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教育对一个国家和民族是很重要的，国民的受教育水平直接决定了国家竞争力的强弱。在世界范围内，不管是发达国家或者是发展中国家，对教育的支持力度都在逐年提高，因此各种先进的教育理论也随着社会的进步得到不断的发展。然而教育是多方面因素作用的长期结果，很难对教育理论、教育行为和结果进行评估。所以，一直以来没有一个完善的、被普遍认同的评估体系来对教育理论和国家教育政策，以及公民受到的教育水平进行评估。各国教育部门和国际组织一直致力于建立一个合理的教育评估体系，使其可以全方位地对一个国家或者地区的教育水平进行评估。
目前，在美国并存有一些针对全美公民的教育评估体系，其中国家教育进展评估（National Assessment of Educational Progress，NAEP）和国际数学和科学教育趋势评估（Trends in International Mathematics and Science Study，TIMSS）是两个重要评估体系。NAEP是由美国国会授权的一项全国性学生学业成就评估体系。它由美国教育部任命，但又独立于教育部的国家评估理事会（National Assessment Governing Board）负责制定NAEP的政策并设计其评估体系[1]，是美国国内最大的、周期性评估体系。它目前涉及的内容有数学、阅读、科学、写作、艺术、公民教育、经济、地理和美国历史。评估的对象是4、8和12年级的学生。TIMSS是由国际教育成就调查委员会（International Association for the Evaluation of Educational Achievement，IEA）负责运行的国际性教育评估项目[2]。TIMSS每四年举行一次调查，比较不同国家和地区的学生在数学和科学学科的学业成就，参与最近一次评估（2007年）的国家和地区将近60个，评估的对象是4和8年级学生。
这两种教育评估体系运作多年，且全程都有科学家、教育专家和统计专家参与，都是较为成熟的教育评估体系。因此，通过研究和比较前述的两种教育评估体系，可以使我们更好地深入了解国际上对学生学业成就评估的模式，建立一个适合我国的中小学教育评估体系。为了有针对性和可比性，本文仅仅比较这两种体系中的科学课程方面的体系内容。
人类科学实践活动依赖于人们具有的科学认知能力来完成，因此为了全面考察学生在科学课程方面的学业成就时，NAEP和TIMSS除了设定科学内容的考察，还对科学认知能力进行了评估。这两种评估体系都通过评估试题对学生进行评价，每个试题都有两个分类编码，一个分类编码用于区分科学内容，一个用于区分科学认知能力，因此两种评估体系对科学内容和科学认知能力的评估是同时进行的。下面将从三个方面对这两个体系进行比较。
一、NAEP和TIMSS在科学课程内容上的异同
NAEP的科学内容分布如表1所示，可以看出它包括三个部分：生命科学、自然科学和地球和空间科学。从表1中可知：各部分在4年级分布均匀，8年级则偏重地球和空间科学。从内容分布情况可以看出，NAEP认为4年级各部分内容应保持均衡，以适应4年级学生的认知水平；为了培养8年级学生的理性思维能力和空间想象力，8年级的科学内容则更加强调地球和空间科学。
表1所示也列出了TIMSS覆盖的科学内容。考虑到不同国家和地区的课程内容的差异，TIMSS对4年级和8年级设置了不同的内容类别，4年级没有涉及化学的内容，8年级的自然科学课程分成化学和物理，同时生物的占比下降，地球科学内容占比保持不变。需要特别指出的是，两个体系中的4年级自然科学包含的内容不一样，在NAEP中包含物理和化学，在TIMSS中只有物理内容。从表1中可看出，相对NAEP来说，TIMSS中的生物、物理和化学占比更多。TMISS中4年级生命科学内容占比达到45%，8年级的物理和化学合起来占比达到45%。TIMSS认为低年级学生对于生命现象有很强的好奇心，因此因势利导地加强生命科学的内容，而到高年级则通过物理和化学课程来培养学生的逻辑分析能力。
