周有一个晚上(不固定)作为集体研究时间,定期听评课交流制度,观摩交流制度等,使课题研究制度化,保证课题研究的顺利进行。
3、课题组人员配备方面:成立课题领导小组和课题研究小组,课题研究小组成员都处在教学第一线,学历水平较高,科研能力较强,年龄结构比较合理,并且大部分都具有开展课题研究的经验
二、该成果的欠缺和反思,以及修改提高的具体意见和建议
由于受到研究条件、理论水平、区域差异等因素的影响,我们的研究还不够深入,在诸多方面仍需进一步加强和完善,具体可以归纳为:1、该研究领域具有多学科交叉的特点,因此在研究中要加强多学科的交叉和融合,而不应仅仅局限于某一门学科的狭窄视野。2、目前我国的科学探究能力评价研究基本上还处在对国外相关研究成果的引进和介绍阶段,而自主的原创性研究成果很少,所以我们应该加强科学探究能力评价的本土化研究。3、在前面的分析中可以看出,目前我国关于科学探究能力评价的研究中理论思辨多,而相关的实证研究还比较少。今后在研究方法上要进一步加强实证研究。研究者要深入科学探究能力评价的一线,在实证的基础上提出各种理论模型、评价模式和评价方法等。
在研究工作的开展过程中我们也遇到了不少问题,针对研究中出现的问题我们课题组经过组织论证把问题分类整理并提出了针对性的解决意见和措施,主要表现为:1、国外研究和借鉴较多,对我国本土实践中的优秀经验和做法缺少深入研究和提炼。本课题不仅要对中学生科学探究能力的评价做出成果性研究,还要努力突破理论基础研究和实证研究的“瓶颈”。2、日常教学中教师可以将工作单作为高中生形成性评价的一种重要方式来实施,我们还可以考虑在高中学业水平考试和其他教育教学评价中,就使用工作单评价高中生的科学探究能力做出尝试。3、本课题通过对科学探究能力和科学探究行为评价方式的实证性研究,努力探求他们相辅相成、相得益彰的逻辑关系,使之发挥到最优化的教学效果。4、在课题的实施过程中,教师指导的策略、指导的深度和广度成为能否对学生科学探究力及相关行为有效研究的难点,目前指导教师的策略停留在理论分析层面,缺乏规范的实证调查和科学的比较分析,限制了研究的深度、信度和效度。
三、该成果创新程度、突出特色及主要建树
任何物理教学内容都是科学探究过程与结果的统一,都是由一个从发现和提出问题直至解决问题的过程。用科学探究的思想和观念指导物理教学,尤其是物理实验教学,能够不断发展学生的认知能力和探究能力,帮助其形成科学的思维方式和行为习惯,使学生富于创造精神和探索精神。《物理课程标准》中对中学生在科学探究和物理实验中应该达到的能力有基本要求,可是如何对各探究要素进行有效评价,却是一个比较棘手的问题,因为科学探究能力没有绝对的评价标准,且科学探究能力的评价是一个长期的过程,一次随堂测验或者一次期末考试是不足以说明问题的。选好适当的科学探究能力评价方法并对学生的科学探究能力进行及时而又准确的评价是很有意义并对学生很有帮助。通过对学生课堂中的探究行为进行一系列量化的评价,我们积累了大量的资料,这样就使得我们今后的教学有迹可循,有据可查,从而为更好地提高课堂效率,增强物理课堂的有效性提供了支持。
  评价的主要目的是为了全面了解学生的学习过程,促进学生的发展,帮助学生进行评价后的反思,重新认识自我、树立信心。评价对于学生后续学习有着很大的推动力,因此不论评价量表的设计还是评价量表的使用都要注重学生的发展。
  首先,设计量表时,我们将7大探究要素提炼为7大能力目标,特别关注学生在探究过程中对信息的收集、预判、处理、交流等行为,特别引入创新能力。课程目标明确指出:“拟定简单的科学探究计划和实验方案,能利用不同渠道收集信息,有初步的信息收集能力,学习信息处理方法,有对信息的有效性作出判断的意识,有初步的信息处理能力,有初步的信息交流能力。”可见,“信息”是高频词,仅在课程目标“过程与方法”中就出现7次。这些目标要求在我们的通用量表中都有所体现。“勇于创新”体现了物理课程的价值,是科学素质和科学精神的高层次表现。结合义务教育阶段“探究”还未上升为“研究”的特点,我们将“创新能力”定位为“在科学性的基础上,有自己的独到见解和独特的认识问题的方法”。
