【摘要】《義務教育科學課程標準（2022年版）》的頒布拉開了科學課程改革的序幕，而課程改革的前提是對課堂教學和學生發展現狀的調查與認識。區域在借鑒已有科學調查與測評的基礎上，利用問卷和測評卷對學生的科學學習進行了調查，分析顯示區域學校在科學課程的實施上存在差別。學生在科學內容與科學方法維度的發展上呈現不平衡，在認知維度的發展上也存在整體和個體發展不均衡、多樣性的特點。在調查的基礎上，區域將圍繞科學教師隊伍建設、課堂教學方式轉變、理解學生認知規律等方面進行研究，促進課程標準的落地，發展學生的核心素養。【關鍵詞】課程標準；核心素養；教學與評價2022年4月，教育部制定的《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）明確了科學的評價需要以課程目標和學業質量標準為依據，構建素養導向的綜合評價體系，并從科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等多個方面評價學生，發揮評價的導向、診斷和教學改進功能，促進學生核心素養的發展［1］。這就要求教師在開展課堂評價、作業評價、單元與期末評價的同時，嘗試組織科學學業水平監測，為教學改進提供指導。那么，學生在“新課標”的評價要求下表現得如何？同年級的學生在科學能力與素養的發展上又有什么差別？下文嘗試以核心素養的培養為導向，探究上述問題，為科學課程改革和課堂實踐提供借鑒。一、素養導向評價的借鑒理解與調查設計只有對科學課程核心素養的評價進行整體的、多維度的理解，才能明了應該如何全面地安排教學流程，實現“教—學—評”一體化。（一）科學課程評價的多維理解不少國家的學者和國際組織對科學評價進行了長期的研究與實踐，這為我們理解科學評價提供了許多視角。PISA科學項目團隊于2020年發布了指導PISA2025科學素養測評框架研發的報告，報告中對學生科學素養的測評在延續科學知識和科學能力維度的基礎上，增加了科學身份認同的維度，將原有的科學情境內隱到科學知識、科學能力和科學身份認同的維度中，在科學知識的評價中強調學科整合。科學能力更側重社會決策需求，如設計和評價科學探究、科學地解釋數據和證據、運用概率思維等；科學身份認同維度則更關注學生的科學經驗和實踐、道德倫理和價值觀等。［2］而在TIMSS測評項目中，內容和認知兩個維度是自測評開始以來一直延續的主要維度。其中的內容維度包括物質、化學、生命、地理，認知維度則主要包括提出問題、形成證據、處理數據等，并且將認知水平劃分為知道、應用、推理三個層級［3］。我國在國家義務教育質量監測中從生命科學、物質科學和地球宇宙等內容維度重點關注學生的科學理解、科學探究與科學思維能力，并且對學生的科學學習態度與習慣進行調查了解。從不同的科學評價框架可以看出我國科學評價呈現多維與結構化的特點，既考慮到學生在學習不同科學內容中的表現，也關注不同的科學能力與思維方式的發展，并且從認知角度對學生的水平進行探析，還通過問卷等方式對學生學習科學的興趣與動機進行了解。（二）素養導向的科學學習調查設計“新課標”明確了科學課程的核心素養，以素養為導向就是要充分關注不同素養應如何評價，將“能評”和“不能評”的內容進行區分。優化“能評”的方法與路徑，同時利用新的評價方法與分析手段探詢“不能評”的方面，從而全面認識學生的科學學習。本文組織的調查是在“新課標”頒布之后展開的，目的是從素養的角度理解學生的科學學習現實，從素養角度出發，選擇科學觀念、科學思維和探究實踐中的部分內容進行測評（見表1）。調查的主要方法是借鑒、修改成熟的科學測試卷，同時修改國際測評中的問卷，對態度責任進行問卷調查，并嘗試使用新的數據分析方法對學生的科學學習和素養表現加以呈現，為課堂教學的改進提供較為準確的參照。