美国NAEP中科学实践测评框架、试题及其应用研究 ——以高中生物学遗传与进化的内容为例

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在各国纷纷开展大型学业质量测评的时代,我国基础教育质量监测(National Assessment of Education Quality,NAEQ)处于初创期,同时,我国高中科学教育质量监测体系尚未建立,而美国国家教育进展评估(The National Assessment of Educational Progress,NAEP)作为开展了 50年的大型学业测评项目可作为我们成熟的借鉴对象,同时NAEP中涉及的、为扭转科学探究模式化而出现的科学实践正在成为科学教育的主旋律。因此,本研究对美国NAEP中科学实践测评的框架和试题进行了研究,并借鉴其相关经验,在我国生物学测评中引入科学实践因素,以期填补我国对NAEP以及科学实践的一些研究空白,助力我国科学探究教育模式化的扭转,并为我国高中科学教育质量监测体系的建立做一些前期的研究和尝试。基于以上研究目的及意义,本研究的路径及结论如下:第一,通过研究美国NAEP中科学实践测评的框架,了解其试题编制的相关理论。其中包括科学实践要素、测评的认知需求、测评所依托的生物学内容、测评方式、测评试题的编制。主要解答了“美国NAEP中科学实践测的是什么”的问题,即识别科学原理、使用科学原理、运用科学探究、应用技术设计,以及与之相关的其他内容,包括“知道内容、知道如何、知道为什么、知道何时何地应用知识”在内的认知要求;包括“纸笔测评、动手操作任务、交互计算机任务”在内的测评方式;测评所依托的组织与发育、物质与能量转换等生物学内容;还有“开发表现期望、提出认知要求、开发试题等”命制试题的迭代路线。第二,通过研究美国NAEP中12年级生物学领域下的科学实践测评试题,了解其命题的特点。本研究在其题型、信息呈现形式、情景、题干和选项的设置特点、评分方式等方面进行了深入剖析。主要解答了“美国NAEP中科学实践是如何测的”问题,即主要采用选择题、问答题和试题集三种题型,在12年级试题中分别以20%、40%、30%和10%的比例考查识别科学原理、使用科学原理、运用科学探究和应用技术设计,其信息呈现形式和情景类型都呈现多样化的特点,以简洁、高效、适切为原则。此外,其问答题的评分采用双位编码法。第三,通过研究高中生物学领域下科学实践测评试题的编制理论,为试题的命制打下了坚实的理论基础。本研究依据试题的编制原则、编制依据、科学实践内容和试题的编制流程,利用“遗传与进化”模块的部分生物学内容与科学实践的因素交叉形成了一些表现期望,同时,还开发了命制试题的双向细目表,为后续试题的开发做好了充足的准备,在理论层面上解答了“如何在高中生物学测评中融入科学实践因素”的问题。第四,通过开发高中生物学领域下的科学实践测评试题,在实践层面上解答了“如何在高中生物学测评中融入科学实践因素”的问题。本研究依据具体的表现期望和双向细目表对试题进行了命制,并结合两轮施测的情况、Rasch模型分析测评数据的结果对试题进行了修订,最后得到了质量良好的试题。本研究对美国NAEP中科学实践测评试题的编制理论、美国NAEP中科学实践测评试题的主要特点、生物学测评中引入科学实践因素的可行性进行了综合讨论,反思了研究中存在的创新和不足,后续研究者可据其进行更深入的研究。
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