物理實(shí)驗(yàn)探究性水平的評價研究

1、物理實(shí)驗(yàn)探究性水平的評價研究鄧子勇（湖北省荊門市麻城中學(xué)， 湖北 荊門448126）摘要：物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)活動的一個重要組成部分，它的探究性水平既反映出“培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力”這一課程目標(biāo)在物理教科書中的落實(shí)情況，也影響著該課程目標(biāo)在具體物理教學(xué)活動中的實(shí)現(xiàn)。本文在對已有研究總結(jié)和分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生科學(xué)探究能力的要求，設(shè)計(jì)出了物理實(shí)驗(yàn)的探究性水平評價模型。關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；探究性水平；評價培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力是新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的重要目標(biāo)之一，自新課程改革推行以來，我國教育界對“科學(xué)探究”的研究高度重視，大多數(shù)研究主要集中在對探究式教學(xué)模式、探究式教學(xué)設(shè)計(jì)、探究式

2、教學(xué)策略等方面的研究，且取得了一定的研究成果。但對探究過程的探究性水平的評價研究還不充分，因此分析總結(jié)已有的探究性水平的相關(guān)研究成果，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的物理實(shí)驗(yàn)探究性水平評價模型，并利用此模型對物理實(shí)驗(yàn)的探究性水平進(jìn)行評價具有重要意義。一、物理實(shí)驗(yàn)探究性水平劃分和評價標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)研究通常情況下，理科探究式教學(xué)的實(shí)現(xiàn)在很大程度上要借助實(shí)驗(yàn)這個載體，但這不等于所有實(shí)驗(yàn)都與科學(xué)探究有關(guān)，也不代表所有實(shí)驗(yàn)的探究性水平相同，實(shí)驗(yàn)在多大程度上是探究的，它的探究性水平如何是值得研究的重要問題。20世紀(jì)60年代，美國課程理論研究專家施瓦布對科學(xué)探究的探究性水平進(jìn)行了研究。他根據(jù)探究過程中教師（或教材）和學(xué)生參與探究

3、的不同程度將探究過程劃分為3種水平，學(xué)生的參與程度越高，自主性越強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)的探究性水平就越高。施瓦布的探究性水平劃分方法和標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1 施瓦布的科學(xué)探究水平分類（1962）主體要素提出問題設(shè)計(jì)方案得出結(jié)論水平水平1教師教材教師教材學(xué)生水平2教師教材學(xué)生學(xué)生水平3學(xué)生學(xué)生學(xué)生 1995年美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，公布了K-12年級的學(xué)生應(yīng)該達(dá)到的科學(xué)探究能力標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)，專家指出了適用于所有學(xué)段的探究式教學(xué)的五個基本特征，并針對每個特征制定了探究性程度的評價標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。 表2 課堂探究的基本特征和探究性程度基本特征探究的不同程度問題學(xué)習(xí)者探究科學(xué)性問題學(xué)習(xí)者自己提出一個問題 學(xué)習(xí)者

4、從所提供的問題中選擇、據(jù)此提出新的問題學(xué)習(xí)者探究的問題來自教師、學(xué)習(xí)材料或其他途徑，但問題不是那么直接，需要有所改變或自己體會其含義學(xué)習(xí)者探究直接來自教師、學(xué)習(xí)材料或其他途徑的問題證據(jù)學(xué)習(xí)者針對問題收集事實(shí)證據(jù)學(xué)習(xí)者自己確定什么可作為證據(jù)并進(jìn)行收集學(xué)習(xí)者在他人的指導(dǎo)下收集某些數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)直接給出，學(xué)習(xí)者進(jìn)行分析數(shù)據(jù)和分析方法都給了學(xué)習(xí)者解釋學(xué)習(xí)者從證據(jù)出發(fā)形成解釋學(xué)習(xí)者總結(jié)事實(shí)證據(jù)之后作出解釋學(xué)習(xí)者在得到指導(dǎo)的情況下收集事實(shí)形成解釋使用證據(jù)形成解釋的可能途徑已知證據(jù)已知評價學(xué)習(xí)者使解釋與科學(xué)知識相聯(lián)系學(xué)習(xí)者獨(dú)立地考察其他事實(shí)來源、建立事實(shí)與已有解釋的聯(lián)系學(xué)習(xí)者被引導(dǎo)到科學(xué)知識的領(lǐng)域和來源可能的聯(lián)系

5、被給出教師評價解釋表達(dá)學(xué)習(xí)者闡述和論證自己的解釋學(xué)習(xí)者用合理的、合乎邏輯的論據(jù)表達(dá)自己的解釋學(xué)習(xí)者闡述自己解釋的過程得到他人指導(dǎo)學(xué)習(xí)者闡述自己解釋的過程得到了廣泛的指導(dǎo)表達(dá)的步驟和程序都被給出多 學(xué)習(xí)者自主探究的程度 少少 教師或?qū)W習(xí)材料指導(dǎo)的程度 多表1主要是根據(jù)學(xué)生在探究過程中的參與程度將探究性水平進(jìn)行了劃分，學(xué)生參與的探究要素個數(shù)越多，學(xué)生的參與程度就越高，探究過程的探究性水平就越高。如此劃分雖然很清晰地將探究過程的探究性水平劃分成了不同的等級，但是不僅固定了同一水平上學(xué)生自主參與的探究要素個數(shù)，也無意中固定了探究要素的種類。表2只針對每一個探究要素進(jìn)行探究性程度的區(qū)別，沒有考慮整個探究