  其次,使用量表时,不过分强调评价的标准化,倡导客观记录学生成长过程中的具体事实。量表中的“备注或行为简录”相当于“课堂日志”或“现场笔记”,由教师和学生把课堂中发生的事情如实记录下来,客观描述学生在活动中的表现。
  再次,使用量表时,仅根据学生探究行为提出探究能力结构的“总评与发展建议”,不评定“综合”的分数或等级,不以同一模式要求所有的学生。注重“发展性评价”,评价的过程是对学生认知过程的评估,注重强化学生学习的成功之处,显示学生学习过程中需要改进的具体学习缺陷,切实以评价促进学习。
四、该成果可能或已经引起有关方面反响或引用。
1、PTA量表法(基本要素特征分析法)是一种用来评价学生某一种表现或者若干综合表现的评价方法,它是指“任何一种行为的表现,包括行为的和认知的,都会有一系列基本要素,这些要素是构成学生学习某些知识、技能或行为表现的基本单元,并对学生在这些基本单元上的行为表现做出准确的评定。”“要素”是构成一件事物或一项任务的必要因素(如:物理科学探究中的提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、收集证据、处理信息和逻辑推理、反思与评估、交流与创新七个要素)。简单来说,就是把某种行为表现,分解为若干基本要素,并对这些要素做出评价,汇总后就能评定总体的行为特征。PTA量表法在对学生的开放性作业及相关能力的评价上取得了很好的效果,也得到了广泛的认可,在我国教育领域中也得到的运用和推广。与此同时,在学生探究行为评价方式方面我们提出“关注探究行为,强调动态生成,促进学生发展”的方针和相应的具体策略,本部分介绍的通用量表集中涵盖了以上价值取向,以期我们所倡导的评价能为“提高探究行为设计的效度、捕捉并放大课堂中的动态生成”提供有益参考。
2.强调课堂动态生成对能力的催化作用
  教学准备中我们主张逆向教学设计:先将课程标准转化为“学习目标”,并据此设计相匹配的评价,再来设计学习活动。我们倡导预设、生成、评价三大教学环节的交融,预设与评价要以课堂生成为中心,并为之服务,让课堂成为学生探究能力的生发场。生成的过程是一个渐进的、多层次和多角度的非线性序列,它不可能百分之百按预定的轨道运作,常会生成一些意料之外的新信息、新情境、新思维和新方法,实际的教学过程要比预定的生动、活泼、丰富得多。为此,评价点和预设标准应力行简约,要有较大的包容性和自由度,做到预设而不死板;生成应机智把握,即兴创造,让学生独特的感悟、体验与理解在课堂上绽放。我们在考量学生探究行为的设计中,不仅要关注探究目标的整体指向,还要充分注意课堂上学生所表现出的实际行为,即时调整课堂教学中的探究活动,才能更好地让学生获得能力上的变化。这样,我们的课堂教学才能真正发挥师生的双主体作用。
    通过对学生的课堂探究和合作行为进行一系列量化的评价,我们积累了大量的资料,这样就是我们今后的教学有迹可循,有据可查,从而更好地提高课堂效率,增强物理课堂的有效性提供了支持。课题实践证明,实现探究行为评价的价值最大化,可以从以下三个维度加以优化:从选定任务的角度而言,注重评价结果对改进学生对教材中所确定的具体的物理现象的分析,重要的物理规律的理解上所起到的促进作用;在能力培养上,除关注固有能力的评价,关注能力形成的过程评价,注重强化学生学习的成功之处,显示学习过程中需要改进的具体错误;重视教师对学生探究行为设计的有效引领,教师利用获得的评价信息改进探究行为的设计。本文介绍的通用量表集中涵盖了以上价值取向,以期我们所倡导的评价能为“提高探究行为设计的效度、捕捉并放大课堂中的动态生成”提供有益参考。
 
附:《新课程高中物理教学中科学探究能力》的调查问卷及数据分析
亲爱的同学:
首先感谢您的合作和支持。本问卷是为研究之用,不用署名,对所涉及的问题,请提供真实的答案。答案本身无对错之分,故无需参考他人答案,您所提供的答案,我们将视为珍贵的材料。真诚感谢你的参与!
