国外青少年科学推理能力研究综述

科学推理是科学思维的一种高级形式,是科学教育的重要组成内容.青少年正处于科学推理思维能力发展的关键时期,西方一些研究者已对其做了探讨.本文主要从科学推理的概念、研究的知识领域、能力发展及测量工具四方面对国外已有研究进行梳理,以期对我国的科学教育提供一定的启示和帮助.     

“证据推理”能力的水平框架构建——基于德尔菲调查

“证据推理”能力是在科学学习过程中,从已有经验、问题情境中识别、转换、形成证据,利用证据进行推理,从而获得结论,解决问题的关键能力。研究分别阐释了“证据”与“推理”的复杂性结构,整合建构出“证据推理”能力的初步框架。应用德尔菲调查法,展开三轮咨询,对框架进行审视和检验,逐步获得专家共识,形成科学的、可操作的、多水平递进的“证据推理”能力框架。该水平框架是能力测评工具开发和数据分析的依据和基础,研究为能力素养评价工作提供了新的思路借鉴。     

我国青少年科学推理能力测评研究进展及启示

科学教育的根本目的在于培养学生的科学素养,科学推理能力作为科学素养框架下科学探究能力的核心,是学生应该具备的一种重要能力。了解中学生科学推理能力水平,不仅有利于学生科学探究能力的培养,而且有利于学生创造力的培养和智力的开发,更有利于推动我国的科学教育的纵深发展。通过梳理2004—2017年发表在国内外期刊上的相关文献与主要论著,对国内科学推理能力测评研究的成果及焦点进行探讨。     

PISA2021数学推理能力交互式测评及启示

PISA数学素养测评一直注重测评学生的问题解决能力。在问题解决的数学过程中,PISA2021数学素养测评框架首次将数学推理视为核心,并提出与数学推理相关联的数学学科内容,指出有关数学推理能力的18条表现期望,据此区分不同水平的学生。该框架通过计算机交互式测试测量学生的推理能力,呈现对学生高阶思维的有效测评。PISA2021的数学推理测评内容与方式对我国基础教育促进学生数学推理能力培养、丰富教育评价中数学推理的测评内容与方式等均具有参考借鉴意义。     

基于SOLO分类理论的科学推理能力评价体系

在实验教学过程中采用科学的评价方法开展评价,可以对学生科学推理能力的培养起到推动作用。目前在教学活动中教师主要采用描述法对学生进行评价,呈现出笼统且没有标准参考的缺点。因此,科学探究能力水平评价标准的构建具有一定价值。利用生物学实验,尝试将科学推理能力水平和SOLO分类理论层级建立联系,从本体性知识、程序性知识和认识性知识三个维度构建生物学实验科学推理能力科学评价体系,为生物学实验实施过程中对科学探究能力的评价提供新思路。     

国外教师数据素养测评研究及启示

随着大数据和智能技术在教育中的广泛应用,教师数据素养测评研究已进入实践层面。国内教师数据素养领域的研究现状表明,借鉴国外研究成果对促进我国该领域的发展非常必要。在国外文献调研的基础上,本研究首先将教师数据素养的测评工具归纳为问卷调查、知识测试和情境访谈等三种类型,继而详细分析有代表性的测评工具的内容及形式特点,并结合案例描述各种测评工具的应用场景和测评效果。结合证据中心设计模式的相关要素,本研究从开发过程、测评效度和应用程度等角度总结和比较各种测评工具,最后分析了我国该领域在评价体系建构、测评任务设计和测评实施等方面得到的启示,以期为大数据时代教师专业发展提供借鉴。     

中美中小学生科学推理能力发展的差异研究

选取8549名中美小学五年级到高三学生为被测试者,以美国加利福尼亚大学Lawson教授团队开发的LCTSR测试量表为研究工具,对中美学生科学推理能力的发展以及各维度的表现进行差异性研究。研究发现:(1)中美学生的科学推理能力的总体水平不高,但随着年级增加均呈增长趋势;(2)在科学推理能力发展速度上,中国低年级学生远落后于美国低年级学生,但到初高中阶段,中国学生赶上并超过美国学生;(3)在科学推理能力的不同维度上,美国三个年段学生在概率推理水平均保持明显优势,而中国学生在守恒推理和比例推理显著优于美国学生。     

基于CER论证式框架的化学教学设计及应用策略——以“钠与水的反应”教学为例

CER框架是美国科学教育中影响较大的教学模式,由“主张—证据—推理”三个要素构成,研究表明其应用有助于塑造学生的科学本质观。将CER框架应用于具体化学教学案例中,从教学步骤、教学案例、评价方式、应用价值等方面阐述CER框架发展学生证据推理能力的实践过程,为一线教学证据推理能力的培养提供启示。     