为了更好地说明两个体系在科学内容的覆盖上的异同，我们以NAEP的4年级和8年级自然科学和TIMSS中的4年级自然科学以及8年级的物理和化学内容进行比较。从表2中可以看出，TIMSS实际覆盖的内容范围比NAEP要大，而且TIMSS内容体系的4年级和8年级的类目名字虽然相同，但是实际内容和要求则不同，8年级的内容不是4年级的重复，而是在4年级的基础上深化。比如：声这一部分内容在4年级只要求知道声音是振动引起的，在8年级则要求区分音量，振幅，频率和音高，并了解声音通过介质传播，在表面会反射和吸收，以及在不同介质中的速度不同。在对比光、声、磁方面的内容时，就会发现NAEP和TIMSS有很大的不同。以光的内容为例，NAEP里包括光的直线传播和折射（4年级），光可以传递能量和太阳的光能（8年级），TIMSS在4年级要求分辨光源和光的直线传播和折射，在8年级要求了解光速，光的反射、吸收和色散，光和物体的颜色关系，透镜的使用。从以上对比可以了解，TIMSS在这一部分内容的广度和深度上比NAEP要高。这从一个侧面上可以解释为什么美国学生在TIMSS测试中表现欠佳。但是在一些基本内容上，比如物质、力和运动这些内容上两个体系基本没有差别。
从以上对比可以看出，这两种评估体系在科学内容的覆盖面上基本一样，但是在不同年级的各部分内容侧重点有所不同；另外TMISS的覆盖面比NAEP要大一些。
二、NAEP和TIMSS在科学认知能力上的异同
NAEP的科学认知能力包括四个层次：识别科学原理、应用科学原理、实施科学探究和技术设计。这四个层次NAEP有明确的要求：识别科学原理要求学生能够理解、记忆、关联和叙述基本科学原理；应用科学原理要求学生能够解释现象，预判某一现象可能的结果和能够举出和科学原理相关的事例；实施科学探究则关注学生设计一个科学调查或者评判一个科学调查的能力，即利用合适工具和技术进行科学探索的能力，找出实验数据的规律或者与其相关的理论模型的能力，利用实验数据证实或评估结论的能力；技术设计则关注学生在真实的环境中系统地应用科学知识和技能处理问题的能力。这些能力要求贯穿于每个年级，但是各年级有所区别。从表3可看出4年级的科学认知能力主要强调前三个层次，这也更加符合低年级的认知特点；8年级则特别重视应用科学原理。 TIMSS的科学认知能力则分为三个层次：知道、应用和推理。在TIMSS中对这三种认知能力有如下要求：知道认知要求学生了解科学概念和模型，并能使用合适的工具和实验方法用于科学探索中；应用认知要求学生使用科学概念和原理比较、区分和解释科学信息，并能利用概念和原理解决问题或者解释现象；推理认知则要求学生能够分析问题并了解其中的科学原理，设计和解释处理问题的方法，使用合适的公式和分析方法评估解决问题的方案。这些认知方面的要求也是适用于每个年级，但是从表3中可看出在4年级更关注知道和了解科学知识，即基本认知能力的培养，在8年级则提高对推理方面的要求。
为了更好地区分它们在科学认知方面的不同，把这两种体系中的试题按照TIMSS的认知体系分类后进行比较可以看出：对于4年级来讲，在NAEP中18%的试题属于知道认知，这个比例比TIMSS的一半还少；NAEP中53%的试题属于应用认知，比TIMSS多18%；推理认知在两个体系都差不多；另外NAEP还有6%的综合性认知，即不能简单归为某一类。对于8年级来讲，NAEP减少了知道认知，TIMSS虽然也减少了，但是这一比例仍然是NAEP的3倍，而这个比例在4年级是2倍；在应用认知部分NAEP增加了一部分比例，而TIMSS没有增加，从而使这一部分的比例差扩大；推理部分NAEP基本没有什么变化，TIMSS则增加到35%，比NAEP多10%左右。综合以上信息可看出，不管是NAEP还是TIMSS从4年级到8年级都减少了知道认知方面的比例，分别增加了应用和推理方面的比例；而NAEP更加强调应用认知，TIMSS更加强调推理认知。这种安排显示了这两种体系对这两个年级的认知发展有不同的期望。
在对基本科学规律和现象的认知上，TIMSS比NAEP更重视学生这方面的能力，在更深层次的科学认知能力上，两种体系都强调解决问题的能力，但NAEP更重视科学内容的应用，TIMSS更重视学生的逻辑和推理能力。
三、NAEP和TIMSS在科学课程评估中试题形式和分布的异同
NAEP和TIMSS试题都包含单项选择题和开放性试题（Constructed Response or Open Ended Question）。TIMSS中的开放性试题包括简答题（Short Constructed Response Question）和拓展题（Extended Constructed Response Question）。简答题用一个单词或者短语简要回答。解答拓展题时，由于需要利用相关知识和技能解决问题或解释现象，所以学生可以根据题意安排自己的答题内容。根据学生回答的完整程度给出拓展题相应的分数，而其评价的重点在问题的解决方法上而不是在写作的能力上。比如单词和句子写得是否规范，这样的评分细则和我国的小学考试评分标准还是有很大的区别。
