自然與生活科技教學評量的基本理念
林曉雯
國立屏東師範學院自然科學教育學系
壹、評量的現況
我們的教育系統深受工業革命的影響，統合作業生產線及標準化過程的理念於教育中（Doran，Chan & Tamir，1998）。Rubba，Miller，Schmalz，Rosenfeld及Shyamal(1991) 指出：「學校被視為製造的工廠，學生被視為原料，學生經過教師（操控機器者）調教一段時間後產出，產品成形。課程中充滿了大量的事實知識，以講授的教法灌輸給學生。學校的行政人員（老闆）要求教師以一貫嚴格的守則進行教學。」這種一貫作業的方式奠基於行為主義理論的學習理論。行為主義有三個主要概念：複雜的學習可以分解成不相連的訊息；學生的學習是將不同的感覺和經驗做連結；知識是事實和技巧的累積。在行為主義的觀點中，知識是可分解的成獨立的小單元，而這些小單元可分別經由刺激－反應的連結進行學習。可以獨立於情境進行知識的學習。對於如何將許多單元連結成完整的全體去無明確的法則。科學教育的教和學視教科書為課程，學生以記憶不相關連的科學事實為重。在此教學取向中，評量多以複選題、是非題、填充題的形式出現。學生的學習著重在「對」的答案的定義，而少發展探究的能力和概念的了解（Doran，Chan & Tamir，1998）。這樣過於重視數量化、理性化、系統化的評量，使評量出現下列五個問題（李坤崇，民88）：
1.評量脫離脈絡情境，難以應用化、生活化。
2.窄化評量範圍於可量化部份。
3.評量從科學方法獲得令人信服的精確量化，如同披上量化光環，擁有絕對的權威。
4.科學量化的評量方式逐漸變成唯一方法，相對排斥非精確量化方式。
5.評量結果中立化，評量者僅將事實忠實呈現，撇清評量責任，轉由被評量者承擔。
以上五個問題正反映客觀紙筆測驗盛行的原因與缺失。
貳、建構主義的啟示
然而學生是我們未來的公民，需面對的是日益複雜的世界，他必須具備發展解決問題的能力，人際關係的能力，才能成功生活在日益競爭的社會。因應學生的需求，教師必須在教學與評量層面進行改變。
這種以研究為基礎的改變牽引我們由刺激－反應的連結學習，逐漸思考探究取向、學生先存概念與概念改變的教學意涵。上述的轉變趨向於建構主義取向。建構主義關注的焦點是「學生對他們周遭的世界，已經知道的或了解什麼。」依照這樣的觀念，教學最後的結果不僅僅是獲得科學訊息，而是能夠將分析、思考的方法運用在其他的生活情境之中。建構主義取向的自然科教學強調探究取向的教學，在探究取向的教學環境中重視學生對科學的理解、應用，獨立探究的技能、態度、能力（Doran，Chan & Tamir，1998）。表1 提供一個評量學生在進行科學探究時的標準；表2 則顯示要提升以探究為基礎的教學與學習的重要改變。
依此，教學評量應屬學習歷程的一部份，教師能由各種深度與廣度探究學生理解的情形。評量可以各種不同的形式呈現，測量更複雜的技能。
表1 評量科學探究的能力(NRC，1996)
引導科學探究的問題
‧規畫可試驗的假設
‧證明在假設和實驗間的邏輯連結
引導科學探究的設計
‧有系統的探究問題
‧發展初步的計劃
‧選擇適當的實驗器材
‧澄清控制變因和操縱變因
‧組織及呈現資料
‧以驗證、邏輯為基礎來設計實驗
使用科技和數學以提昇探究和傳達的品質
‧科學探究中使用各種測量工具和計算
‧使用公式、圖表來呈現結果
‧以邏輯和證據來修正或建立科學解釋的規則和模型
‧以假設、概念和數學概念為基礎來建立原則或模式
‧使用邏輯和證據於探究和實驗
科學論點的傳達和論證
‧使用精確和有效的傳達方式
‧使用圖表來呈現概念和結論
表2 評量重心的改變(NRC，1996)
較不重視
較重視
量化的評量
評量抽象知識
評量科學知識
評量學生在學習後還有什麼不知道
在學習後評量
總結性評量
由專家來發展評量
評量較重要的部分
評量豐富的、具結構性的知識
評量科學的理解和推理
評量學生從學習中了解了什麼
在學習中和學習後評量
形成性評量
教師參與評量的發展
參、多元智慧理論的啟示
行為主義理論中沒有提出任何種類的心智實體，行為主義學派的學者們假定人類行為上的反應可以分解為數個主要成份並且以量化的方式加以界定、觀察、和測量（李坤崇，民88）。這種理念反映到人類對智力的定義，以及智力測驗的形式。隨後，智力測驗被世界各國廣泛地使用，智商（IQ）也逐漸成為度量人們智慧高下之重要標準。然而傳統的智力測驗通常僅將智力的範圍侷限在語文與邏輯方面，並假定個體特質能被單一的、標準的、可量化的數據所描述，使得人們忽略智能的多元發展，造成許多具有其它方面之天賦與才能的學生受到了貶抑與忽視。1983年，哈佛大學心理學家HowardGardner打破傳統智力的偏頗論調，提出了「多元智慧理論」。多元智慧理論(Gardner，1993)指出學生有很多種可能方式來展示其學習成效。藉此，有幾種是學生可靠自己的力量來表示他們學習成就的方式：