6、過程的探究性水平，因此，表2無法對科學(xué)探究過程的整體探究性水平進(jìn)行評價。以上兩種劃分方法所選的探究要素個數(shù)不同，但都包含了提出問題、探究活動和得出結(jié)論這三個主要的探究要素，此外表2的評價標(biāo)準(zhǔn)還包括了對評估和交流合作這兩個要素的評價。我國物理課程標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生的探究能力的要求比較全面，課標(biāo)中明確要求學(xué)生的科學(xué)探究過程應(yīng)當(dāng)包括評估和交流合作這兩個探究要素。因此，表2選擇如此多的探究要素是我們在制定評價標(biāo)準(zhǔn)和建立評價模型時應(yīng)當(dāng)借鑒的。二、物理實(shí)驗(yàn)探究性水平的評價模型物理實(shí)驗(yàn)探究性水平評價的探究要素 對物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性水平評價首先要選定參與評價的探究要素，依據(jù)課標(biāo)對學(xué)生科學(xué)探究能力的要求，本模型選取提出

7、問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作這7個探究要素參與評價。一般而言，即便學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中自主參與的探究要素個數(shù)相同，但不同學(xué)生可能參與不同種類的探究要素，由于探究要素之間本身存在著差異，則不同學(xué)生自主參與探究的程度也是不同的。例如：某實(shí)驗(yàn)包含6個探究要素，甲乙兩個學(xué)生都自主參與了其中的1個探究要素，但甲學(xué)生自主參與探究的要素是提出問題，乙學(xué)生自主參與探究的要素是得出結(jié)論，提出問題與得出結(jié)論這兩個探究要素本身就存在差異，因此甲乙學(xué)生的自主參與探究的程度實(shí)際上也就不同。在上述的例子中，我們在評價過程中既要考慮到學(xué)生只提出問題這種探究過程，也要考慮到學(xué)

8、生只得出結(jié)論這種探究過程。因此，我們在每個水平上不具體固定學(xué)生自主參與的探究要素的種類，只考慮實(shí)驗(yàn)包含的探究要素個數(shù)和學(xué)生自主參與的探究要素個數(shù)這兩方面。物理實(shí)驗(yàn)探究性水平的量化評價方法為了對比不同實(shí)驗(yàn)的探究性水平，我們用實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生自主參與的探究要素個數(shù)與實(shí)驗(yàn)包含的探究要素個數(shù)的比值來量化實(shí)驗(yàn)的探究性水平，并將它定義為學(xué)生自主參與度。如果用字母t表示學(xué)生的自主參與度，s表示學(xué)生自主參與的探究要素個數(shù)，l表示實(shí)驗(yàn)中包含的探究要素個數(shù)，則三者之間的關(guān)系表示為t=s/l（0t1）。 t值越大，表示學(xué)生自主參與度越高，實(shí)驗(yàn)的探究性水平就越高，反之亦然。這樣的話，上述例子中無論學(xué)生參與的是哪一個探究

9、要素，他的自主參與度都是1/6，不會遺漏任何一種探究過程。但為了最終區(qū)分不同實(shí)驗(yàn)的探究性水平，且便于評價結(jié)果，按照t值的不同，將實(shí)驗(yàn)的探究性水平劃分為4個等級（可見表3）。 表3 t值與探究性水平對照表t值00t1/21/2t11水平1234 不同水平的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自主參與度不同，水平越高，學(xué)生的自主參與度越高，實(shí)驗(yàn)的開放性越強(qiáng)；水平越低，學(xué)生的自主參與度越低，實(shí)驗(yàn)的封閉性越強(qiáng)。按照實(shí)驗(yàn)開放性由弱到強(qiáng)的順序，將1級水平到4級水平的實(shí)驗(yàn)分別定義為封閉型實(shí)驗(yàn)、引導(dǎo)型實(shí)驗(yàn)、指導(dǎo)型實(shí)驗(yàn)和開放型實(shí)驗(yàn)。在封閉型實(shí)驗(yàn)中，教師參與所有探究要素并解決探究中的所有問題，學(xué)生觀察整個實(shí)驗(yàn)過程；在引導(dǎo)型實(shí)驗(yàn)中，教師參與

10、完成半數(shù)以上的探究要素，并在整個過程中對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和提示，學(xué)生是在教師的陪同下完成實(shí)驗(yàn)的；在指導(dǎo)型實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生自主參與完成半數(shù)以上的探究要素，整個實(shí)驗(yàn)主要突出學(xué)生的主體性，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的具體說明，當(dāng)學(xué)生遇到困難時教師才進(jìn)行必要的指導(dǎo)；在開放型實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生自主參與整個探究過程，教師在整個實(shí)驗(yàn)中只是活動的組織者，他僅在思想和方法上對學(xué)生作出更高層次的指導(dǎo)。不同水平的實(shí)驗(yàn)由于開放性不同具有不同的教學(xué)功能，在實(shí)際教學(xué)過程中要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象來合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)的探究性水平，并不能狹隘地認(rèn)為實(shí)驗(yàn)的探究性水平越高越好。 那么，究竟如何來提高實(shí)驗(yàn)的探究性水平，又如何合理有序的呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)?？這