NAEP的开放性试题包含简答题、拓展题和概念图任务（Concept Mapping Tasks）。其中概念图任务题要求学生在6-8个概念间用箭头建立联系，并在箭头上用单词或短语简要描述概念间的联系，这种题主要考查学生对于科学内容或者概念有精准的认识，并要求有一定的联想能力。这和目前国内流行的思维导图和相类似。另外，考虑到工作量和评估的有效性，NAEP还对一小部分的测试对象进行加试，这部分内容的题型主要包含实验题（Hand-on Performance Task）和计算机交互模拟试题（Interactive Computer Task），通过对这些内容的评价，可以得到更加全面和丰富的学生学业成就信息。由于TIMSS中没有相应的内容，所以加试的题型不在这次对比的内容里。
两个体系中的开放性试题评分标准也不相同。在TIMSS中简答题有正确和错误两个评分等级，拓展题有三个：正确、部分正确、错误。在NAEP中，简答题则可能有两个或者三个评分等级，拓展题有四个：正确、部分正确、少量正确和错误。需要说明的是，TIMSS有些题没有唯一答案，要求学生对这个问题有两种回答，根据回答内容对其评价，评价的结果分为三类（两个都正确，一个正确和都不正确）。
图1（a）和（b）分别是NAEP和TIMSS中选择题和开放性试题考查各种认知能力试题的百分比
在比较了NAEP和TIMSS在科学课程学生学业成就评估体系后，发现NAEP和TIMSS都不仅仅关注学生科学内容的掌握，而且关注学生科学认知能力的发展，它们的这种方法是值得我国在对学生学业成就进行评估时借鉴和学习的。两个体系在评估这两个方面方式和侧重虽然不同，但是都能很好地对教育活动起到引导和指导作用，这些是值得我国教育机构反思的。
参考文献
[1] NAEP.Science Framework for the 2009 National Assessment of Educational Progess.http：//nces.ed.gov/nationsreportcard/science/moreabout.asp
[2] IEA. TIMSS 2007 Assessment Frameworks..http：//timssandpirls.bc.edu/TIMSS2007/frameworks.html.
（责任编辑 任洪钺）
目前，在美国并存有一些针对全美公民的教育评估体系，其中国家教育进展评估（National Assessment of Educational Progress，NAEP）和国际数学和科学教育趋势评估（Trends in International Mathematics and Science Study，TIMSS）是两个重要评估体系。NAEP是由美国国会授权的一项全国性学生学业成就评估体系。它由美国教育部任命，但又独立于教育部的国家评估理事会（National Assessment Governing Board）负责制定NAEP的政策并设计其评估体系[1]，是美国国内最大的、周期性评估体系。它目前涉及的内容有数学、阅读、科学、写作、艺术、公民教育、经济、地理和美国历史。评估的对象是4、8和12年级的学生。TIMSS是由国际教育成就调查委员会（International Association for the Evaluation of Educational Achievement，IEA）负责运行的国际性教育评估项目[2]。TIMSS每四年举行一次调查，比较不同国家和地区的学生在数学和科学学科的学业成就，参与最近一次评估（2007年）的国家和地区将近60个，评估的对象是4和8年级学生。
这两种教育评估体系运作多年，且全程都有科学家、教育专家和统计专家参与，都是较为成熟的教育评估体系。因此，通过研究和比较前述的两种教育评估体系，可以使我们更好地深入了解国际上对学生学业成就评估的模式，建立一个适合我国的中小学教育评估体系。为了有针对性和可比性，本文仅仅比较这两种体系中的科学课程方面的体系内容。
