【芥末翻】在探究型科學教育中,通過形成性評價提高學生的能力

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圖片來源：三年E班

本文選自：The Interdisciplinary Journal of Problem-based Learning (IJPBL) ，作者：Regula Grob,Monika Holmeier ,Peter Labudde .譯者：Irene XU

譯者推薦語：探究式教學是過去幾十年創新科學教學的一部分。培養學生能力許多國家課程的基礎目標，在培養過程新出現的問題是, 如何在探究性科學教育的背景下培養學生能力的發展。支持學生學習的一種方法是形成性評估，但是在日常教學實踐中，形成性評估並不常用。

因此，本研究的目的是,探討什麼樣的措施可以支持科學教師在探究式教學中實施形成性評估活動。

探究式的科學教育

探究式教育一直是「自20世紀60年代科學課程改革運動以來，創新科學教育計劃的顯著特徵」（Duschl，2003年，第41頁）。以探究為基礎的科學教育，涵蓋了教學和學習的術語，如基於探究的教學和學習，真實的探究，基於模型的探究，模型和論證，基於項目的科學，科學和建構主義科學（Furtak，Seidel，Iverson，＆Briggs，2012）。基於探究的科學教育被描述為一系列的活動。Bell，Urhahne，Schanze和Ploetzner（2010）根據文獻綜述概念化了這樣的一套活動，稱之為「九個主要的探究學習過程」。九個過程包括定向和提問，提出假設，規劃，探究，分析和解釋，模型，結論和評估，溝通和預測。這9個主要探究學習過程的順序不是固定的，而是根據需要排列，並且可能包含迭代（Bell等，2010）。

將以探究為基礎的科學教育概念化的優點在於，可以立即清楚學生應該學習的內容：通過積極參與「提出假設」，學生可以提高他們的提出假設的能力。 「以探究技能發展為目的」（Abd El Khalick 等，2004），並將探究技能的發展（而不是概念知識）作為探究活動的主要結果。在這項研究中，Bell及其同事（2010年）的概念化研究將被視為促進探究能力提升的基本活動。

形成性評估培養學生能力發展

正如許多元分析所報告所指出的一樣，培養學生學習的一種有效方式是使用形成性評估（Black＆Wiliam，1998; Hattie，2009）。隨後，幾位研究人員還通過形成性評估方法（Barron＆Darling-Hammond，2008; Black，Harrison，Lee，Marshall＆Wiliam，2004; Hume＆Coll，2010），提出支持發展學生科學探究能力的建議。形成性評估的目的是協助學習，因此也被稱為「學習評估」。它涉及「尋求和解釋學習者及其老師使用的依據，以確定學習者的知識掌握水平以及哪裡需要改進的方向和改進的最佳方案「（ARG，2002，p。2）。教師和學生之間的合作過程與學生的學習知識或表現水平有關，而且關於他們的優勢和改進領域的信息，可讓老師計劃隨後的指導，便於  學生適應他/她學習（Cizek，2010）。

現有的研究設計許多用於輔助科學教育的形成性評估方法，（例如，Angelo＆Cross，1993）。其中一些最適用於診斷學生的概念理解（例如，學生用「交通信號燈」表明自己的理解水平的; Keeley，2008）。預期其他方法可以為自主學習活動（如基於探究的學習）（Barron＆Darling-Hammond，2008; Ruiz-Primo＆Furtak，2007）向學生提供指導。文獻指出了，形成性評估支持學生自主學習的四種方式：第一，對評估標準意圖的闡明（曼塞爾，詹姆斯，評估改革小組，2009年）;其次，學生成績水平的診斷（Maier，2014）作為後續行動的基礎;第三，向個別學生提供反饋意見，以決定下一步學習計劃（Wiliam，2010）;最後，培養自我調節的學習能力（Perren，1998）。

