生物學實驗探究能力的評價研究

李能國

(江蘇省常州市教育科學研究院 213001)

生物學是一門實驗科學,實驗法是依照研究目的，使用科學儀器設備，有意識地去控制自然過程和條件，使自然過程純化、典型化，在特定條件下去探索客觀規(guī)律，從而認識客觀世界的一種方法。生物學實驗過程中運用了物理學、化學等學科的實驗思想、方法和器具，由于實驗對象的特殊性，生物學實驗探究形成鮮明的學科特征，實驗探究能力可以界定為一種生物學科關鍵能力，由必備的生物學知識、技能和情感態(tài)度價值觀組成。

1 生物學實驗研究能力的評價現(xiàn)狀

縱觀國際科學教育改革，實驗探究能力的評價是多種評價方式并存的格局。從20世紀60年代的科學課程改革開始，教育界一直在探索實驗探究能力的評價方式，主流的評價方式包括在大規(guī)模評價項目中采用的現(xiàn)場觀察，以及工作單、紙筆測驗等。盡管現(xiàn)場觀察被公認為是最有效的實驗探究能力評價方式，但其高成本卻制約了其大規(guī)模的使用。在國際上，許多的評價項目則采用工作單對科學探究能力進行大規(guī)模的評價。同時，盡管紙筆測驗的有效性受到質(zhì)疑，但這些評價項目在采用工作單的同時，也都采用了紙筆測驗。

2003年，教育部啟動“中小學生學業(yè)質(zhì)量分析反饋與指導系統(tǒng)”項目，通過紙筆測試評價學生科學探究能力。我國基礎教育課程改革已經(jīng)推進多年，而與學科關鍵能力相適應的評價依然沒有跟進，導致教師缺少評價學生實驗探究能力的工具，而現(xiàn)狀是學生的紙筆測驗成績與實驗探究能力存在較大的差異。

2 生物學實驗探究能力的測試框架

學科關鍵能力測試框架是對評價的目的、測量的具體內(nèi)容和方法的表述與界定。不同的評價機構、評價目的和評價方法，建構的測試框架不同。

英國科學探究能力測評(APU)關注學生的高級思維能力的評價，主要考查學生在完成探究過程后是否能夠獲得充分的證據(jù)、能否很好地回答探究問題以及對探究作出相應的評價。APU將科學探究過程中的能力要素分為六個主項目，每一個主項目又被細分為不同的子項目，評價方式有紙筆測驗和表現(xiàn)性評價兩種(表1)。

表1 APU實驗探究能力的評價框架

PISA 2015測試評價學生科學素養(yǎng)以能力為核心，包括“科學地解釋現(xiàn)象”“評估與設計科學探究”“科學解讀數(shù)據(jù)和證據(jù)”三個維度，其中核心能力界定如表2。

3 生物學實驗探究能力評價的具體方法

生物學實驗探究能力養(yǎng)成是一個循序漸進的過程，其評價方法有表現(xiàn)性評價、工作單評價、紙筆測試評價等。

3.1 表現(xiàn)性評價 表現(xiàn)性評價是通過學生給出的問題答案和展示的作品來判斷學生所獲得的知識和技能。由于表現(xiàn)性評價強調(diào)在真實情境中評價學生的學習過程和結果，特別適合于生物學科關鍵能力的評價，讓學生動手探究，評分者進行現(xiàn)場觀察，輔以訪談，根據(jù)評分標準進行即時評分。

表2 PISA 2015科學素養(yǎng)核心能力界定[1]

例如，在“探究口腔中的化學性消化”的實驗中，要求學生從咀嚼饅頭的生活經(jīng)驗中提出問題，作出假設，根據(jù)假設制定實驗方案并實施實驗，實驗過程中要記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)并得出結論。為了減少評分者的主觀因素對評價結果的影響，提高評價的信度，需要編制觀察量表，將觀察項目具體化(表3)。

表現(xiàn)性評價的局限性是無法了解被觀察者的思維、動機、態(tài)度和情感，為保證觀察結果的真實、有效，觀察者可以適當介入，如對學生操作有不理解之處時，可以現(xiàn)場直接發(fā)問，但不得對學生的操作進行提示，也可以隨后進行深度訪談，挖掘學生活動表現(xiàn)背后的內(nèi)部思維活動，再重新進行評分。

表現(xiàn)性評價既可以用于過程性評價，個性化的指導學科關鍵能力培養(yǎng)，也可以用于終結性評價，對教育教學的質(zhì)量進行評估。

3.2 工作單評價 工作單是讓學生將測試任務完成的過程和結果寫在一張單子上，然后對單子中的內(nèi)容進行延時評價的方法。從工作單的開放性程度和對答案的提示程度來講，工作單可以分為開放性工作單、結構工作單、引導性工作單三種類型，三種工作單開放性依次減弱，適用于不同的測試需要和不同的學生群體。

表3 “探究口腔中的化學性消化”觀察量表

由于工作單是延時評價，無法對實驗操作環(huán)節(jié)進行評價，因此，實驗探究能力的評價主要在科學知識的掌握、科學方法的應用、表達和交流三個方面，運用工作單對科學探究過程中提出問題或假說、設計探究方案、收集和展示數(shù)據(jù)、分析和解釋結果等四個維度進行評價，從而建構基于工作單評價的實驗探究能力測試框架(表4)：

表4 基于工作單評價的實驗探究能力測試框架

研究表明，工作單能夠有效地保留學生的主要探究信息，通過這些信息評價者能夠可靠、有效地推斷學生的“科學過程能力”。相對于紙筆測驗和現(xiàn)場觀察的能力評價方式來說，工作單評價形式是既兼顧評價效果，又節(jié)約人力、物力的學科關鍵能力評價方式。

3.3 紙筆測試評價 紙筆測試是指以書面形式的測驗工具，評定學生在科學知識方面學習成就高低或在認知能力方面發(fā)展強弱的一種評價方式?？茖W探究能力的紙筆測試是通過選擇題或問答題等來評價科學探究能力的測驗工具。

紙筆測試往往通過一道試題來評價一個過程技能或探究要素，因此這些試題間基本都是獨立的，沒有相互聯(lián)系，這與現(xiàn)場觀察或工作單不同，現(xiàn)場觀察或工作單的任務都是完整的科學探究，測量不同探究要素的步驟是相互聯(lián)系的。

(基金項目：2015年江蘇省教育科學“十二五”規(guī)劃重點課題“生物學科關鍵能力的培養(yǎng)與評價研究”，No.B-b/2015/02/021)