人类科学实践活动依赖于人们具有的科学认知能力来完成，因此为了全面考察学生在科学课程方面的学业成就时，NAEP和TIMSS除了设定科学内容的考察，还对科学认知能力进行了评估。这两种评估体系都通过评估试题对学生进行评价，每个试题都有两个分类编码，一个分类编码用于区分科学内容，一个用于区分科学认知能力，因此两种评估体系对科学内容和科学认知能力的评估是同时进行的。下面将从三个方面对这两个体系进行比较。
一、NAEP和TIMSS在科学课程内容上的异同
NAEP的科学内容分布如表1所示，可以看出它包括三个部分：生命科学、自然科学和地球和空间科学。从表1中可知：各部分在4年级分布均匀，8年级则偏重地球和空间科学。从内容分布情况可以看出，NAEP认为4年级各部分内容应保持均衡，以适应4年级学生的认知水平；为了培养8年级学生的理性思维能力和空间想象力，8年级的科学内容则更加强调地球和空间科学。
表1所示也列出了TIMSS覆盖的科学内容。考虑到不同国家和地区的课程内容的差异，TIMSS对4年级和8年级设置了不同的内容类别，4年级没有涉及化学的内容，8年级的自然科学课程分成化学和物理，同时生物的占比下降，地球科学内容占比保持不变。需要特别指出的是，两个体系中的4年级自然科学包含的内容不一样，在NAEP中包含物理和化学，在TIMSS中只有物理内容。从表1中可看出，相对NAEP来说，TIMSS中的生物、物理和化学占比更多。TMISS中4年级生命科学内容占比达到45%，8年级的物理和化学合起来占比达到45%。TIMSS认为低年级学生对于生命现象有很强的好奇心，因此因势利导地加强生命科学的内容，而到高年级则通过物理和化学课程来培养学生的逻辑分析能力。
为了更好地说明两个体系在科学内容的覆盖上的异同，我们以NAEP的4年级和8年级自然科学和TIMSS中的4年级自然科学以及8年级的物理和化学内容进行比较。从表2中可以看出，TIMSS实际覆盖的内容范围比NAEP要大，而且TIMSS内容体系的4年级和8年级的类目名字虽然相同，但是实际内容和要求则不同，8年级的内容不是4年级的重复，而是在4年级的基础上深化。比如：声这一部分内容在4年级只要求知道声音是振动引起的，在8年级则要求区分音量，振幅，频率和音高，并了解声音通过介质传播，在表面会反射和吸收，以及在不同介质中的速度不同。在对比光、声、磁方面的内容时，就会发现NAEP和TIMSS有很大的不同。以光的内容为例，NAEP里包括光的直线传播和折射（4年级），光可以传递能量和太阳的光能（8年级），TIMSS在4年级要求分辨光源和光的直线传播和折射，在8年级要求了解光速，光的反射、吸收和色散，光和物体的颜色关系，透镜的使用。从以上对比可以了解，TIMSS在这一部分内容的广度和深度上比NAEP要高。这从一个侧面上可以解释为什么美国学生在TIMSS测试中表现欠佳。但是在一些基本内容上，比如物质、力和运动这些内容上两个体系基本没有差别。
从以上对比可以看出，这两种评估体系在科学内容的覆盖面上基本一样，但是在不同年级的各部分内容侧重点有所不同；另外TMISS的覆盖面比NAEP要大一些。
二、NAEP和TIMSS在科学认知能力上的异同
NAEP的科学认知能力包括四个层次：识别科学原理、应用科学原理、实施科学探究和技术设计。这四个层次NAEP有明确的要求：识别科学原理要求学生能够理解、记忆、关联和叙述基本科学原理；应用科学原理要求学生能够解释现象，预判某一现象可能的结果和能够举出和科学原理相关的事例；实施科学探究则关注学生设计一个科学调查或者评判一个科学调查的能力，即利用合适工具和技术进行科学探索的能力，找出实验数据的规律或者与其相关的理论模型的能力，利用实验数据证实或评估结论的能力；技术设计则关注学生在真实的环境中系统地应用科学知识和技能处理问题的能力。这些能力要求贯穿于每个年级，但是各年级有所区别。从表3可看出4年级的科学认知能力主要强调前三个层次，这也更加符合低年级的认知特点；8年级则特别重视应用科学原理。 TIMSS的科学认知能力则分为三个层次：知道、应用和推理。在TIMSS中对这三种认知能力有如下要求：知道认知要求学生了解科学概念和模型，并能使用合适的工具和实验方法用于科学探索中；应用认知要求学生使用科学概念和原理比较、区分和解释科学信息，并能利用概念和原理解决问题或者解释现象；推理认知则要求学生能够分析问题并了解其中的科学原理，设计和解释处理问题的方法，使用合适的公式和分析方法评估解决问题的方案。这些认知方面的要求也是适用于每个年级，但是从表3中可看出在4年级更关注知道和了解科学知识，即基本认知能力的培养，在8年级则提高对推理方面的要求。
