高中生物學(xué)原創(chuàng)試題評價模型構(gòu)建及應(yīng)用研究

■ 宋 娟 趙新鵬

《中國高考評價體系》指出，在試題命制層面，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)情境化設(shè)計，緊密聯(lián)系學(xué)生的日常生活實際、國家發(fā)展和社會進(jìn)步，擴(kuò)展素材選取范圍，在現(xiàn)實的問題情境中考查學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展水平，從而推動關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)在教學(xué)和考試中的落實。因此，編制優(yōu)質(zhì)的情境化原創(chuàng)試題，以能力和素養(yǎng)的落實為依據(jù)，構(gòu)建原創(chuàng)試題的評價模型，可有效促進(jìn)教學(xué)評價的導(dǎo)向和激勵功能，實現(xiàn)育人方式的轉(zhuǎn)變。作為試題命制的載體，情境素材的創(chuàng)設(shè)能有效引導(dǎo)學(xué)生在真實場景中解決復(fù)雜問題，但目前來看，生物學(xué)原創(chuàng)試題尚存在以下共性問題：脫離生活實踐的虛幻情境、脫節(jié)重要概念的離散結(jié)構(gòu)、忽略學(xué)業(yè)質(zhì)量的無梯度設(shè)置和偏離核心素養(yǎng)的空洞測評等。這些問題可能導(dǎo)致學(xué)生在生物學(xué)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)混亂思維和偏執(zhí)意念等現(xiàn)象，導(dǎo)致課堂教學(xué)和評價無序散亂?；诖?，筆者提出構(gòu)建生物學(xué)原創(chuàng)試題的評價模型，旨在為原創(chuàng)試題的命制提供有效參考，并在試題評價過程中作為測驗指標(biāo)反映學(xué)生知識的理解程度、解題的思維邏輯和關(guān)鍵能力的呈現(xiàn)等，進(jìn)一步指導(dǎo)課堂教學(xué)。

一、生物學(xué)原創(chuàng)試題評價模型

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版、2020年修訂版）》 （以下簡稱《課標(biāo)》）指出，高中生物學(xué)課程的基本理念是核心素養(yǎng)為宗旨、內(nèi)容聚焦大概念、教學(xué)過程重實踐、學(xué)業(yè)評價促發(fā)展。在此理念的指導(dǎo)下制定了相應(yīng)的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平和核心素養(yǎng)水平標(biāo)準(zhǔn)，但這些評價標(biāo)準(zhǔn)在生物學(xué)原創(chuàng)試題的落實亟待探索。據(jù)此，生物學(xué)原創(chuàng)試題的評價應(yīng)以課程理念為指導(dǎo)，《課標(biāo)》中的核心素養(yǎng)、學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，確立細(xì)化的評價指標(biāo)，指向?qū)W生分析問題、解決問題的能力。

（一）評價模型的四個維度

基于生物學(xué)課程的四個理念，本研究構(gòu)建了生物學(xué)原創(chuàng)試題的四維評價模型（見圖1），四個維度指標(biāo)分別為核心素養(yǎng)、生物學(xué)概念、活動情境和學(xué)業(yè)質(zhì)量。各維度之間相互依存、密切相關(guān)，體現(xiàn)了原創(chuàng)試題的評價目標(biāo)，即引導(dǎo)學(xué)生理解掌握生物學(xué)基本原理和活動規(guī)律的基礎(chǔ)上，將其運(yùn)用于生產(chǎn)生活實踐中，促進(jìn)自身的學(xué)習(xí)與發(fā)展。

圖1 高中生物學(xué)原創(chuàng)試題評價模型

（二）評價模型的層級水平

1.活動情境的層級水平

依據(jù)核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，該評價模型將原創(chuàng)試題進(jìn)行了不同水平的劃分，使得評價指標(biāo)更明晰。情境活動在原創(chuàng)試題中常以文字、符號或圖表的形式呈現(xiàn)，是考查學(xué)生能力素養(yǎng)的載體，不同層級的情境活動可指向?qū)W生不同的素養(yǎng)和能力，根據(jù)水平遞增將活動情境分為簡單、結(jié)構(gòu)良好情境，復(fù)雜、結(jié)構(gòu)良好情境，簡單、結(jié)構(gòu)不良情境和復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不良情境。簡單情境的試題是以基本層面或教材原型情境為載體，考查學(xué)生基礎(chǔ)的必備知識和關(guān)鍵能力，學(xué)生在解決問題時只需調(diào)動單一的知識和技能便能完成；復(fù)雜情境的試題是以綜合層面的生活實踐問題情境為載體，要求學(xué)生調(diào)動多種知識和技能解決問題。結(jié)構(gòu)良好情境是將情境問題全部呈現(xiàn)，學(xué)生能較為輕松地明確所涉及的概念且能將其有效組織，對于解決方案的評價標(biāo)準(zhǔn)也比較唯一；結(jié)構(gòu)不良情境是指情境問題部分呈現(xiàn)，明確所涉及概念和有效組織概念的過程比較費(fèi)力，解決方案的評價標(biāo)準(zhǔn)不唯一。