1.你喜欢上物理课吗?
A.喜欢(39  37.9%)     B.有的老师上课我喜欢(44  42.7%)     C.不喜欢(20  19.4%)
2.如果你认为上物理课很枯燥,主要的原因是什么?    
A.老师讲的内容听不懂( 25  24.2%) 
B.上课形式单一,老师上课不是提问就是讲解 (35  33.9%)
C.老师的语言太乏味,缺少吸引力 (43 41.7%)                                                                        
3.上课伊始,你喜欢老师以怎样的方式进入教学?
A.有趣的问题情境(54  52.4%) 
B.复习旧课开始(25  24.3%)  
C.直接进入(24  23.3%)
4.你有过下课后还沉浸在课堂上的体验吗?
A.有过(8  7.76%)       B.偶尔有(75  72.8%)      C.从来没有(20  19.4%)
5.你喜欢课堂上老师设计怎样的问题让你们回答?
A.简单的(20  19.4%)       B.有争议性的(30  29.1%)      C.有创造性的(53  51.5%)
6.老师在课堂上的探究性问题能激发你学习的兴趣吗?
A.从来没有(13  12.6%)      B.偶尔(30  29.1%)         C. 常常(60  58.3%)
7. 你喜欢上什么类型的物理课?
   A.新授课(28  27.2)         B. 习题课(13  12.6%)          C. 实验课(62  60.2%)
8. 你更喜欢老师在课堂上设置什么类型的探究性问题?
A. 有关科学家与物理史的问题情境(14   13.6%)
B.与生产和生活紧密联系的问题情境(30  25.2%)
C.以实验引入的问题情境(59   57.3%)
9. 你对探究性学习感兴趣的原因是?
A. 受到物理老师的影响(19  18.4%) 
B.物理学科本身很有趣(31  30%)  
C.物理要做实验(53  51.5%)
10. 实验课上,你喜欢做什么样的实验?
    A. 验证性实验(16  15.5%)   B.探究性实验(37  35.9%)   C. 所有的实验(50  48.5%)
 11. 你认为有探究问题情境浸润的教学比传统教学
A. 更能引发你的思考和学习的兴趣(43   41.7%)   
B.有利于提高教学质量和教学效率(43   41.7%)
C.没有多大差别(17  16.5%)
12. 你希望老师在课堂上对于探究性问题情境应该
A.尽量多的创设(44  42.7%)     B.没必要创设(21   20.4%)    C.无所谓(38  36.9%)
13. 在物理课堂上进行问题探究时,你最希望成位一名
A.指导者(27  26.2%)         B.参与者(75  72.8%)          C.旁观者(1  0.97%)
14.你心目中优秀的物理老师首先应该具备
A.富有经验,教学严谨、细致(18  17.5%)
B.教学方法科学且灵活多变(44  42.7%)
     C.具有人格魅力(41  40%)
15.你希望物理老师采用哪种教学方法
A.老师讲,我们听(4  3.9%)
B.老师提问,同学们思考回答后老师解析(30   29.1%)
C.老师创设问题情境,引导同学们一起讨论探究(69  67%)
16. 在你上过的物理课里,给你印象最最深的一件课是什么样的?请简单地叙述一下。