國際數(shù)學與科學教育評價新動向-例析TIMSS 2023的主要特點

國際數(shù)學與科學教育評價新動向例析TIMSS2023的主要特點摘要：國際數(shù)學與科學教育趨勢研究(TIMSS)順應時代發(fā)展，借助信息技術等多種評測工具，開展中小學數(shù)學與科學教育評價研究。TIMSS2023創(chuàng)新了評價形式與內涵，具有積極互動、任務集成、群體適應、形式多樣等特點，對我國進行基礎教育學業(yè)質量評價有一定的借鑒意義。國際數(shù)學與科學教育趨勢研究TIMSS(TheTrendsinInternationalMathematicsandScienceStudy)，是大型國際中小學教育評價研究項目。自1995年以來，TIMSS針對四年級和八年級的評價每四年進行一次，已幫助全世界的很多國家和地區(qū)做出基于證據(jù)的決策，以改善中小學數(shù)學和科學教育。TIMSS順應信息技術在學校和日常生活中的應用日益廣泛的時代背景，利用信息技術來評估新一代學生的數(shù)學與科學的學習狀況。2019年底，國際教育評價協(xié)會的官網(wǎng)上介紹了TIMSS2023的主要特點，本文結合小學數(shù)學與科學評價的具體案例進行分析，希望對我國小學數(shù)學與科學教學評價有所啟發(fā)。

一、創(chuàng)新試題類型，讓學生參與互動二、融合問題解決和任務探究于評估之中TIMSS2023采用各種各樣互動類型的問題，增強利用數(shù)字環(huán)境吸引學生的功能，讓學生積極參與互動。例如，學生將創(chuàng)建一系列數(shù)據(jù)并進行展示，通過在屏幕上移動和旋轉對象來解決問題，還可以使用鍵入文本、算式和手繪圖等方式作答。除彩色圖形外，問題呈現(xiàn)方式還包括視頻或動畫，以顯示數(shù)學與科學的研究或現(xiàn)象。一、創(chuàng)新試題類型，讓學生參與互動二、融合問題解決和任務探究于評估之中示例1測量圖形的面積A拖動右側面積為2cm2的長方形或者4cm2的正方形，不重復但要完全覆蓋左側圖形。B左側圖形的面積是多少？答案:22cm2。在小學數(shù)學中，面積被定義為圖形所占平面的大小，表現(xiàn)為圖形中包含單位面積的數(shù)量。此問題讓學生拖動面積為2cm2的長方形和面積為4cm2的正方形，無重疊地完全覆蓋需要測量的圖形，來測量圖形的面積，從而評價學生對面積概念的理解程度。其特點為借助信息技術的優(yōu)勢實現(xiàn)人機互動，將靜態(tài)的面積定義轉化為動態(tài)的圖形操作，生動有趣，能吸引學生全身心投入評測活動之中，達到以評促學的效果。TIMSS2023重視問題解決與科學探究的過程，關注觀察、歸納、探索、發(fā)現(xiàn)、猜想、論證等探究性活動，因此TIMSS2023積極開發(fā)新的問題和探究任務，并整合到評價設計中。TIMSS2023模擬現(xiàn)實世界和實驗室情況，呼吁學生整合并應用過程技能和內容知識來解決問題，并進行科學實驗和調查。示例2圓柱的體積變化圓柱的體積圓柱的體積V與底面半徑r和高h之間的關系為V=nr2h如果高保持不變，半徑乘1.5，你覺得這個圓柱的體積會發(fā)生什么變化？口變成1.5倍□變成2倍□變成超過2倍請你說明理由。戶二切色匹三W二二-五=nr2h,so=3.14x(i.srx1.5r)*h=3.14x2.25r2?h體積會變成原來的2.25倍。此問題借助圓柱的體積公式，讓學生研究底面半徑變化對圓柱體積的影響，重在讓學生經(jīng)歷研究過程。首先，讓學生對圓柱體積的變化做出猜想、判斷等，這可以依據(jù)直覺和經(jīng)驗，也可以依據(jù)計算和推理。然后，利用體積公式解釋、說明、論證等，這要依靠嚴謹?shù)倪\算和論證。本問題根據(jù)文本和互動界面解釋推理過程，評估學生對代數(shù)表達式中變量之間的關系的掌握程度，同時讓學生在問題解決的過程中經(jīng)歷數(shù)學探究的基本過程。示例3植物的養(yǎng)料通過按鍵▲和▼控制水量，觀察植物的生長情況。水量控制器（每天，毫升）通過水量控水量控制器（每天，毫升）通過水量控制器的箭頭,選擇每天需要的水量。每天需要的養(yǎng)料（毫升）1020□□這個問題讓學生通過設計并進行虛擬實驗來研究植物生長和發(fā)育的過程。首先，讓學生對影響植物生長的環(huán)境因素做出猜想、判斷，如本實驗中的水分、養(yǎng)料等。然后，讓學生利用虛擬實驗探明這些因素對植物生長發(fā)育的實際影響。同時，讓學生通過虛擬實驗中對這些因素的定量對比，評估環(huán)境因素對生命生長作用及影響，讓學生在問題解決的過程中經(jīng)歷探究生命科學的基本過程。