2.生物學(xué)概念的層級水平

生物學(xué)概念是生命現(xiàn)象的思維產(chǎn)物[1]，以情境為載體的概念考查是評價學(xué)生對事物本質(zhì)屬性的理解程度、探索事物本質(zhì)時的科學(xué)思維水平以及運(yùn)用概念解決實際問題的能力。根據(jù)水平遞增將生物學(xué)概念分為概念的基礎(chǔ)辨析、概念的原理分析、概念的遷移應(yīng)用和陌生概念的構(gòu)建。概念的基礎(chǔ)辨析是指針對生物教材中的相近概念，從關(guān)鍵因子、發(fā)生條件和適用范圍等角度進(jìn)行區(qū)分界定，通常利用簡單的語言信息對事物的現(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行辨別即可；概念的原理分析是將事物的本質(zhì)在人腦中抽象反應(yīng)的過程進(jìn)行具化分析，該過程涉及信息的加工處理、邏輯推理等思維方法的運(yùn)用，從而對概念的內(nèi)涵和外延進(jìn)行界定和理解；概念的遷移應(yīng)用是構(gòu)建新情境信息與已有概念認(rèn)知之間的聯(lián)系，并調(diào)用已有概念的知識原理解決新情境中的具體問題，從而完善學(xué)生對所學(xué)概念認(rèn)知體系的構(gòu)建；陌生概念的構(gòu)建是指學(xué)生在面對試題中的新概念時能根據(jù)已有的認(rèn)知基礎(chǔ)，自主完成新概念的構(gòu)建過程，并能對生命現(xiàn)象進(jìn)行解釋分析進(jìn)而解決實際問題。

3.核心素養(yǎng)的層級水平

核心素養(yǎng)側(cè)重分析試題所涉及的生物核心素養(yǎng)內(nèi)容和層級水平，并非每個試題都需體現(xiàn)核心素養(yǎng)的全部內(nèi)容且這些內(nèi)容之間不存在水平差異。依據(jù)生物核心素養(yǎng)各內(nèi)容的特征，以水平遞增將各內(nèi)容層級劃分如下：生命觀念包括意識、內(nèi)化和外顯，意識是指掌握生命觀念的基本內(nèi)容，并能將試題情境中的相關(guān)信息與之對應(yīng)；內(nèi)化是指基于生物學(xué)事實形成概念后，能進(jìn)一步提煉升華為頭腦中的一種觀念；外顯是指將內(nèi)化的生命觀念形成思想方法，并指導(dǎo)實際問題的解決?？茖W(xué)思維包括動機(jī)、行為和品質(zhì)，動機(jī)是指認(rèn)同科學(xué)思維方法在解決問題中的作用，這種考查方式常見于選擇題中帶有引導(dǎo)性的題干設(shè)置；行為是指能夠在具體情境中運(yùn)用科學(xué)思維分析解決問題；品質(zhì)是指能夠?qū)ΜF(xiàn)有的生命現(xiàn)象或規(guī)律質(zhì)疑批判，并創(chuàng)造性地提出解決問題的方案，行為和品質(zhì)的考查多見于非選擇題?？茖W(xué)探究包括體驗、模仿和自主，體驗是指能根據(jù)試題情境給予的實驗思路、方案和現(xiàn)象，運(yùn)用科學(xué)探究方法對實驗結(jié)果進(jìn)行初步分析；模仿是指根據(jù)試題提供的假設(shè)猜想，自主設(shè)計探究性實驗并驗證結(jié)論的過程；自主是指在開放情境中，自主完成發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計實驗并完成論證的過程。社會責(zé)任包括接受、反應(yīng)和頓悟，接受是指在生物學(xué)學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的情感價值觀的體驗和認(rèn)同；反應(yīng)是指能夠以此價值觀為指導(dǎo)對個人和社會事務(wù)做出理性判斷；頓悟是運(yùn)用生物學(xué)思想對正確價值觀的宣傳和踐行。

4.學(xué)業(yè)質(zhì)量的層級水平

學(xué)業(yè)質(zhì)量是學(xué)生完成本學(xué)科課程學(xué)習(xí)后的學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)，《課標(biāo)》中的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平是基于生物學(xué)科素養(yǎng)、結(jié)合生物學(xué)重要概念和方法，對學(xué)生完成相應(yīng)課程后素養(yǎng)水平的描述[2]。本模型基于原創(chuàng)試題的載體——情境活動的考慮，依據(jù)SOLO分類理論制定了學(xué)業(yè)質(zhì)量的層級水平。根據(jù)水平遞增依次為前結(jié)構(gòu)水平（U）或單點結(jié)構(gòu)水平（P）、多元結(jié)構(gòu)水平（M）、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（R）和拓展抽象結(jié)構(gòu)水平（E）。

