在科学探究活动中引导学生反思评价
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冯毅|南京市琅琊路小学副校长，高级教师，教育硕士
对小学生来说，科学探究不仅是探索和了解自然、获得科学知识的主要方法，其本身也是需要学习的重要知识。2017年颁布的《义务教育小学科学课程标准》，在科学探究的构成要素上新增了“反思评价”这一内容，要求“在每一次探究活动中，教师都要引导学生对探究对象、探究过程、思维方法、经验教训、学习收获等进行反思与评价”。从元认知理论的视角来理解，反思评价实质上是对探究活动认知过程的元认知，是学生个体在科学探究活动中，对科学探究的过程，以及过程中所用的方法、取得的结果等进行反向思考，对探究结果的可信度、探究过程的合理性、探究方法的有效性等作出检查和判断，并相应地对其进行调节，以达到预定目标的思维活动。从思维过程上看，科学探究中的反思评价是反思、评价、调整三位一体的连续性作用过程，循环往复，螺旋上升，对科学探究活动起到监控或调节作用（见图1）。
反思是指学生对自己的思维过程、思维结果进行再认识的检验过程，它不是对探究活动简单的回顾和重复，而是对探究活动全过程所发生的分散的、碎片的思维活动及其成果的集中归纳、抽象概括、总结提升。评价包括的认知过程有检查和评论两种。检查是检验科学探究过程内部有无矛盾或错误，评论是基于外部标准对探究过程、方法和结果进行判断。调整是反思评价的关键，不仅要肯定成功，还要正视错误；不仅要找到问题，还要分析个中原因；不仅要有调整的意识，还要有调整的行动和效果。
图1反思、评价、调整三位一体作用示意图
对科学探究来说，反思评价是一个核心要素，起着“总调度”“关键点”“节拍器”的作用。说它是总调度，是因为它处于思维结构的“顶点”——思维的监控，统摄和调度探究活动中的各种思维活动。说它是关键点，是因为它指向批判性思维，有助于学生更深刻地揭示事物的本质和规律，更好地建构科学概念。说它是节拍器，是因为通过反思评价，学生才能将科学探究的过程要素本身作为对象加以觉知，进入如维果茨基所说的“与该过程的新关系之中”。通过反思评价，学生能更好地协调科学探究过程中的各种思维活动和过程，加快思维方法学习进程，形成自己的认知策略，提高元认知能力，进而提高科学探究的能力。
一、科学探究中反思评价的行为表征
确定科学探究活动中学生反思评价的具体内容是教师面临的最大难题。为了突破这一难题，我们可以借鉴布鲁姆教育目标分类学的思想，深入探究过程中去，仔细分析和识别学生典型的反思评价行为，以明确的行为表征来帮助教师把握反思评价的指向。
（一）科学探究结果中的反思评价行为表征
科学探究的结果是探究活动最显性的成果，但并不是所有的问题都能通过一次探究得到正确结论，因此对结果以及从结果到结论的思维过程都需要开展反思评价。教师要指导学生运用分析、比较、推理、概括等思维方法得出结论，让学生通过分析反思所得的结果与假设是否相符。
对科学探究结果进行反思评价，重点在于考量探究结果的可信度，具体包括：识别得到的结果是什么；对比通过实验得到的结果与假设的结果是否一致；证明所得到的结果的确来自对实验变量的控制；检查结果的表述是否让人一目了然；解释通过分析结果得出了什么结论；检验自己得出的结论换一种方法能否再次得出；比较自己的结论和其他同学的结论是否一致，并有所调整；预见自己的结论是否会对其他同学有所启发。
（二）科学探究过程中的反思评价行为表征
科学探究可看作是发现问题、分析问题和解决问题的过程。学生在开展科学探究活动的过程中，会不同程度地涉及提出问题、搜集证据、得出结论等诸多环节，反思评价就是要聚焦科学探究的各个环节，审视每个环节都做了什么，怎么做的，各个环节如何联系构成整体，最终获得了什么结论。