1.語文智慧：指口語及書寫文字的運用能力。
2.音樂智慧：指察覺、辨別、改變和表達音樂的能力。
3.邏輯－數學智慧：指運用數字和推理的能力，它涉及了對抽象關係的使用與瞭解。
4.空間智慧：指對視覺性或空間性的訊息之知覺能力，以及把所知覺到的加以表現出來的能力。
5.肢體－運作智慧：指運用身體來表達想法與感覺，以及運用雙手生產或改造事物的能力。
6.人際智慧：指辨識與瞭解他人的感覺、信念與意向的能力。
7.內省智慧：乃指能對自我進行省察、區辨自我的感覺，並產生適當行動的能力，此種智慧也扮演著「智慧中樞的角色」。
8.自然觀察智慧：乃指對周遭環境的動物、植物、人工製品，及其它事物進行有效辨識及分類的能力。
多元智力理論的評量系統較不使用標準化測驗或常模參照的評量方式，而多採用真實性評量，真實性評量是只讓學生在適當情境下，表現出他們的學習成果。多元智慧的評量具有下列特點：（Campbell，Campbell & Dickinson，1999）
1.學習成長的評量。
2.多元多向度的評量
3.評量結果提供教師教學與學生學習的回饋
4.重視非正式的評量，例如關查獲討論。
學生在教師指引下可選擇展示學習成效的方式，如此一來，學生在學習中將負起較多的學習責任，而不僅是以教學者以外的評量專家所設計出的測驗來評量學生的學習成效。上述學生擁有的智慧皆可用來表現出學生在科學學習的成就。
在教育現場中，教師有必要將多元智慧理論評量方式放入評量過程中。應用多元智慧理論於教學評量中時，需為在職教師開設相關的教育課程，幫助他們學習新的方法，並呈現使用多元智慧理論來評量的實例，最後，由經驗豐富教師的協助來展現評量的多種面貌。
肆、學習風格理論的啟示
在何種教室環境條件下學生學習最為理想？學習風格理論對於教室評量環境提供一思考的方向。Searson和Dunn (2001)在他們的研究中指出學習風格是影響學生教室學習是否能成功的重要因素之一，例如：
1.可忍受的吵鬧程度、閱讀喜好，以及固定或變化的座位安排。
2.情緒因素，如服從性，以及個人偏好。
3.社會因素，如獨自學習或團體學習，以及偏好同儕合作學習或教師權威性教學。
4.生理的因素，例如使用聽力、觸覺、或者身體動覺等不同的方式來學習；包括較為動態的或者靜態的學習。
5.心理的因素，例如在學習的過程中，有些學生會像分析家一步一步來分析，然後漸漸形成概念；有些學生則以較宏觀、整體性的方式先瞭解內容綱要，再去研讀細部，以形成完整的概念。偏好分析的學生對於文字反應較好，相對的，偏好整體方式學習的學生對於圖型和圖表反應較好。
成功的教學評量應考慮學生的學習風格，尤其學生的個別特性各有不同，如果教師願意協助每個孩子成功的學習，不可忽略營造適當的學習環境。可舉辦研習會幫助老師了解並且較熟悉學習風格理論，進而將其中的論點運用到評量當中。並且協助教師運用學習風格理論來衡量學生在哪一種情況之下可以有最佳的科學學習成就。此外，教師可參考相關的教師環境量表，探究自己所營造的學習環境特色，學習環境與學習成效的關係，以反思、改變學習環境，進而促進學習成效。
伍、後設認知的啟示
後設認知在科學評量上是很重要的，後設認知是對認知的認知(Gunstone，1994)。在進行教學時，科學教師必須提供模型來協助學生思考某些科學事件或科學成就。後設認知不但協助學生去思考學什麼，還有那些還沒有學會的，由此可以引起學習動機，因為學生會覺得還有更多東西等著學習。如果已學過的知識和接下來要學的知識有相關連的話，則有溫故知新的效果。複習中進行反省是一個保有科學知識、技能、態度等的有效工具，並能引發學生進一步學習的慾望。學生通常認為學過的知識隨時都能回憶、擷取，但忘記和回憶的問題隨之而來，因此，後設認知是自我評量的要素。學生必須：
1.對自己的科學學習成就負責。
2.相信自己在老師引導下能發展出的有品質的自我評鑑標準。
3.在評量、評鑑和完成工作中進行自我學習。
4.在自己監控下達成科學學習目標。
5.練習、分析以及綜合學習目標、學習機會和評量過程。