形成性評估的適當方法支持學生自主活動，包括教師書面評估（教師向個別學生提供書面反饋;伯克，2006年），自我評估（學生評估自己的工作; Andrade＆Valtcheva，2009年）和同行評估（學生評估同齡人的工作; Dochy，Segers，＆Sluijsmans，1999）。

有研究闡述了形成性評估如何在探究式學習和類似方法（如基於問題的學習）中得到體現（Belland，French，＆Ertmer，2009; Weiss＆Belland，2016）。但在教學實踐中，，結構化正規的形成性評估並沒有得到廣泛的應用（Maier，2015）。因此，為了推進形成性評估的實現，相關措施備受熱議：在形成性和總結性評估之間建立聯繫保證二者連續性（OEDC，2005; 2013）;將形成性評估從「不過如此」和耗時提升到有評估框架的狀態有（Looney，2011）;並促進不同利益相關者群體之間更好的聯繫，以解決在政策，學校和課堂層面之間的評估目的缺乏一致性（Looney，2011）。此外還報告了教師缺乏形成性評估技能或「評估素養」（Bennett，2011; Stiggins，1999），隨後提出了針對此項的專業發展。最後，對技術方面可以提供支持（Chudowsky＆Pellegrino，2003）的可能性進行了討論，以克種服障礙，如具有不同學生需求和廣泛課程要求的大型課程（OECD，2005）。

研究人員和政治利益相關方，提出了以上支持措施。然而，形成性評估的成功，取決於是否能夠有效實施（Black，1993; Black＆Wiliam，1998; Stiggins，Grisword，＆Wikelund，1989）。因為形成性評估的質量在很大程度上取決於，教師在了解學生已有知識水平基礎上的措施以及如何指導學生接下來的學習（Bell＆Cowie，2001; Heritage， 2010）。因此，個別教師在教學中需要支持以上措施的初步評估（Black＆Wiliam，1998; OECD，2013; Stiggins 等。1989）。

由於這種支持應適應具有形成性評估的教師，我們探究了在以教師為導向的科學教育，使用上述介紹的形成性評估方法（書面評估，同儕評估，自我評估），進行探究教學時所面臨的挑戰，並將結果列入第一部分。為了得出教師接受什麼支持措施，我們還對結果第二部分提出了各自的建議。

形成性評估的實驗

1. 研究設定

為了探索教師在實施形成性評估活動中的潛在支持措施，我們與瑞典上高級中學11名科學教師建立了三個學期的合作。所有教師都是由校長以專業發展為由招聘來的。被選中參與的教師，在教學經驗，性別和所有三個科學科目（生物學，化學和物理學）覆蓋了所有變量，以保證研究的全面性。

2. 數據收集

 在每個學期，老師被要求選擇以下形成性評估方法之一：書面教師評估，同儕評估或自我評估；並在探究式教育中實踐這些評價。老師被要求提供他們的實踐報告。自我報告包括兩部分：第一部分，教師報告了他們的課程實踐（5個開放問題加上課程計劃和教材）。在自我報告的第二部分，老師們對自己的選擇的單元，特別是形成性的評估活動（八個公開的問題）進行了反思。 問題集中在形成性評估活動的好處和挑戰。試驗結果後不晚於14天，研究人員對老師進行了45到60分鐘的半結構化的個人訪談，並對這6名教師的分析和總體評估實踐。研究人員選擇了六名教師，以便涵蓋所有三種評估方法。老師的書面和口頭數據都被轉錄，進行進一步分析。 

3. 數據分析

教師們總共完成了20次試驗，並進行了充分的記錄，納入分析。對教師提出的形成性評估方法的挑戰和自我報告進行了編碼，產生了14個編碼。 編碼是通過內容分析，總結出來的挑戰類型的一個錯誤（2010年5月）。在個別訪談中對教師提出的形成性評估的支持措施進行了編碼，編制了六個編碼。將內容分為六類，分別是使用內容分析的支持措施（2010年5月）。百分之十五的數據由兩個人編碼，得出可靠性κ= 0.89。 Landis＆Koch（1977）認為值κ= 0.81就可以說是幾乎完美的一致性了。