对科学探究过程进行反思评价，其重点在于考量探究过程的合理性，具体包括：检查问题是否足够清晰并且可以探究；解释自己的猜想或假设有何依据；预见计划是否可行及可能的结果；判断所挑选的方法对获取数据来说是否恰当；决定在哪些方面与其他同学开展交流讨论；评估其他同学的探究思路，找到可借鉴之处；判断探究结果是否达到预期目标，识别在何处有所调整；决定如果再做一次探究，在哪些方面加以改进。
（三）科学探究方法中的反思评价行为表征
学生在科学探究中运用的方法主要指特定的科学方法和思维方法。科学方法如观察、调查、比较、分类等；思维方法如分析、综合、分类、抽象、概括、推理、类比等。在每一种科学方法的运用中，都有多种思维方法参与其中，因此思维方法是反思评价的核心和重点。
对科学探究方法进行反思评价，重点在于考量探究方法的有效性，具体包括：分析对所探究的问题自己是怎样思考的；评估所采用的搜集证据的方法的效果；检查记录数据、显示数据的方法；思考采用什么方法来分析结果，得出结论的；挑选用来报告和描述所发现结果的有效方法；评估其他同学的探究方法；判断自己在什么方法的运用上得心应手或觉得困难；预见这次使用的方法是否可以用来解决别的问题并能举例说明。
在做行为表征分析时，有三点基本遵循。一是整体把握探究活动的思维活动，结果、过程和方法三者只是视角不同，实质都是对思维的检查与调整。二是同时针对概念建构、探究程序性知识和认知策略等三个方面的提升，促进学生探究学习深度发生。三是抓行为动词，以指向反思评价思维技巧的动词为统领，与探究活动中一般性的思维活动相区别。
二、科学探究中促进学生反思评价的教学策略
对科学探究中反思评价的行为表征作出分析识别，目的是在科学探究活动中准确地找到反思评价点，再通过教学来达成，这势必对原有的课堂教学提出挑战。教师从教学目标的设定、教学方法的选择和评价方式的设计等三个方面对教学策略进行调整，有助于在课堂教学中促进学生反思评价真实发生。
（一）概念掌握方式：由识记向解释转变
科学概念的建构，是一个提出问题、作出解释，并不断调整和完善解释的过程。国际学生评估项目（PISA）非常重视解释，提出科学能力的要求包括科学地解释现象、设计和评价科学探究、科学地阐释数据和证据。只有当学生科学概念的建构发生在解释这一通道上时，展开解释的思维活动本身才会成为关注的重点，聚焦思维的反思评价的重要性才能凸现。在设计教学目标时，教师要将学生对科学现象的解释作为重点，预设学生在探究过程中围绕解释所进行的反思评价的行为表现。学生在哪些要点上可能出现反思、评价和调整，教师应该做到心中有数，预设契机，预留空间。要将促进解释的思维活动与对思维活动本身的反思评价巧妙结合起来，促进科学探究走向深入。
（二）探究活动的组织：由执行程序向问题驱动转变
所谓深度探究，就是经由反思评价来计划、检查、反馈、控制和调节的探究，是有意识的深度学习活动，这样的深度探究又要由引导反思评价的问题来驱动。教学中，教师不能一味地讲授知识，或者机械地推进探究流程，而要利用反思评价的问题清单（见表1），让学生的思维活动显现出来，使思考和学习走向深入。
表1反思评价问题清单
例如，在引导学生探究“空气是怎样帮助声音传播的”这一问题时，教师运用“反思评价问题清单”，结合具体问题和活动过程，设计了一份反思单，包括如下6个小问题：
①我们的假设是：空气在帮助声音传播。（2.2）
②我们把放在声源旁边，出现的现象是，说明了。（1.1、3.2）
③你观察到的现象一定是空气引起的吗？（2.4）
④你确定空气的“动”跟声源振动有关吗？（1.3）
⑤如果再做一次实验，你会作出哪些调整？（2.8）
⑥这个证据说明，我们的假设是：□成立□不成立 □不确定（1.2）
上述每个小问题后标注的序号说明了该问题与“反思评价问题清单”的对应关系。例如，问题④对应的是“1.3得到的结果是否来自实验？”这一条。学生提出的假设是空气在振动帮助声音传播，看到的现象也说明空气在“动”，但是引起空气“动”的因素有很多，只有排除其他因素，才能确认这个实验中声源振动与空气“动”之间的因果关系，假设才能被证明。由此可见，在这个问题上开展反思评价，对帮助学生判别现象、完善解释、建构概念起到了关键作用。