三、設計小組適應性評估，確保與學生群體匹配TIMSS2023關注評價難度與學生成績的適應性，通過群體適應性設計，使評估內容與學生群體的匹配更科學合規(guī)。所有參與國家和地區(qū)都將管理相同的TIMSS項目，擁有兩套數(shù)字化評估題本。其中一套難度較大，包含中等和較難題目；另一套難度較小，包含中等和較易題目。TIMSS2023提供了兩套題本的難度轉化參數(shù)，為參與國家和地區(qū)根據(jù)以往整體成績選擇相應題本。這使評估難度與學生以往成績能更好地匹配，便于更好地評價所有學生的學習成績。示例4最喜歡的季節(jié)小明調查了他的朋友們最喜歡的季節(jié)，得到了如下的統(tǒng)計結果。季節(jié)朋友人數(shù)秋9冬4春10夏13小明根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪制了一個條形統(tǒng)計圖，請你把這個統(tǒng)計圖補充完整。此問題要求學生將統(tǒng)計表轉換為統(tǒng)計圖，即在統(tǒng)計圖上補充圖名（朋友們最喜歡的季節(jié)統(tǒng)計圖），在季節(jié)中補充“秋”，補充完成春季的條形即可。這是一個中等難度的問題，可以作為兩套試題的共同題，進行兩套試題之間的難度轉化。同時，此問題還有較強的適應性，既可以進行紙質測試，也可以進行在線測試，便于各國和地區(qū)根據(jù)自身情況選擇性使用。四、形成增強版的國際評價報告為了更好地評價學生解決數(shù)學問題和進行科學探究的能力，TIMSS2023將要獲取學生參與測試的策略和方法。這樣TIMSS所要研究的內容就更加全面，主要包括數(shù)學與科學內容與認知、策略與方法，以及與學習能力相關的背景因素（如家庭、學校、教學、態(tài)度等）。這些信息將包含在TIMSS2023的國際報告中，以增進對學生數(shù)學和科學成就的理解，便于更深刻地了解學生的學習狀況，制定更科學的教育決策。示例5畫等腰三角形拖動三角形的三個頂點，畫出一個等腰三角形，使它的底為4高為3。學生可以在信息設備（平板、電腦等）上通過拖動圖形的頂點來創(chuàng)建指定規(guī)格的幾何圖形。學生的解決策略和方法是多樣的，有的學生可能先確定高，有的學生可能先確定底，有的學生可能先進行圖形轉換。信息技術的運用可以記錄學生作圖的過程，由此分析學生的思考過程，研究學生解決問題的策略和方法。五、收集有關課程學習背景的政策信息TIMSS2023通過學生及其父母、老師和校長填寫學生在學校和家庭中學習數(shù)學和科學的經(jīng)歷經(jīng)驗問卷，收集與政策相關的重要信息，研究它們對學生成績的影響。參與國家和地區(qū)將要編寫《TIMSS2023百科全書》，提供數(shù)學與科學教育的全面信息，包括教育系統(tǒng)結構、課程和教學內容，以及最近計劃進行的改革。研究這些背景數(shù)據(jù)與學業(yè)成就的關聯(lián)，可以揭示學習環(huán)境和經(jīng)歷中的不平等現(xiàn)象。參與國家和地區(qū)可以查看與政策相關的變量，包括教育體系結構、課程、教學實踐和學習態(tài)度等。示例6糖的溶解兩塊藍色糖果放在相同的杯中，A兩塊藍色糖果放在相同的杯中，A杯加入75毫升10t的水，B杯加入75毫升90t的水。下A(10°C)B(90°C)面的視頻記錄了加入水后，30秒內水發(fā)生的變化。30秒后，哪杯水的濃度更大？□A杯OB杯請你說明原因，寫在下面。此問題采用嵌入式視頻，允許學生通過觀看有色染料在不同溫度的水中的擴散速度來推測溶解后的溶液濃度。學生可以通過視覺觀察獲得直覺和經(jīng)驗，也可以通過推理進行理性思考。物質在水中的溶解速度受到多個因素的影響：在相同條件下，水的溫度越高溶解越快；有色染料在水中顏色越深，擴展面積也越大。可見，本問題根據(jù)視頻和互動界面演示科學概念，讓學生在問題解決的過程中經(jīng)歷探究物質相互作用的過程。六、采用多種評價方式TIMSS2023的評估方式具有很大的靈活性，便于參與國家和地區(qū)根據(jù)自身情況選擇性使用。首先，傳送形式多樣，如采用USB記憶棒、本地服務器和互聯(lián)網(wǎng)等。其次，載體多樣，可以使用學校的設備，也可以使用學生自帶的設備。此外，數(shù)字化評估還可以簡化翻譯和驗證活動，改善數(shù)據(jù)收集方式，進行自動評分，減少紙質交付的相關打印和運輸成本，從而提高運營效率。對于無法進行數(shù)字化評估的國家和地區(qū)，TIMSS2023仍然可以提供基于紙質的評價。示例7植物的結構下面這棵植物的哪些結構能產(chǎn)生花粉，請點擊