一、NAEP简介

美国全国教育进步评价(NAEP)是由美国国会授权并赞助，具有全国代表性的，连续评价美国学生在数学、科学、阅读、写作、艺术、美国历史、世界地理以及其他一些学科的成绩的机构。NAEP开展全国性评价工作已有二十多年的历史。目前，NAEP已成为美国国家及其各州政府衡量其教育发展状况的一个重要指标。

1996年NAEP推出了新的1996－2000科学学科评价框架，该框架由科学领域与认知要素构成。科学领域涉及地球科学、物质科学和生命科学三个学科；认知要素则分为概念理解，科学探究，以及实际推理三个维度。在评价技术方面，该框架一改传统的客观性试题一统天下的局面，采用多项选择题测评学生对重要事实和概念的掌握情况以及分析推理能力；运用建构－反映问题测评学生的解释、整合、应用、分析、评估以及传达科学信息的能力；采用表现性评价方法，测评学生观察、实验、评估等从事科学探究活动的能力。该科学评价框架一经推出即受到广泛的重视，1996年，NAEP第一次使用该框架设计的试卷对美国4年级、8年级和12年级学生在科学领域的学习情况进行了评价，这次评价对美国科学教育改革与发展起到了极大的促进作用，产生了重要影响。

在该评价框架的认知要素中，概念理解要素重点考查科学知识，以及运用科学知识进行科学探究和实际推理。其中，科学知识包括从学校科学教育以及自然界中学习到的各种事实、事件，以及用于解释、预测自然界现象的科学概念、定律和理论。科学探究主要考查学生使用科学工具的能力, 包括制定计划，使用多种科学工具获得信息，交流探究结果等。实际推论则考查学生在新的、真实世界中运用其科学理解力的能力。

在NAEP 的科学评价框架中，科学本质强调科学和技术的历史发展中体现出的科学精神, 以及探究与问题解决方法的综合。科学本质还包括技术的本质，设计的问题，科学在真实世界的应用问题，以及由于商业和安全所需要做的妥协等。主题则强调超越各种不同学科的“大观念”。使学生思考问题时应具有全球意识，强调系统，模型和变化。

各科学领域以及认知要素在 4年级、8年级和12年级中的比例分布分别见表1和表2。

表1 各科学领域在 3个年级中的比例分布

综观NAEP 的科学评价框架以及1996、2000年的评价试题可以看出，NAEP 科学评价强调对科学概念的理解，概念理解这一维度在评价的每一个年级均占到45%左右。但有关“概念理解”的界定并不是机械式的记忆或简单的运用，而更重要的是运用科学知识进行科学探究和实际推理。

NAEP 的科学评价框架，对低年级的学生更强调考查科学探究这一维度，因为对于年纪较小的学生，通过在做中学习科学知识和科学方法，是非常重要的。因此，在评价框架中，科学探究在4年级大约占45%，在8 年级和12年级均占30%。

二、NAEP中的科学探究

在1996——2000评价框架中，科学探究强调科学活动，这种活动与知道有关世界的事实不同，也与通常所说的“科学方法”以及撰写实验报告常用的格式不同。NAEP认为，以问题开头，然后接着是提出猜想或假设，设计实验，收集数据，分析数据，最后是给出结论这种撰写实验报告的格式，通常会被误认为科学家的实际工作就是按照这样的逻辑顺序进行的。但事实上，这种逻辑的顺序通常只是在准备写作报告时才可能出现。如果将撰写报告的标准方法当作标准的科学探究方法教给学生，会给学生造成严重的误导。

NAEP强调，科学探究任务的设计一定要符合学生的发展水平。年龄较小的学生感知空间和时间的能力具有较大的局限性，特别是在较大的尺度和较小的尺度上，这种局限性就更大。随着学生的发展以及经验的累积，他们在进行科学探究时所表现的就会越来越像做“真正的”科学探究一样。以下是1996年8年级表现性评价有关科学探究的一个问题。使用“漂浮铅笔实验”估测未知盐溶液的含盐浓度。

在这项任务中，学生观察，测量，并比较在蒸馏水和 25% 盐溶液中铅笔在水表面以上的飘浮部分的长度。然后预测对含盐量对铅笔的漂浮的影响。并由此解决如何测量未知液体的含盐量问题。该项任务供含有14个问题组成的问题链。其中部分问题如图1所示。

使用“漂浮铅笔实验”估测未知盐溶液的含盐浓度

有关这项工作，你将会得到一个包含所有需要器材的用具包，并要求在30min内完成探究任务。现在请打开你的用具包，参照下列图示检查是否图中的所有器材都齐全。如果缺少任何材料，请举手，管理人员将会提供你所需要的材料。

1.打开贴有蒸馏水标签的塑料瓶。瓶内水中盐的浓度非常接近于0%。将蒸馏水倒入量筒，直至水面到达量筒上标有黑线处位置。盖上瓶盖。

将铅笔有擦子的一端向下插入量筒，部分铅笔浮出水面，如下面的所示。

解释铅笔放入水中为什么会漂浮。

2将铅笔从水中取出，用纸巾擦干。用尺测量露出水面部分的铅笔长度。将测量结果记录在表3测量1（蒸馏水）对应的栏目内。

3.在下面的坐标纸上，画出测得的蒸馏水和25% 盐溶液对应的铅笔长度的平均值。并将这两点用一条直线连接起来。假定这条线代表水面上铅笔长度和盐的浓度之间的关系。

4．根据绘制的曲线图，可得出未知溶液含盐的浓度是多少？

解释你是如何得出答案的。