因此，教師應重新認知學生自己的能力與性格，藉由不同的評量形式瞭解學生如何詮釋「科學」？是否能超出自我中心、種族中心、主流社會中心、懷舊心理…等等的觀點，去得知與體察？是否提供機會讓學生自我詢問心中的信念，並仔細地去察看其中的真實性與正當性？學生是否正確地進行自我評估？是否能以不防衛的心態為自己的觀點辯護。
陸、教學評量的改變
科學教育的改變必影響我們的評量。一般而言，評量成為學習過程中不可或缺的一部分。評量包含各種形式，以便能更深入的測量各種複雜的技巧，以及能更廣泛更深入探討學生的理解。教師應結合課程標準(結果和期望)、教學計劃和評量以協助學生完成實驗探究，並增進他們的概念理解。換言之，當我們評量科學思考、科學探究和問題解決能力時，我們同時必須改變我們的教學以提供學生學習並運用這些技能的機會。圖1說明一個成功的科學課程，其課程標準、教學計畫和教學評量之間的互動關係。
圖1 課程、教學、評量的關係(Reynolds 等人, 1996)
柒、多樣化的評量形式
傳統的教育使用紙筆測量，如：是非題、填充題、簡答題。通常這些測驗是在課程或單元結束後，評量學生對事實或概念的了解。這種測驗的主要問題是，所評量的是較低層次的認知技能。
近來的評量改革，採用各種不同的評量工具來測量較高層次的認知技能，像解決問題、探究、傳達、以及人際溝通間的技巧。這個多樣化的工具以各種不同的形式出現，如圖2所述。
捌、編製教室評量的原則
為協助教師提昇評量知能最好能如美國國家研究議會(NRC)發行『教室評量和國家教育準則』(NSTA，2001)一書所列：
1.明示評量之理論基礎，以協助教師進行教室評量。
2.澄清有效率的教室評量的相關理念。
3.提供圖解或者指引來發展並選擇評量的過程和工具。
4.指出可能面對的問題。
5.協助師資培育者和教師團體幫助新任以及在職的老師進行教學評量。
學生正在學習的每一個科學單元及主題都是很重要的，但是對於學生一整學年的的學習成果，標準化或全國性測驗通常只給予學生一個百分比，或者是否通過篩選標準，無法顯示學習者的科學成就的特色。使用這種測驗來揭示學習者在科學學習上的進步有以下的缺點：
1.選擇題通常是用來讓學生指認學習過的知識，這些紙筆測驗是用來評估學生對於事實、觀念和基本常識的學習程度。選擇題的重點著重在對事實資訊的認知，因為這是最容易評量的內容。
2.科學教學和學習中動手操作的部份，通常只是佔試題中很少的部份或被忽略，因為科學教學和學習中的動手操作教學的特點不易評測。一個強調動手操作科學教學的老師可能會發現，選擇題似乎傾向測驗學生閱讀理解能力。
3.不會因為學生間的差異性進行調整，這樣一來每個學生都必須在相同的時間裡完成標準化的測驗，考試時所有的實驗都遵照一樣的準則，所有的問題都有標準核定的答案來回答。有些學生需要多一些時間來作答，這樣他可以思考出較多的方向，可以將問題回答得更完整一些，而且，一個問題的正確答案可能不只一個。閱讀選擇題的選項會發現，這些選項也許不是評量科學學習成果的好方法。
4.測驗題的內容並不足以涵蓋真正的科學學習成就。
5.缺乏效度。例如考試只著重於抽象的東西，例如只要學生閱讀和勾選選擇
題的選項，但老師在教科學時卻強調較具體的探究方法，因此，評量和教學並不一致。
圖2 多樣的評量系統(Reynolds 等人改編，1996)
此時可考慮將慣用的紙筆測驗轉換為其他更為開放，更能反映評量學生真正理解、進步的情形的其他評量形式，例如可將學生平日學習科學的成果抽取集結成一份檔案。這份檔案就像一個典型的範例，可能包含此單元中(Ediger，2001)：
1.動手操作的學習情形。
2.相關的文件，大綱，讀書報告以及一些說明性、創造性的、敘述性的文件。
3.學生習得相互幫助的事實，例如：學生交互作用品質的錄影帶。
4.口頭報告的錄音帶。
5.科學實驗的步驟及結果之展示作品。
6.相關的著名科學家之戲劇活動及評量結果。
7.學生參考實質標準所進行之自評。
8.以壁報、圖表、或圖解方式說明此單元的內容。
9.學生在學習單元的學習成就或教室評量的結果。
10.學生和老師一同規劃下一次的科學學習內容。
11.評估檔案品質的評量基準。
玖、紙筆測驗的編製原則
紙筆測驗是教師最常使用的評量形式，教師需要參考一些標準以設計具有信效度的題目來評量學生學習成就和進步情形。有品質、有效的題目所提供的訊息才能提供教師有用的參考價值；相反的，編寫得很拙劣、意思模糊不清的試題並不能提供什麼幫助。那麼教師應使用那些試題編寫標準呢?