STEM教育质量评价指标体系构建

STEM教育因其融合多学科知识、培养创新精神和实践能力的特点受到广大研究者和实践者的关注。当前国外真正聚焦到STEM教育质量评价并具有较强可操作性的研究较少,而国内少量相关研究主要是介绍国外STEM教育评价的研究进展。严重缺乏成熟可行且适用于我国STEM教育发展的评价工具,很大程度上制约了我国STEM教育的可持续发展。经过德尔菲法两轮专家意见征询以及层次分析法确定评价指标权重后构建的STEM教育教学质量评价工具,既综合考虑了STEM的本质特征、已有STEM教育评价工具及指标维度,又直接聚焦于课堂教学,最终包含课堂环境、课程结构、教学内容以及学生表现4个一级指标和22个二级指标。该指标体系形式与我国教育教学中教师所用的教研表、评课表等类似,有助于教师更好地理解与使用;且经过初步试用,具有较高的信度,能够比较全面地评价STEM教育中的各方面要素,有助于促进STEM教育的健康有序发展。     

基于2022年版课标的初中物理科学推理能力测评研究与教学建议

科学推理作为科学思维的核心内容,是《义务教育物理课程标准(2022版)》的关键素养之一。通过系统性文献综述,以科学推理8个关键技能作为维度,即问题识别、问题提出、假设生成、实验设计与搭建、证据生成、证据评价、得出结论、沟通与审查,构建初中生科学推理能力测评框架,并将各维度划分为3级水平,以初中物理“串联电路中的电流大小”为例,编制科学推理能力测试题,对初三学生科学推理能力进行测评。并进一步探究其子技能的内在影响关系,以及与学业成绩之间的关联,最后给出相应的教学建议。     

高中生数理知识与科学推理能力相关性分析

科学推理能力作为科学探究能力的一个重要组成部分,对培养和发展学生的科学素养有不可替代的作用.本文采用问卷调查的教育研究方法对学生的科学推理能力与知识的相关性做了初步探究.结果表明：学生的知识与科学推理能力的相关性不大,但学生的思维不断在发展,教师需要经常引导学生通过判断和推理来认识科学原理、掌握科学规律,学生也需要一些基础的通识教育,为科学推理能力的提高打下一个良好的基础.     

PCAP科学素养测评的框架、特点及其对我国科学测评的启示北大核心CSSCI

随着国际上大规模评估项目的兴起,基础教育阶段学生学业质量的评估越来越受到世界各国的重视。2007年加拿大实施了泛加拿大评估项目(简称PCAP),PCAP是加拿大国家层面的大型学生学业成就评价项目。PCAP科学素养测评项目维度清晰,评估框架完整,强调了科学本质学习的重要性,科学测试试题情境生动,加强对科学推理能力的测评,这些特点为我国科学教育的改革和发展提供了重要的启示。     

科学推理的研究图景：内涵厘定、概念演进与能力发展

科学推理是高阶思维的关键部分。通过探讨科学推理作为科学思维核心的逻辑关系及其内部结构要素,进一步概述科学推理的概念演进阶段,对科学推理能力的发展阶段进行深度解析,并提出科学推理能力的培育反思策略。     

学生坚毅力测评：理论模型、表现性评价工具与数据指标

坚毅力是学生综合素质中必备的优秀品质之一，也是我国未来人才培养的核心目标之一，对其开展测评具有重要的现实意义。然而，现有坚毅力测评理论框架的相对宽泛，以及传统主观测评方法的自我局限已不适宜多模态数据支持的测评趋向。为进一步解决这些问题，该研究结合扎根理论、Delphi法构建了包含坚毅力的行为性、情感性、认知性等3个一级指标，专注性、坚持性、积极情感、消极情感、目标意识、自我监控等6个二级指标的学生坚毅力测评理论模型，并以此为框架设计了面向科学探究活动场景的学生坚毅力测评的表现性评价工具。结合理论模型与测评工具，研究对学生坚毅力测评具体指标的数据表征进行了设计与说明。该研究将能够为未来基于多模态数据融合计算的学生坚毅力测评提供理论与工具支持。     