4. 關於教師試驗說明性例子

在一名教師的一項試驗中，他在電力單元內嵌入了同儕評估。單元的重點是學生通過使用不同的盒子和水的模型，來了解電容和冷凝器。 學生對每個時間段的單個盒子中的水量進行測量，探索這個模式，並在實驗室報告中記錄這些測量結果。他們被要求去描述使用不同實驗模型的體驗並比較不同模型與冷凝器的相同之處，從而更好的通過這些實驗模型去了解電力學知識。

在進行兩次探究試驗後，學生交換了他們的報告，讓大家得到同伴評議的報告。對於同儕評估，學生被提供了一個量表，其中包含關於測量工具的記錄，以及由學生提出的測量工具和模型之間的聯繫。

這些問題可以與探究能力（測量工具的記錄）和建模能力（測量和模型之間的連接）相關聯，而這兩方面都是由Bell及其同事（2010年）定義的。 學生被要求對同齡人的實驗室報告的質量進行評估，整個評價過程持續20-30分鐘之後所有的學生各自自己的實驗室報告和同儕的評估。在同儕評價過程中，學生有時間考慮反饋意見，並在需要時改良他們的實驗室習慣。將給同伴的建議，為自己所用。

使用形成性評估的挑戰

教師使用形成性評估方法的挑戰分為以下幾類：「嵌入形成性評估活動」，「反饋的內容和結構」，「學生參與反饋」，「形成與總結評估之間的關係」，和「需要付出的努力」。

嵌入形成性評估活動相關的挑戰，涉及組織和教學法問題。在組織層面上，需要有長期的準備，即在一個學期期間，仔細計劃形成性評估十分有必要，使其對學生來說不會變得無聊。但也有短期的組織問題：一位老師提到，「同伴和自我評估」，不同學生提供反饋或反思自己的工作所需要時間，並不是相同的。在教學法方面提到了以下挑戰：第一，評估的預設標準，可能在單元過程中無法進行調整。其中一位老師認為，這種「意想不到的方面出現時，極大地阻礙了靈活性」。其次，還提到了在探究過程中提供反饋意見的正確時機的選擇。

老師說，我進行同儕評估太晚了，在這些學生幾乎完成了工作才進行。因此同伴只能評論這樣肯定的話語，類似「是的，這是相當的確定，很好」。正確的時機選擇。是形成性評估中最困難的：如果我做得太早，那麼在過程和反饋中的體現是遠遠不夠的，只能是「完成你的工作」。如果我太晚了，幾乎每個人都已經在實驗室日記上有了確定的[解決]方法。

其他與反饋的內容是和結構有關的挑戰，被分到方法相關的子類別裡面。教師考慮如何書面評估，在什麼重點和程度方面，決定給出什麼反饋意見，都是困難的：教師必須有意識地決定哪些反饋值得分享，因為學生可以處理的評論數量有限。非常寬泛的反饋，與基於探究式科學教育以學生為導向的性質相矛盾。

其中一位老師這樣說：我總是覺得自己很難決定在多大程度上引導學生進行這樣的學生型活動。當然我看到很多優化的潛力，但是我該怎麼決定是否幹預呢？這種幹擾也會導致開放程度的降低。我也很難為學習中的下一步提供支持，而不放棄最佳解決方案。

考慮到同儕和自我評估，教師將其反饋質量（對等評估）或反應（自我評估）的不確定性傳達給他們。老師不確定學生是否具備必要的內容知識，語言和溝通能力，以及對同齡人或自己的誠實的能力。此外，老師們不確定所有的學生是否認真對待他們的任務。

老師預計「同儕評估可能並不總是可靠和可被理解的」。因此，另一位老師說「我無法控制所有反饋意見」。但是當我看到學生監督錯誤時，我從來不知道我是否應該幹預。「教師提到了與學生接觸的反饋相關的挑戰，分為三個子類別：首先，提到反饋的使用，不僅取決於反饋的質量，而且取決於接收者的期望和分布。