標準參照或者常模參照的編寫者時常使用選擇題的方式來出題；教師若要編寫選擇題的選項則要掌握下列幾點(Ediger, 1994)：
1.題目應該要包含一個題幹和四個似乎合理的答案，『四』並不是一個神奇的數字，但是如果只有三個選項，學生有較多猜對答案的機會，但是卻又難以提供五個看似合理正確的選項。
2.若是題組式的選擇題，不可讓學生在題目中找到線索。因此第一題的題目不會提供回答第二題或者同題組內的其它題目答案的線索。
3.每一題的題幹和其下四個可能選項之間必須是通順、合乎邏輯的。
4.考試的題目應該作由簡單至困難的順序排列，根據心理學的原因是簡單的問題會建立學生的自信心，以面對逐漸變難的試題的挑戰。
5.紙筆測驗題目必須涵蓋教室中教過的內容，這樣才能增進測驗的效度。
6.同儕檢視題目可以修正編寫不周的部分。
7.題目需適當地涵蓋科學課程的不同主題，例如環境教育在課堂中講授過了，那麼相關的概念也應該出現在考試的題目中，這樣才具有表面效度。
8.教師參考考試結果，並針對學生的弱點，重新指導、補強。
9.學生考試的結果是評判這份評量試題品質的參考依據之一，如果太多學生答錯這一題，應該考慮修改試題，使這題更有意義。
10.考試是學習的整合，並且應該用來改善或提升課程的品質，而不是用來在學生間做比較。考試所提供的學習機會應該是用來鼓勵學生在科學上有所進展。
拾、教室觀察的原則
為了顧及科學教學時實作的評量，教師可以在教學過程中使用觀察法，下面有一些標準可以運用在觀察學生進行科學探究的過程中(Ediger, 1999)：
1.學生發現和解決問題能力如何？
2.學生收集問題相關資料的能力如何？
3.學生形成假設的熟練度如何？
4.學生考驗和評價假設的能力如何？
5.學生在需要的情境下修改原先假設的能力如何？
6.學生利用科學知識和儀器去解決問題的能力如何？
老師可以依據以上各標準來決定學生的表現情形。
拾壹、評量的結果的運用
評量是科學教育系統中提供回饋的首要機制。舉例來說：評量的資料回饋給學生：他的表現有多好；提供給老師：他的學生在學習方面的表現有多好；提供給行政人員：有關教師的教學和課程的有效性，以及政策落實的情形。表3說明評量資料蒐集過程的重要成分。
這些重要的成分歸屬於四個類別，而這四個部分的組成成分可以，排列組合成許多種的組合方式。舉例來說，教師使用學生成就評量的資料來計劃和修改教師的實際教學，經費預算者以此來規劃當地的教育經費。這種多樣的使用方式、使用者、方法和資料形成評量的複雜性和重要性。
拾貳、結論
教師使用高品質且多樣化的評量，可提供適當回饋給學生、家長、行政人員及決策者。沒有一個單一的評量方式是適合每一個學生的。教師必須經由反覆的教學試驗來修改所設計的評量以符合個別教室的特殊情境。教師因應不同的評量目的，選擇不同的評量形式，收集不同的證據及訊息，並有效的使用評量結果以改進教師的教學與學生的學習。
表3 評量資料蒐集過程中的重要成分(NRC，1996)
使用方式 | 收集的資料 | 收集的方法 | 使用者 |
•訂定教學計畫 •引導教學 •計算等級 •做比較 •發給證照 •決定特殊教育或 教育發展的方式 •發展教育理論 •協助形成政策 •監控政策成效 •分配資源 •評量課程、方案、教師教學的品質 | •學生的成就和 態度 •教師的培育與 素質 •方案特色 •資源分配 •政策 | •紙筆測驗 •實作評量 •訪談 •檔案 •實作 •教室觀察 •筆錄分析 •專家對教材 的評述 | •教師 •學生 •家長 •社會大眾 •政策制訂者 •較高階教育機構 •商業會工業 •政府 |
拾參、參考文獻
李坤崇（1999）：多元化教學評量，台北：心理出版社。
Campbell, L. & Campbell, B. & Dickinson, D.(1999). Teaching & learning through multiple intelligences. Needham Heights: Allyn & Bacon
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