例談運用PTA量表評價高中生物設(shè)計及實施實驗方案能力

丁晴 劉聞川

摘要 以“探究2，4-D對插枝生根的作用”為例，淺談利用PTA量表評價高中生物設(shè)計及實施探實驗方案的能力。希望能為廣大一線教師應(yīng)用該評價方法評價學(xué)生科學(xué)探究能力提供參考。

關(guān)鍵詞 PTA量表法 價 設(shè)計 實施 實驗方案

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

文件編號：1003-7586（2018）11-0042-03

科學(xué)探究是《普通高中生物學(xué)課程標準（2017版）》中（以下簡稱《標準》）學(xué)科核心素養(yǎng)之一，是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象進行觀察、提問、實驗設(shè)計、方案實施以及對結(jié)果的交流與討論的能力。在評價建議中，《標準》注重于“學(xué)生是否具備了觀察能力、發(fā)現(xiàn)問題的能力、設(shè)計和實施探究方案以及探究結(jié)果的分析、交流等能力”。PTA量表法作為一種開放性評分工具，在評價科學(xué)探究能力方面能起到一定的作用。

“探究2，4-D對插枝生根的作用”是浙科版《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中第一章第一節(jié)“植物激素調(diào)節(jié)”活動。該活動開放性大，植物的種類、2，4-D的濃度、處理方法、處理時間等都未詳細交代，是學(xué)生進行探究的很好內(nèi)容。以“探究2，4-D對插枝生根的作用”為例，利用PTA量表對高中生物設(shè)計并實施實驗方案的能力進行評價。

1PTA量表簡介

PTA（Primary Trait Analysis，簡寫PTA）即基本要素分析，是一種用于學(xué)生作業(yè)，尤其是開放性作業(yè)的評分工具。PTA量表的理論假設(shè)是：任何一種行為表現(xiàn)，包括行為的和認知的，都會有一系列基本要素，這些要素構(gòu)成學(xué)生學(xué)習(xí)某些知識、技能或行為表現(xiàn)的基本單元。教師只要將學(xué)生在這些基本單元的行為表現(xiàn)進行評定，則學(xué)生在完成這些具體任務(wù)時的總體特征就可以得到適當?shù)脑u定。

PTA量表評定的程序大致如下。①確定對評價起重要作用的要素。②為每一個要素建立評價量表，用描述性的語言準確詳細地闡述每一個表現(xiàn)水平。③使用量表來評價學(xué)生的表現(xiàn)，并根據(jù)需要進行修改和調(diào)整。

2設(shè)計實驗方案的PTA量表制定和實例分析

2.1設(shè)計實驗方案的PTA量表的制定

要制定一個完善的實驗方案，學(xué)生必須具備以下能力：明確實驗?zāi)康?、陳述自變量和因變量的關(guān)系、描述觀察或測量變量的方法、列出重要的步驟和實驗器具。其中實驗?zāi)康囊呀o定，不列入本次量表要素。本探究實驗中，如枝條的選擇、處理、芽的處理等無關(guān)變量均會影響實驗結(jié)果;實驗周期較長，涉及到實驗數(shù)據(jù)記錄的問題;同時本實驗涉及到的枝條處理方式、濃度的選擇等都是課堂教學(xué)未涉及到的需要學(xué)生自行查閱。所以增加三個要素：具有控制變量的意識、設(shè)計表格記錄實驗數(shù)據(jù)、資料查閱。量表制定見表1。

2.2實例評價設(shè)計實驗方案的能力

學(xué)生學(xué)習(xí)完“植物激素調(diào)節(jié)”后，進行探究活動。由于該活動開放性較大，因此教師可提前1～2周布置任務(wù)。學(xué)生自行組隊分工，利用課余時間查閱資料，然后設(shè)計探究方案。某小組同學(xué)設(shè)計了如下的探究不同濃度2，4-D對柳樹枝條生根的影響的方案：

實驗材料：柳樹枝條、2，4-D粉末、清水。

實驗用具：500mL燒杯、100mL量筒、玻璃棒、剪刀、電子天平。

方法步驟：

①選取長勢相同且良好的枝條若干，剪成長約10cm、上平下斜條段。

②稱取2，4-D粉末lg溶于500mL清水配成2g·L-1的母液，再用清水分別稀釋威質(zhì)量濃度為2×10-11、2×10-10、2×10-9、2×10-8、2×10-7、2×10-6g·L-1的2，4-D溶液。

