加拿大科学素养教育研究

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  加拿大“教育部长联合会”(Council of Ministers of Education Canada,以下简称“CMEC”)于2007年在联邦层面施行针对学生学业的评价项目,即泛加拿大学生评价项目 (The Pan Canadian Assessment Program,以下简称“PCAP”)。这个项目针对全国13岁的学生的数学、科学和阅读能力进行测试。本文将围绕PCAP三个测试项目之一的科学评估项目的项目设计和实施进行分析,以期为我国全民科学素养教育的实施与普及提供借鉴。
  1 加拿大全国性科学评估的历史发展
  长期以来,提高公民的科学素养一直是加拿大政府工作的重点。加拿大联邦政府在1966年组建成立全国科学委员会(Science Council of Canada),主要为联邦政府提供科学发展的建议,并于1984年公布了一份题为《面向每位学生的科学:培养面向未来的加拿大公民》的报告。该报告主要围绕以下3个领域提出相关建议:全民科学教育、科学教育的再定位以及科学教育的监督管理。这份报告赞同科学为所有人服务的概念,鼓励全体加拿大公民了解科学的工作机制和相关的科学概念,以期培养他们的探究能力和提高科学素养,并将掌握的这些科学知识应用到他们的生活中。该报告明确提出加拿大科学教育的宗旨和目标,即让科学教育为公民融入未来科技主导的社会提供基础性指导,成为公民终生教育的重要组成部分。该报告的发布给加拿大科学课程的设置带来革命性的变革。除了引导热爱科学学科的学生选择其作为日后接受高等教育的专业主攻方向以及职业发展方向,加拿大科学教育还要承担起提高全体公民的科学素养的重要任务。
  加拿大“教育部长联合会”分别于1993年和1997年颁布和实施了“学生成就指标项目”(Student Achievement Indicators Program,以下简称“SAIP”)和加拿大国家科学教育纲要《K-12年级科学学习目标公共纲要》(the Common Framework of Science Learning Outcomes, K to 12)[1]79-80。
  1.1 SAIP项目
  该项目旨在对13岁和16岁两个年龄组的学生的阅读与写作、科学、数学三方面的素养进行测评,每年进行一项测试,每3年进行循环。1996年,CMEC把第一期 SAIP科学测试升级为“科学素养评估”来执行。SAIP科学测试的评估细则要求学生将自己对科学的理解与他们熟悉的现实生活联系起来。学生对于多选题和结构性问题的回答,可以考察学生对科学概念的知识储备和在现实生活中的运用,以及是否了解一些科学现象的本质。第一期SAIP科學测试评估报告的《SAIP评估框架和标准》一章中介绍了学生的成绩会根据以下方面来评估:1)对于化学、物理、生物、地球与空间科学等学科的科学概念的理解和知识储备;2)对于科学本质的理解;3)对科学与技术的关系、科学与社会问题的关系的理解。[2]
  1.2 《K-12年级科学学习目标公共纲要》
  该纲要的制定旨在为加拿大各地的课程设计者提供指导,并为各辖区修订科学课程时进行充分协调。《K-12年级科学学习目标公共纲要》(以下简称“《公共纲要》”以加拿大科学委员会的研究为基础,阐述了培养加拿大公民科学素养的愿景:该框架的指导思想是,所有加拿大学生,无论性别或文化背景,都将得到培养科学素养的机会,提高自身探究能力、解决问题的能力和作出决策的能力。科学素养的提升应该是自身的科学态度、科学技能和科学知识的不断进化。基于该纲要的多样化学习体验将激励学生对科学、技术、社会和环境之间的相互关系进行探索、分析、评估、综合、欣赏和理解,这些关系将影响他们的个人生活、职业生涯和未来。《公共纲要》中的四个基本论述描述了学生科学素养的四个关键方面,虽然四者是分别提出的,但也是相互关联的。基础一:科学、技术、社会和环境(STSE)。学生将增强对科学和技术的本质、对科学和技术之间的关系以及对科学和技术的社会和环境背景的理解。基础二:技能。学生将培养科学和技术探究、解决问题、交流科学思想和成果、相互合作以及作出精明的决策所需的技能。基础三:知识。学生将建构对生命科学、自然科学、地球和空间科学概念的知识和理解,以解释、整合和扩展他们的知识。基础四:态度。学生将被鼓励培养一种良好的态度,让获得的科学技术知识对自我、社会和环境都产生益处。[3]
  2 加拿大PCAP科学评估项目的框架及价值
  2.1 PCAP 科学评估项目的框架
  PCAP Science(泛加拿大科学评估计划)建立在SAIP Science早期成果的基础上,反映了自1996年以来加拿大各地科学教育发生的变化,PCAP对SAIP的取代也体现出加拿大对评估工具有效性的理解在不断进步。PCAP Science报告的框架包括了如下六个板块:①PCAP Science的功能和子领域;②如何帮助学生展现他们对科学态度、科学技能和科学知识的运用能力;③评估准则的类型和特点;④指导准则改进的规范;⑤评分的标准和尺度;⑥一份涵盖大量样本数据的附录。在这个框架中,也包含了国际规模评估的数据和研究成 果。[4]
  2.2 国际规模的科学评估