表1對本次調研的結構與組成進行了呈現，涉及核心素養的四個維度。其中科學觀念是內容維度，主要調查生命科學與物質科學兩個領域的內容。科學思維與探究實踐是方法維度，主要調查模型建構、推理論證和科學探究中的思維與方法。在此基礎上將所有的測試題依學生的認知需求進行水平劃分，等級一是學生對科學核心概念和術語的識記與回憶，等級二是學生對信息與數據的收集整理和檢查，等級三是學生對信息與數據的分析解釋，等級四是學生利用信息與數據綜合得出的結論與評價反饋。調查還利用問卷對探究實踐中的自主學習和態度責任中的科學態度進行了解，對學生科學學習的現狀進行了調查。二、調查對象與分析方法（一）調查對象本次調查選擇了區域內四所學校的四年級學生，每個學校隨機選取兩個班級，最終共有8個班級308名學生參與。調查采用紙筆問答的方式進行，在對數據進行整理后共形成有效的數據樣本300份。（二）分析方法調查結果將利用SPSS25.0軟件對數據進行分析，同時使用Winsteps軟件對學生的能力與素養表現進行分析，采用多種方式呈現調查結果。三、調查結果與分析調查結果主要分為三個部分進行：學生科學學習現狀的呈現，對不同能力與素養的分析，對學生認知發展水平的分析。（一）學生科學學習的現狀1.對科學課程與教師的認識對學生科學學習現狀的調查主要包括課時保證、科學課喜愛程度、教師認同與喜愛程度、科學作業與考試等幾個方面。區域科學教師專職率較低，部分學校沒有科學專職教師。參與調查的四所學校中，科學教師的專職率也存在較大差異。調查顯示，各個學校在保證科學課程的課時上存在一定的差異，最高的學校ZE小學專職率達到100%，而專職率較低的ZJ小學每周2課時的保證率為83.17%。將科學課時的保證與對教師的認同與喜愛進行相關性分析后結果顯示，兩者之間的相關系數值為0.384，并且呈現出0.01水平的顯著性。這說明兩者之間有著顯著的正相關關系。專職率高的學校中，學生對教師的認同與喜愛比例為100%，明顯高于另一所學校，可見科學教師隊伍是課程實施與“新課標”落實的保證。調查結果顯示，四所學校的學生在科學課的喜歡程度上不存在顯著性差異，“很喜歡”和“喜歡”的學生占比超過90%，這說明雖然任課教師的背景存在差別，但對于學生是否喜歡科學課并沒有太大的影響，而學生對科學課程的喜愛是課程改革的重要基礎。對科學作業與考試的調查顯示，四所學校的學生均表示幾乎沒有作業與考試，這說明區域重視“雙減”政策的落實。而這一背景與區域對科學的學科定位也有著很大的關系，畢竟科學作為非考試科目，更強調的是學習體檢與過程經歷，關注能力與素養的形成發展。2.科學學習方式與自主探究調查還針對科學學習方式和學生自主探究進行了調查。調查結果顯示，在課堂教學中，觀察、演示實驗、分組協作、科學閱讀等都是較為常見的活動方式，多樣、豐富和有效的活動激發了學生參與的興趣，對能力與素養的發展也起到了積極的作用。對于科學課程培養自主探究能力，超過80%的學生表示自己對科學知識、事實和原理掌握得較好；超過87%的學生表示在科學學習中經常將學習到的知識與生活進行聯系，對知識進行應用與遷移；還有超過79%的學生經常用學到的知識與概念來解決問題。但是這一比例在不同學校之間存在較為明顯的差異，ZE小學有94.87%的學生表示經常進行解決問題的活動，解決問題的能力也較高。與之相比，ZJ小學僅有64.94%的學生表示經常參與解決問題的活動，學生在知識的應用遷移和問題解決能力上相關系數值為0.235，并且呈現出0.01水平的顯著性。這說明兩者之間存在正相關關系，知識經常被應用與遷移，學生的問題解決能力也會得到持續的發展與提升。