NAEP科学能力测评对我国物理学科能力测评的启示

学科能力测量与评价作为学业成就测评的一部分,一直以来都是教育研究的热点.国家教育进展评估(NAEP)是目前美国进行的唯一一项针对在校学生的长期评估,主要对12年级的学生进行科学能力测评.2015年NAEP测评试题样册通过科学内容和科学实践两方面评价学生的科学素养与学业成就,试题类型多样,其目标不在于测量学生的数学计算、推理证明的能力,而是为了检视学生能否养成运用相应的科学知识解决实际问题的能力.美国NAEP科学能力命题模式及测评方式,为我国高考物理学科能力测评提供了许多可供借鉴的经验,比如,我们应该加快教育考试测评专业化进程,建立一支专业的测评队伍;发挥理科各学科的融合性以及各类题型的考查功能;试题在选材与设计中突出物理学科的特点,贴近生活、贴近实际,强调探究能力的考查,突出试题的科学情境,保证测评的科学性.     

大学生心理素质测评体系的初步构想

当前大学生心理素质的评价主要采用的是量表测评,鉴于大学生心理素质的丰富性、综合性以及动态发展性,凭借几个甚至单个的量表来判定大学生整体的心理素质是不全面的。本文以大学生心理素质构成要素的分析为基础,初步构建了一个量表测评、活动测评和描述性测评相结合的综合测评体系的框架,希望能为客观、全面、科学地评价大学生心理素质开辟新思路。     

国际数学学习测评:聚焦数学素养的发展

学生学习质量的评价已经成为当前国际教育研究和实践中的重要领域。目前,在中小学阶段,国际上不仅有PISA和TIMSS两大全球性的测评体系,还出现了美国的NAEP测验,英国的Kassel测验,日本的学力测验和法国的诊断性测验等区域性的重要测评体系。其中的数学学习测评设计都体现了一个基本特点:聚焦于学生基本素养发展。本文在研究上述六个数学测试项目的基础上,从多个角度分析了国外中小学的数学测评的基本趋势,从中探索当前国际数学教学质量监控的基本特点。了解国际数学学习测评的基本趋势,对于我国当前正在进行的教育质量监控体系的构建具有一定的参考价值。     

对中职学生职业能力测评的思考

目前,中职学生职业能力测评存在测评内容不合理、测评指标和权重确定随意和测评标准模糊化三个方面的问题。因此,制订和完善学生职业能力的评价模型,一要使学校全面、科学、准确地对学生职业能力做出评价：二要通过评价指标导向和评价信息反馈,促进学生全面、和谐、可持续地发展;三要有助于企业提高劳动人事管理效益。职业能力的测评体系可设计为以通用能力测评为主要项目进行开发,同时也建立对专业基础能力和职业岗位能力测评的项目：建立量化的专业技能指标和通用职业能力测评指标体系,应用科学的方法全面确立各项指标,包括专业知识、岗位技能、职业素质三方面的评估标准以及分值比例关系;测评体系的主体要多元化,采取教师、学生、社会相结合的评价方法。     

计算心理测量视域下的学生数字素养测评

定期开展数字素养发展监测与评估是提升全民数字素养的基础和前提。当前，学生数字素养评价主要沿用“依据规则给潜在特质赋值”的经典测量观，以标准化测试及自陈式量表为主要测评工具，存在评价内容有限、评价方法片面等问题。计算心理测量理论为破解学生数字素养评价难题提供了新的理论和方法支持。它主张综合运用心理测量学、计算机科学等多学科的研究方法，将评价嵌入真实情境任务中，激发并追踪主体与情境之间的交互，通过多源异构数据采集与分析，实现过程性评价。计算心理测量视域下的学生数字素养测评框架基于自上而下理论驱动和自下而上技术驱动相结合的推理链，在以证据为中心的设计思想指导下，构建复杂的任务情境获取细粒度数据，并利用数据挖掘技术从海量细粒度数据中提取证据，进而实现精准评价。以此框架开展的面向小学高年级学段的数字素养测评实践表明，该测评范式有助于形成从数字素养“能力模型”到“测量模型”的闭环推理链，在经过多轮次迭代优化后，可形成高质量的学生数字素养测评任务、可靠的学生数字素养证据和稳定的学生数字素养测量模型。     

基于领域划分的小学数学推理意识发展

推理是数学逻辑思维的基本形式,是小学数学核心素养要素之一。基于小学数学领域特点,分别从四个领域内容出发,探讨代数推理、空间推理、数据推理、综合推理的内涵,分析其在小学数学教材中的存在,思考在数与运算中融合代数推理、在图形认识与运动中生成空间推理、在数据整理分析中体验数据推理、在综合实践中运用综合推理的具体措施。