  除了PCAP,加拿大许多辖区还参与了另外两种国际规模的科学评估——经济合作与发展组织的PISA(国际学生评估项目),以及国际教育成就协会的TIMSS(国际数学与科学趋势研究)。
  PISA是一种针对年龄为15岁的青少年的数学能力、阅读能力、问题解决能力、理财能力和科学素养的国际评估项目。PISA将科学定义为“科学知识”和“关于科学的知识”两方面的集合。其中,“科学知识”是指自然科学(物理和化学)、生物科学、地球与空间科学、科学技术等学科内部的专业知识;“关于科学的知识”是指对科学研究方法和目的的认识。   而TIMSS是針对不同年级科学课程的内容进行的评估,其内容框架是通过分析目标国家的课程政策、教科书和其他参考资料来制定的。TIMSS在加拿大不由CMEC直接操作,而是由加拿大各辖区各自来协调和推进。
  2.3 PCAP 科学评估项目的特点
  PCAP要在SAIP的基础上体现出加拿大对教育评估的全新的、有进步的理解。去认识这些进步是相当关键的,这可以帮助人们认清当前评估模式的目的和局限性。这些评估在内容、目的、规模上千变万化,但是评估的重要程度并不一定随着内容的丰富、目的的增加、规模的扩大而提高。虽然公众的注意力往往集中在国内和国际规模的范围较大的评估上,但是相关研究表明,小规模的评估同样具有很高的价值,如教师在日常教学实践中进行的课堂评估会对提高学生成绩起到相当关键的作用。在小规模的课堂评估之外,各辖区的中等规模的评估,如统一考试等,可以达到各种各样的目的,包括为教师的教学提供信息支持来提高学生的成绩、监督审查各地区各学校教学系统的教学有效性、作为学生能否成功毕业获得文凭的重要参考、遴选能够继续参加高等教育的优秀学生,等等。
  与这些评估不同,包括PCAP在内的更大规模的评估,虽然可能被用来为教育政策提供信息支持,但难以实现对学生个体进行资格认证和遴选等功能,这也进一步说明了评估不能唯规模而论。为了理解大规模评估的目的,我们使用如下3个概念来描述它们与学习的关系:大规模评估是“为了学习而进行的评估”“与学习融为一体的评估”和“针对学习结果的评估”。
  “为了学习而进行的评估”是老师授课与学生学习相融合的体现,涉及教师和学生如何在不断反思中获得进步。当学生得到老师的有效评估及反馈时,他们就能更容易地得知如何提高自身的学习;当教师从对学生学习的评估中得到有效反馈时,他们就可以相应地反思和调整自己的教学策略。
  “与学习融为一体的评估”是一种让学生对自己的学习负责,为自己创造学习意义的理念。学生拥有评估自身学习结果、学习水平的能力,并且能够自行决定如何进一步提高自己的学习。教师则通过为学生提供分析反馈来帮他们更好地实现这一目标。
  “针对学习结果的评估”则能够对学生在某一特定科目、领域的成绩进行收集和总结。大规模评估,包括PCAP在内,往往属于这种“针对学习结果的评估”。从这些评估中获取到的数据通常会公开,并且为教育资源的分配、教学水平的审查、教学方法的改进提供信息来源。
  3 加拿大PCAP科学评估项目的启示
  习近平总书记在全国教育大会上指出,“培养什么人,是教育的首要问题”。明确未来人才的培养目标与具体要求,不仅需要立足本土,还需要放眼全球。当今,世界多极化、经济全球化深入发展,科技进步日新月异,知识经济方兴未艾,这对人才培养提出了新的要求,也需要我们在国际视野中审视“培养什么人”的问题。科学素质是国民素质的重要组成部分,公民科学素质的提升,不仅丰富了公众的精神文化生活,更促进了科学知识的普及、科学思想的传播、科学方法的推广运用。加拿大的科学教育课程以全面的科学素养为价值取向, 课程内容注重综合性和实用性, 课程设置一体化, 课堂教学以活动为基础, 强调学生的参与, 充满生机活力, 并建立了科学的评价体系。这样, 不仅有助于学生理解所学知识与其他领域及现实世界的联系, 也培养了学生解决问题、科研和交流等能力、创造力和批判精神, 值得我国借鉴[1]79-80。
  参考文献
  [1] 吴瑛.加拿大中小学科学课程概述[J].吉林省教育学院学报,2006(4):79-80.
  [2] CMEC.SAIP 1996: Science I [EB/OL].(2015-11-20)[2020-08-15]. www.cmec.ca/250/Programs-and-Initiatives/Assessment/Pan-Canadian-Assessment-Program-(PCAP)/SAIP-1996-Science-I/index.html.
  [3] Council of Ministers of Education, Canada. Common Framework of Science Learning Outcomes, K to 12 [Z].Toronto, Ontario: Council of Ministers of Education, Canada, 1997:12.
  [4] CMEC.PCAP 2013 Public Report [EB/OL].(2015-11-26)[2020-08-15].http://cmec.ca/Publications/Lists/Publications/Attachments/337/PCAP-2013-Public-Report-EN.pdf.
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