3.對學習科學的態度分析調查還針對學生對科學學習的態度進行調查。分析結果顯示，超過85%的學生對科學學習充滿興趣并樂于探究與實踐。學生對科學學習能夠幫助他們認識和理解科學、社會、技術有著共同的認識，四所學校學生的回答沒有顯著差異。XF小學72.37%的學生和ZE小學79.49%的學生認為，學習科學能幫助他們學習其他學科。另外兩所學校中有相同想法的學生僅有40%左右，但超過62%的學生都認為學好科學對于未來的學習有幫助，也愿意從事與科學相關的工作。由此可見，不同學校對于科學課程的實施既有共同之處，也存在一定差異，調查結果對區域后續落實“新課標”也有很多的啟示。（二）學生的科學學習表現研究還針對學生核心素養的表現進行分析。為了能夠較為科學地進行比較，我們對學生表現的得分進行了標準化處理。對內容維度的生命科學與物質科學的學生表現進行分析后，發現學生在生命科學上的表現好于物質科學，相關性分析顯示兩者之間的相關系數值為0.615，并且呈現出0.01水平的顯著性，存在顯著的正相關關系。同時生命科學內容學習得較好的學生，物質科學學習的表現也不錯。對不同性別的學生在兩個內容維度上的表現進行方差分析，結果顯示男生、女生的表現沒有顯著差異。不同學校的學生對兩個內容維度上的表現均呈現出0.01水平顯著性，有著顯著的差異。生命科學內容上表現最好的是XF小學，物質科學內容上表現最好的則是JS小學，ZJ小學在兩個內容維度上的表現均不是很好（見圖1）。在科學思維與方法維度上，學生在推理論證上的平均得分率為76.91%，高于模型建構的68.12%和科學探究的62.17%。這說明在科學課堂中，推理是較為常用的科學思維，因為科學探究中涉及的要素與方法較多，不同要素對學生的要求也存在差別，如果課堂教學中沒有進行針對性的教學與培養，學生難以全面掌握。不同性別的學生在思維與方法維度上不存在差異，而不同學校對于模型建構、推理論證、科學探究則全部呈現出顯著性差異（p＜0.05）。不同學校在不同的維度表現不同，XF小學在模型建構、推理論證的表現上好于其他學校，而科學探究表現較好的學校則是ZE小學，ZJ小學整體表現稍弱（見圖2）。從內容和方法兩個維度進行分析后可以看出，雖然都在教學科學課程，但由于學校、教師隊伍的差異，教學方式的不同等多種因素影響，學生的表現也呈現出較大的差別。尤其是“新課標”的頒布，不同的理解與落實方式可能會使得不同學校在科學課程的教學上出現更大差異，需要區域在“新課標”的學習與解讀上盡可能發揮出指導與引領的作用。（三）學生的科學認知水平“新課標”的落實情況與課堂教學的基礎是學生現有認知發展不均衡的原因，而理解學生發展的不均衡是開展教學設計的前提。本研究利用Winsteps軟件從認知的四個等級對學生的表現進行分析。首先要對四個認知水平的題目進行信度的檢驗，結果顯示四個水平的題目的Itemreliability（試題信度）全部大于0.9，題目的信度較高，具有較強的一致性和穩定性。學生的Personreliability（學生信度）最高為0.57，整體信度不高，主要原因可能是四所學校中學生個體的認知水平發展存在較大差異，能力水平的分布范圍較廣。在此基礎上繪制出四個等級中學生水平分布的華特圖（見圖3），其中的豎線表示Logit刻度尺，量尺左側為學生能力分布情況，量尺右側為題目難度分布情況。在對科學核心知識與概念的識記、回憶的等級一這一層次上，學生的整體表現較好，很多學生達到了水平三。在等級二的分析中，學生表現的平均水平介于-1至-2之間，整體表現水平分布寬泛，部分學生的表現水平較低，題目整體難度較高，說明學生在數據收集與整理的能力上發展較緩慢。