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亞太科學教育論壇，第九期，第一冊，文章十七(二零零八年六月) 武荷嵐、楊友源、鄭美紅 淺談美國國家教育進步評估中的科學評估
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亞太科學教育論壇，第九期，第一冊，文章十七(二零零八年六月) 武荷嵐、楊友源、鄭美紅 淺談美國國家教育進步評估中的科學評估
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「國進評」科學評估是在名為「評估框架」(Framework)的藍圖指導下進行的(Loomis & Bourque, 2001)，1996年，「國進評」科學評估推出了1996-2000新的科學評估框架，該框架是美國國家評估管理委員會（NAGB）組織學科專家、科學家、學校行政人員、決策者、教師、家長等共同開發而成的，它規定了應該如何評定4、8、12這三個年級學生的學業水準。由於該評估框架是在前面1990評估的基礎上建立起來的，故具有一定的包容性(Stiggins, 1987)。
框架分為科學領域(Fields of Science)與認知要素(Elements of Knowing and Doing Science)兩個緯度（如下圖）。科學領域涉及地球科學、物質科學和生命科學，其中物質科學包括物理和化學；認知要素則細分為概念理解(Conceptual Understanding)、科學探究(Scientific Investigation)和實用推理(Practical Reasoning)三個要素(Allen & Zelenak, 1999)。
下圖是科學評估框架，而圖內列出一些典型的例子：
科學領域
地球科學
物質科學
生命科學
認
知
要
素
概念理解
科學探究
實用推理
例題4：風蝕現象
例題1：辨認身體器官的功能
例題3：判斷鹽水和純水
例題5：判斷金屬的純度例題6：地球軌道
例題2：判斷容積大小
注：另外還有科學本質、專題研習兩個維度，它們一般不被單獨列出，而是滲透在前面的要素中考察。
在該評估框架的認知領域中，概念理解要素重點考察學生對科學知識和概念的理解，其中，科學知識包括從學校科學教育以及自然界中學習到的各種事實、事件，以及用於解釋、預測自然現象的科學概念、定律和理論。科學探究主要考查學生使用科學工具的能力，包括制定計劃，使用多種科學工具獲得資訊，交流探究的結果等。實際推理則考查學生在新的、真實世界中運用其科學理解能力。它們在最近十年三次測評中所占比例參見表3。
表2：認知要素緯度
認知要素
說明
概念理解(Conceptual Understanding)
學生對用於解釋和預測自然世界中各種現象的科學概念和原理的理解；
科學探究(Scientific Investigation)
運用科學知識和技能，設計合適的調查計畫和步驟，利用各種科學工具探尋新知。
實用推理 (Practical Reasoning)
運用科學知識來解決日常生活的問題。
表3：認知要素在各年級中的比例分佈
認知要素
4年級
8年級
12年級
1996
2000
2005
1996
2000
2005
1996
2000
2005
概念理解
45%
56%
50%
45%
59%
55%
44%
56%
56%
科學探究
38%
27%
40%
29%
18%
29%
28%
24%
29%
實用推理
17%
17%
10%
26%
24%
16%
28%
20%
14%
從表3可以看出，「國進評」科學評價非常強調對科學概念的理解，它在各個年級所占百分比都幾乎達到50%左右，2005年12年級最高，達到56%；同時還可以看出，年級越低，越強調科學探究（4年級2005年最高占40%，12年級2000年最低占24%），說明，對於年齡較小的學生，在“做中學”的學習方法越為重要。另外，隨著年級增加，對學生實際應用能力的要求也在逐步的提高，1996年4年級占17%，12年級推理能力要求占到28%。這也是符合學生成長、認知規律的。可是，近年(2005年)的趨勢顯示實用推理的比重明顯地下降了。
評估框架內的各認知要素一般是相互聯繫的，因為反映任何概念的重要性不僅來自於它自身的事實和觀點, 而且來自於與之相聯繫的方法和技能, 即在要求學生掌握科學的事實和觀點的同時, 要求他們應用科學概念去理解和探究，從而建構邏輯的推理方法。
各科學領域包涵的內容和主題見下表4。最近十年的3次科學評估中，各科學領域在三個年級中比例分佈見下表5。
表4：各科學領域包涵的內容
科學領域
包涵的內容
地球科學
地球科學包括地殼（土壤和岩石圈）、水（水蒸氣）、空氣（大氣）和地球空間等通常見的主題。
物質科學
物質科學包括物理和化學，涵蓋了關於宇宙結構以及有關物質運作原理的基本知識和理解。主要議題是物質及其轉變、能量和它的轉換、物體的運動。
生命科學
生命科學的主要目標是理解和解釋自然和生命系統的性質和功能。主要概念有生物的變化與進化，細胞及其功能（四年級不包括此項），有機體，生態學等。
表5：科學領域在各年級中的比例分佈
科學領域
4年級
8年級
12年級
1996
2000
2005
1996
2000
2005
1996
2000
2005
地球科學
33%
34%
33%
30%
31%
30%
33%
33%
34%
物質科學
34%
33%
34%
30%
34%
33%
33%
30%
35%
生命科學
33%
33%
33%
40%
35%
37%
34%
37%
31%
（資料來源：美國國家教育統計中心，「國進評」 1996、2000和2005年科學測評）
從以上表5可以看出，最近十年評估中，地球科學在4、8、12年級中所占比例幾乎未曾改變，一直約占總分的三分之一。生命科學在8年級的比例稍偏高，超過35%；2005年，物質科學在各年級中的比例都有了不同程度的提高。