一位老師說：「有些學生有時很快就能做出滿意的工作（而有些學生無法基於反饋做出合適反應）。」其次，學生可以了解老師或同齡人的反饋意見，但可能會導致誤解。這種誤解的一個例子是，教師的評論「更準確地記錄結果」，可能導致學生記錄更多的數據，而不是更準確地記錄這些數據。第三，老師提到，對反饋意見的情境遷移困難：「讓學生把我的反饋，體現在下一個實驗室日記上是一項艱巨的任務。」

形成性和總結性評估之間的關係，是被提及多次的挑戰。兩個分類方案是不同的：

很多時候提出的挑戰是，形成性評估需要一些努力。這種努力是雙重的：首先，需要時間。其中一名老師提到，「書面教師評估的準備時間」，而其他老師在提到了時間自我評估和同伴評估的情況下。其次，自我評估和同儕評估也需要一定的練習才能有效。其中一位老師說，「同行評估之前，學生需要做一些評估和提供反饋的練習，才能真正改善這些成果。」

實施形成性評估的支持措施

研究結果的第二部分提出，如在個人訪談中提到的，支持性測量可以促進在日常科學教學中採用形成性評估。 答案分為六類。

第一個措施是提供案例：量表中有綜合形成性評估活動的教學順序，可以調整使用，或可以作為靈感來源。其中一位老師說：「應該對在某個地方進行形成性評估活動很好的例子進行收集整理，不是每個人都要重新發明，也可以將自己的例子改編或用作他們自己的教學的靈感」。

第二個支持措施是時間：用來課前規劃和準備形成性的評估活動; 用來在常規課程中進行形成性評估;用來分析結果，並決定下一步驟。正如其中一位老師所描述的那樣：「形成性的評估包含了幾個步驟，每個步驟都需要時間。」

教師還提到培訓和輔導，以提高他們的「評估素養」，如何開發激勵自我評估提示，如何記錄口頭反饋以及如何提供可用的反饋。老師們還要求對形成性評估的不同方法進行概述，這些方法可以根據具體情況選擇。其中一位老師以這種方式表達了：我想積累一個知識倉庫，包含了對不同方法的概述。 我還需要知道一些關於如何讓父母了解到形成性評估;我需要清晰的陳述，以便於讓他們知道自己的孩子要做什麼工作。 

第四項支持措施是獲得反思評估做法的機會。其中一位老師描述了他們的機會：了解形成性評估的功能；我意識到我一直在做這個事實，但也要了解還有更多的方法和方法；其中一些比我一直在做的更加結構化和正式化。

第五，教師提出了交流有關不同形式評估的經驗的措施，並與其他教師進行協作發展。一位老師建議說：「學校發展項目會很好，將為我們提供交流思想的機會，並在我們學校發展我們的評估文化。「另一位老師提出，應該在教師之間討論良好做法的例子，可以通過在線方式，以便這些例子可以完善。

第六種支持手段是擴大形成性評估的作用，調節與總結性評估的關係。有人建議，這應該在教育部門的課程或指導方針等文件領導下進行。其中一位老師說，高中的教育政策目前正處於一個與形成性評估：學歷認證和成績的作為總結性評價的比重很大。所以在沒有指導情況下，就自己進行形成性的評估是相當困難的。

用形成性評估評價科學教育

第一部分結果表明，在項目中合作的老師，一般並不懷疑形成性評估在支持學生發探究能力發展方面的作用。相反，他們在課堂層面上提出了，在實施形成性評估過程中具體的可能面臨的挑戰。因此，這些建議可以用來支持教師在長期和短期規劃中嵌入形成性評估，幫助老師在處理自我反思和同儕評價時找到重點，明確角色形成性評估及其與總結評估的關係，以及保持良好形成性評估所需的可靠性。