③選取若干處理好的枝條隨機均分成7組，每組5根，編號1，、2、3、4、5、6、7，分別置于8只500mL燒杯中。

④向8只燒杯中依次加入等量適量清水、2×10-11、2×10-10、2×10-9、2×10-8、2×10-7、2×10-6g·L-1的2，4-D溶液。

⑤將8只燒杯置于適宜且相同的環(huán)境中培養(yǎng)15d。

⑥觀察各組枝條生長情況，每天計數(shù)生根枝條數(shù)、生根數(shù)，用尺子測量根的總長度，在表2中記錄數(shù)據(jù)求平均值和生根率。

評價：要素1，可以說出自變量、因變量，并指出其間的關(guān)系，故給2分。要素2，只能不全面地說出一些實驗中的無關(guān)變量，并控制單一變量，如溶液的量要一樣、外界環(huán)境溫度要一致等，但還有一些如內(nèi)源性激素等無法說出，故給2分。要素3，生根枝條數(shù)、生根數(shù)、根的總長度等觀察指標實際操作且簡便可行，故給2分。要素4，步驟完整、條理清晰，但是對實驗材料的選擇和處理不到位，如應(yīng)該選擇半木質(zhì)化、粗約0.5cm的枝條，如芽和嫩葉沒有去除，故給2分。要素5，表格設(shè)計不夠完整，生根率和根的平均長度無法記錄，故給1分。要素6，資料查找不夠全面，以下方面做得比較好：對于2，4-D濃度的設(shè)置，根據(jù)網(wǎng)上資料和書本知識，設(shè)置成2×10-11～2×10-6g·L-1，還有柳樹枝條的處理為下斜上平，有利于吸收水分、減少散失。但是2，4-D應(yīng)用乙醇溶解而不是水，故給1分。得分10分（總分15分），在全班中屬較好水平，同時該組學(xué)生的紙筆測驗在我校學(xué)生中也可達到較好水平，兩者存在一定的聯(lián)系。但是就他們自身而言，基礎(chǔ)知識的掌握要遠強于科學(xué)探究能力。

3實施實驗方案的PTA量表制定和實例分析

3.1實施實驗方案的PTA量表的制定

對已制定的實驗方案進行實施，學(xué)生必須具備以下能力：執(zhí)行探究方案中規(guī)定的步驟、記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)、重復(fù)收集實驗數(shù)據(jù)、處理實驗數(shù)據(jù)。量表制定見表3。

3.2實例評價實施實驗方案的能力

學(xué)生根據(jù)教師指導(dǎo)修改后的方案進行實施。實際操作過程中，由于剛長出的根難以準確判斷，所以學(xué)生只選擇根的總長度作為觀察指標。所獲取的實驗結(jié)果見表4。

根據(jù)學(xué)生的操作過程，評價如下：要素1，能執(zhí)行探究方案中規(guī)定的大部分步驟，動作不夠規(guī)范，如不會稀釋溶液，量取根的長度誤差較大等，故給1分;要素2，能準確地描述實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，故給2分;要素3，未重復(fù)收集數(shù)據(jù)，故給1分;要素4，處理數(shù)據(jù)時刪除了個別出入較大的數(shù)據(jù)，故給1分。得分5分（總分10分）。

從中可以看出，該組學(xué)生動手能力不強，這也體現(xiàn)了我校大部分學(xué)生的特點。而且實驗過程中碰到較多問題，最為突出的是實驗結(jié)果在一定程度上體現(xiàn)了不同濃度2，4-D對插枝生根的不同作用，但是并未體現(xiàn)高濃度抑制生長的特點，可能是濃度設(shè)置不夠高;2×10-8g·L-1之后的濃度有點波動，不能確定最適濃度的范圍，學(xué)生并未進行重復(fù)實驗。他們的求真意識都不強，實施實驗方案只作為體驗。

4總結(jié)與反思

綜上所述，PTA量表法在評價科學(xué)探究能力的過程中起到了非常有效的作用，較好地體現(xiàn)其診斷和導(dǎo)向功能。首先，PTA量表法量化了科學(xué)探究能力的評價，評價內(nèi)容較傳統(tǒng)的評價方法更廣泛、清晰、具體，量表提高了評價的可操作性和科學(xué)性。其次，利用PTA量表將各要素以及各要素中不同水平羅列地非常清楚，有利于學(xué)生反思探究過程，發(fā)現(xiàn)自身不足，從而更有效地提高自身探究能力。最后，根據(jù)PTA量表的反饋可以幫助教師更充分地了解學(xué)生，因材施教;同時開展以小組合作學(xué)習(xí)的形式，可以增加小組學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)組員間的優(yōu)勢互補，從而提高學(xué)習(xí)效率。

就PTA量表法評價開展前后實驗課堂比較，開展后學(xué)生對于實驗的科學(xué)探究能力和興趣，實驗操作過程的科學(xué)性和嚴謹性都有顯著的提高。但課堂中一些偶發(fā)情況量表是否能夠量化體現(xiàn)，不同科學(xué)實驗?zāi)芊袷褂孟嗤牧勘磉M行評價還值得探究。