相反，學生對信息、數據的分析與解釋能力的表現要好于數據整理與檢查，雖然題目存在一定的難度，但絕大部分學生的表現高于平均水平，說明對于數據的分析或解釋在常規教學中較為常見，對于學生能力的發展起到了積極作用。當需要綜合分析信息與數據并得出結論或決策時，學生的整體表現較差，基本都低于0水平，還有部分學生水平低于-5，部分題目的難度遠遠高于學生的表現。從上述分析可以看出，雖然我們將學生的認知劃分為四個等級，但在同一個等級中學生的表現水平差異較大，而學生在不同認知等級上的發展并不呈現線性發展的規律，因此在分析學生認知水平的過程中要有清晰的認識與理解。四、區域學生科學學習調查的啟示區域對于學生科學學習的調查，主要是為區域學習與落實“新課標”提供抓手，為提升區域科學整體教學質量提供方向。（一）重視科學教師隊伍建設，保證教學有序推進2018年，中共中央、國務院頒布的《關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見》強調了建設一支高素質專業化教師隊伍對課程改革的重要性［4］。緊隨著“新課標”的發布，教育部辦公廳發布了《關于加強小學科學教師培養的通知》，要求建強科學教育專業擴大招生規模、加大相關專業科學教師人才培養力度、優化小學科學教師人才培養方案、創新小學科學教師培養協同機制［5］。這從源頭上為科學教學提供了高素質、專業化的教師隊伍，提高科學教育水平，夯實創新人才培養基礎。由此可見，擁有一支穩定的、專業素養強的科學教師隊伍對科學新課程改革而言是至關重要的。區域科學教師的專職率不到40%，教師隊伍存在平均年齡偏大、專職教師比例不高、兼職教師不穩定等狀況，因此相對于區域發展的良好態勢和科學教育發展的總體需要而言，區域自然學科教師隊伍有較大的優化空間。調查顯示，學校擁有較多的專職科學教師不僅能夠保證課時，而且能夠較好地理解課程標準并轉化為課堂教學行為，落實“教—學—評”一體。與此同時，還要從關注教師專業發展轉為促進教師專業學習，利用各種方式和信息技術手段對教師的需求進行專業診斷，從而保持和激發持續學習動機，為科學教師賦能。區域將在組織現有科學教師進行專業學習與研修的基礎上，擴大專職教師隊伍，及時補充青年教師的引進，保持科學教師隊伍的能力和活力，讓區域內每一個小學生都能接受最好的科學教育，促進核心素養的全面發展，為學生的終身發展奠定基礎。（二）持續轉變課堂教學方式，有效促進素養落地“新課標”的發布拉開了培養與發展學生核心素養的序幕。課堂是課程改革的主陣地，引導學習方式和教學方式的變革是實現課程改革目標的重要抓手。調查顯示，有什么樣的課堂教學和活動就有什么樣的學生表現。教師在教學中重視科學思維的培養，學生的推理能力就能得到充分的發展；忽視探究方法與能力的培養，學生的科學探究能力就無法得到整體、全面的發展。“新課標”不僅明確了核心素養的內涵與組成，也對課堂教學提出了變革的需要，如重視學科核心概念的整體認識，重視跨學科核心概念教學，培養與發展模型建構意識與能力，提升學生技術與工程實踐能力等，每一個主題都可能需要對原有課堂教學進行再設計或重構，需要在融合中突出重點發展素養，轉學生被動學習為能動學習，將外在的知識深度轉化為學生的觀念、思維、實踐與責任，在深度教學中發展學生的核心素養。教學方式的變革可以從組織方式、認知方式和活動方式三個方面展開，組織方式體現在人員組織、內容組織、環境資源組織等，認知方式概括為以間接經驗為主的接受式和以直接經驗獲得為主的體驗式兩種，活動方式則是圍繞學生設計的具體化的活動［6］。當然教學方式的轉變必須圍繞素養目標，不能僅僅停留在形式的轉變或是簡單地加上某樣設備、某種技術，而是需要從根本上理解科學教