結果的第二部分表明有不同程度的支持：教師不僅認識到通過提高評估素養，通過反思他們的評估實踐來解決課堂中上述挑戰的潛力，還認識到可以通過與他們的同齡人交流經驗，共同構建知識。此外，他們意識到負責加強教育的其他利益相關者的作用，包括教科書作者等教材的提供者，也包括教育政策層面的人員。

大多數挑戰可以通過不同的支持措施來處理：提供案例，提高評估素養，評估實踐的反饋以及與同伴教師共同研究解決方案。在結果的第一部分中提到了很多需要付出努力去應對的挑戰：即將形成性評估嵌入到單元中；反饋內容和結構；學生對反饋的使用。作為支持手段的時間與挑戰方面需要的時間匹配。評價規則的界定將解決形成性評價和總結性評估之間的模糊地帶的。總體而言，教師對教學中不同評估方法的挑戰的看法與他們建議的不同級別的支持措施一致。

教師沒有提到與設計評估活動有關的挑戰：例如制定評估標準的方法，制定適當的標準去診斷學生學習，或者像老師一樣對學生的學習進行診斷。可能的解釋是，教師已經習慣於對這些活動進行總結評估。比較國際文獻（從研究者和教育政策角度）提出的支持措施與本研究的結果（從教師的角度），發現了一些相似之處和不同之處：其他文獻中對形成性評估的說明和加強重視（Looney，2011; OEDC，2005; 2013），與瑞士教師的想法相似。

本研究中的教師沒有提到不同利益相關者團體之間的聯繫（Looney，2011），也許是因為他們主要在課堂層面考慮問題。國際文獻中缺乏形成性評估的技能描述（Bennett，2011; Stiggins，1999），提出的專業發展方法也不同於本研究中教師所表達的措施。教師的建議（例如，評估做法，交流經驗和共同建設評估知識）反映了教師開發自己的教學，而不是外部施加新的策略。文獻中提出了技術的可能性（Chudowsky＆Pellegrino，2003; Looney，2011），但不在本研究中，也許因為瑞士的教室在這方面一般保守。最後，文獻（OECD，2005）中確定的課堂規模和廣泛課程等後勤障礙，研究中的教師以類似的方式呈現。

總體而言，本研究中教師提出的支持措施，與其他研究人員的建議和其他文獻中教育政策相一致。在更為詳細的層面上，與提出專業發展計劃的國際文獻相比，教師對於如何解決教學中的教學挑戰，有更多的重視和更多的想法。在這項研究中，老師給人的印象是，他們希望根據自己的經驗和與其他老師的合作，提高自下而上策略的評估習慣。研究來自國際文獻的傳統的自上而下的策略，並沒有被提到。瑞士高中教師的高度自主權，各自的評估責任可以解決這些情況。

結論

本研究的目的是探討什麼樣的措施，有助於支持科學教師實施形成性評估，促進學生在探究性教育中的能力。為此，我們從教師觀點出發，分析了在以探究為基礎的科學教育中使用形成性評估方法時所面臨的挑戰。整個研究小樣本規模，結果並不代表更廣泛的教師群體。然而，由於形成性評估方法是在真實的受試者中進行試驗，所以實驗成果也便於運用到實際，例如文中給出的支持措施就有助於在瑞士高中實施形成性評估活動。研究結果表明，在探究式的教育中，使用形成性評估方法來支持學生學習時，教師感到了一些教學挑戰。而本研究中教師提出的支持措施建議，似乎適合於應對這些挑戰。

然而，完美的實驗還需要加入一系列與對照組作為參照，來驗證這些措施的可靠性。將本研究中探討的教師觀點與研究人員和教育決策者的觀點進行比較時，教師們似乎傾向於自己制定自己的評估策略，而不是從外部獲得幫助。在今後的研究中應進一步調查這一趨勢，並在制定形成性評估實施策略時多方考慮。

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