（三）评价方式重点：由获取知识结论向监控学习水平转变
教学中要改变只以结论的获取作为探究“终点”的做法，评价不只是考查学生掌握科学知识的“正确”程度，更要评价学生对探究的结果、方法和过程的反思评价的水平。教师可以结合此前分析的反思评价典型行为表征，针对学生回应反思评价问题清单的情况，综合判定他们在思维监控与调整上都做了什么，做得怎么样。一是考查学生是否能“回头看”，将探究活动前后的思考关联起来，找出联系，找到问题。二是考查学生是否能“左右看”，与同学就解释展开对话，在回应、解释、辩论的过程中，澄清、判明、修正、扩展自己的观点和他人的观点，使个人的观点得到提升。三是考查学生是否能“整体看”，跳出具体的方法和结果，从整体上来看整个探究过程，思路是什么，运用了哪些思维方法，经历了怎样的思维过程。
三、课堂教学中落实反思评价的实施建议
在课堂教学中落实反思性评价，需要教师处理好主体教学与反思评价的关系，既要为反思评价留出时间，又要保证教学的整体实施。经过实践探索，我们建议教师在教学中采取如下三种思路，落实反思评价。
（一）在探究活动中贯穿反思评价
教师应将反思评价贯穿于探究的全过程，开展过程性的反思评价。思维教学的一个基本原理，是将科学思维与儿童认知活动紧密联系，在科学探究中教会学生如何思考。研究表明，任何课程中针对学习和思维问题的课堂讨论都有助于学生意识到自己的元认知知识。因此，教师应在教学过程中借助问题框架引导学生反思在探究的每个阶段是如何思考的，怎样思考才能更加合理。具体的操作上，不一定要求全责备，将所有的问题都梳理一遍，可以基于学生反思能力，或针对具体探究活动的重点、难点和关键点，特别是学生的易错点，从三个问题清单中择取相应的问题进行排列组合，形成富有操作性的反思评价问题框架，带领学生总结和反思。
（二）在教学过程中设置独立环节
反思评价教学的难点在于教师不可能直接教会学生如何开展反思评价，必须引导学生经历科学探究的过程，在学生获得亲身体验后，针对已有经验进行二次加工。因此，在探究过程完成后，利用课堂最后的3～5分钟时间，教师可以设置一个名为“反思时刻”的教学环节，借助反思评价问题框架，带领学生回顾整个探究过程，开展总结性的反思评价。对问题清单中的问题，不只是教师提问学生回答，更为重要的是它为学生和教师之间展开有效的反思评价对话提供了机会，其话语方式是“让我们一起来想想……”。教师带着学生思考问题、讨论问题，通过自评和互评，分享各自的观点、做法和思考方法，引起争论，互学互鉴，共同提高。另一个隐性的好处在于，反思总结常常能够引发新的问题。反思评价是一次科学探究的收尾，又可能是下一次探究活动的开端。
（三）在教学计划中增加专门学习时间
由于科学探究中的反思评价实质上是以探究活动为对象的元认知活动，涉及高阶思维，对学生来说有较大难度。因此，除了在教学中渗透，用增设反思环节的方法来点拨，在教学计划中专门增设反思学习时间，开展以探究活动为载体的反思评价专题性学习也是必要的。对反思评价的专门性学习有着元认知训练的性质，教会学生根据学习任务与要求，灵活地制订计划，采取适当的策略，在学习活动中积极地进行监控、反馈、调节，及时地修正策略和过程，以尽快和有效地达到目标。譬如，如果教材中屡次出现了对比实验，那我们就可以专门围绕对比实验展开一次反思性活动，让学生梳理若干做过的对比实验，比较、概括其运用的问题情境，自己制订对比实验的反思评价问题清单，再通过一个对比实验的实例来运用所学。经过这样的专门练习，学生能更好地掌握运用对比实验研究问题、解决问题的方法，再遇到类似的问题就不是难事了。专题性的反思评价教学有利于发展学生的认知策略，提高科学探究的能力，真正促进学生学会学习。
来源： 中国教育学刊