为了更好地区分它们在科学认知方面的不同，把这两种体系中的试题按照TIMSS的认知体系分类后进行比较可以看出：对于4年级来讲，在NAEP中18%的试题属于知道认知，这个比例比TIMSS的一半还少；NAEP中53%的试题属于应用认知，比TIMSS多18%；推理认知在两个体系都差不多；另外NAEP还有6%的综合性认知，即不能简单归为某一类。对于8年级来讲，NAEP减少了知道认知，TIMSS虽然也减少了，但是这一比例仍然是NAEP的3倍，而这个比例在4年级是2倍；在应用认知部分NAEP增加了一部分比例，而TIMSS没有增加，从而使这一部分的比例差扩大；推理部分NAEP基本没有什么变化，TIMSS则增加到35%，比NAEP多10%左右。综合以上信息可看出，不管是NAEP还是TIMSS从4年级到8年级都减少了知道认知方面的比例，分别增加了应用和推理方面的比例；而NAEP更加强调应用认知，TIMSS更加强调推理认知。这种安排显示了这两种体系对这两个年级的认知发展有不同的期望。
在对基本科学规律和现象的认知上，TIMSS比NAEP更重视学生这方面的能力，在更深层次的科学认知能力上，两种体系都强调解决问题的能力，但NAEP更重视科学内容的应用，TIMSS更重视学生的逻辑和推理能力。
三、NAEP和TIMSS在科学课程评估中试题形式和分布的异同
NAEP和TIMSS试题都包含单项选择题和开放性试题（Constructed Response or Open Ended Question）。TIMSS中的开放性试题包括简答题（Short Constructed Response Question）和拓展题（Extended Constructed Response Question）。简答题用一个单词或者短语简要回答。解答拓展题时，由于需要利用相关知识和技能解决问题或解释现象，所以学生可以根据题意安排自己的答题内容。根据学生回答的完整程度给出拓展题相应的分数，而其评价的重点在问题的解决方法上而不是在写作的能力上。比如单词和句子写得是否规范，这样的评分细则和我国的小学考试评分标准还是有很大的区别。
NAEP的开放性试题包含简答题、拓展题和概念图任务（Concept Mapping Tasks）。其中概念图任务题要求学生在6-8个概念间用箭头建立联系，并在箭头上用单词或短语简要描述概念间的联系，这种题主要考查学生对于科学内容或者概念有精准的认识，并要求有一定的联想能力。这和目前国内流行的思维导图和相类似。另外，考虑到工作量和评估的有效性，NAEP还对一小部分的测试对象进行加试，这部分内容的题型主要包含实验题（Hand-on Performance Task）和计算机交互模拟试题（Interactive Computer Task），通过对这些内容的评价，可以得到更加全面和丰富的学生学业成就信息。由于TIMSS中没有相应的内容，所以加试的题型不在这次对比的内容里。
两个体系中的开放性试题评分标准也不相同。在TIMSS中简答题有正确和错误两个评分等级，拓展题有三个：正确、部分正确、错误。在NAEP中，简答题则可能有两个或者三个评分等级，拓展题有四个：正确、部分正确、少量正确和错误。需要说明的是，TIMSS有些题没有唯一答案，要求学生对这个问题有两种回答，根据回答内容对其评价，评价的结果分为三类（两个都正确，一个正确和都不正确）。
图1（a）和（b）分别是NAEP和TIMSS中选择题和开放性试题考查各种认知能力试题的百分比
在比较了NAEP和TIMSS在科学课程学生学业成就评估体系后，发现NAEP和TIMSS都不仅仅关注学生科学内容的掌握，而且关注学生科学认知能力的发展，它们的这种方法是值得我国在对学生学业成就进行评估时借鉴和学习的。两个体系在评估这两个方面方式和侧重虽然不同，但是都能很好地对教育活动起到引导和指导作用，这些是值得我国教育机构反思的。
参考文献
[1] NAEP.Science Framework for the 2009 National Assessment of Educational Progess.http：//nces.ed.gov/nationsreportcard/science/moreabout.asp
[2] IEA. TIMSS 2007 Assessment Frameworks..http：//timssandpirls.bc.edu/TIMSS2007/frameworks.html.
（责任编辑 任洪钺）