前結(jié)構(gòu)水平（U）或單點結(jié)構(gòu)水平（P）是指學(xué)生不能找到或只能找到問題情境的單一線索，對問題的理解僅停留在淺層，不能調(diào)動或只能調(diào)動單一知識、技能解決問題；多元結(jié)構(gòu)水平（M）是指學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)問題情境的主要線索或多元線索，能調(diào)動多元知識、技能解決問題，但是不能構(gòu)建各線索之間的內(nèi)在邏輯，對情境問題的分析處于碎片化階段；關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（R），是指學(xué)生能夠有效地提取關(guān)鍵線索，在構(gòu)建各線索之間的邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，從宏觀和微觀兩個視角對情境問題進(jìn)行分析；拓展抽象結(jié)構(gòu)水平（E）是指學(xué)生在分析問題情境時能夠深入問題本質(zhì)，抽象概括事物的本質(zhì)特征并將其進(jìn)行理論提煉，并結(jié)合自身生活實際進(jìn)行拓展延伸。

結(jié)合各維度的特征，將原創(chuàng)試題的評價模型劃分為四個水平：水平一為“簡單、結(jié)構(gòu)良好情境——概念的基礎(chǔ)辨析——無結(jié)構(gòu)或單點結(jié)構(gòu)水平”，水平二為“復(fù)雜、結(jié)構(gòu)良好情境—概念的原理分析——多元結(jié)構(gòu)水平”，水平三為“簡單、結(jié)構(gòu)不良情境——概念的遷移應(yīng)用——關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平”，水平四為“復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不良情境——陌生概念的構(gòu)建——拓展抽象結(jié)構(gòu)水平”。

二、高中生物學(xué)評價模型的實踐應(yīng)用

（一）結(jié)合原創(chuàng)試題的應(yīng)用題例分析

參考該評價模型，對淄博市高三教學(xué)質(zhì)量檢測的一道原創(chuàng)試題進(jìn)行評價分析。

題例：根據(jù)合成代謝的不同可將大腸桿菌的突變類型分為原養(yǎng)型（在基本培養(yǎng)基上可正常生長）和營養(yǎng)缺陷型（在添加一種或幾種營養(yǎng)元素的培養(yǎng)基上才能正常生長）兩種類型。菌株A和菌株B是大腸桿菌的兩種營養(yǎng)缺陷型菌株，單獨培養(yǎng)都不能在基本培養(yǎng)基上生長，但混合培養(yǎng)一段時間后，會導(dǎo)致原養(yǎng)型細(xì)菌的產(chǎn)生。為探究兩種營養(yǎng)缺陷型菌株混合培養(yǎng)后產(chǎn)生原養(yǎng)型細(xì)菌的機(jī)制，科學(xué)家設(shè)計的實驗如圖所示。下列分析錯誤的是

A.交替施加壓力/抽吸可促進(jìn)A、B產(chǎn)物的交換

B.得到原養(yǎng)型菌株，需要A與B的直接接觸

C.得到原養(yǎng)型菌株的過程中，可能發(fā)生了遺傳物質(zhì)的重組

D.得到原養(yǎng)型菌株的原因是A與B之間發(fā)生了營養(yǎng)物質(zhì)的互補(bǔ)

參考答案D

1.題例解析

據(jù)圖可知，U型管中過濾器來回傳遞，細(xì)胞不能通過，可知交替施加壓力/抽吸的目的是促進(jìn)A、B產(chǎn)物的交換，A選項正確；提取題干文字信息可知，菌株A和菌株B混合培養(yǎng)一段時間后，會導(dǎo)致原養(yǎng)型細(xì)菌的產(chǎn)生。根據(jù)圖示可以看出在細(xì)胞不能直接接觸時，培養(yǎng)基中無菌落產(chǎn)生，因此得到原養(yǎng)型菌株需要A與B的直接接觸，B選項正確；若得到原養(yǎng)型菌株的原因是A與B之間發(fā)生了營養(yǎng)物質(zhì)的互補(bǔ)，圖示培養(yǎng)基中應(yīng)有菌落產(chǎn)生，因此菌株A和菌株B混合培養(yǎng)后出現(xiàn)原養(yǎng)型菌株的原因是二者發(fā)生了遺傳物質(zhì)的重組，C選項正確，D選項錯誤。

2.評價模型應(yīng)用分析

該題情境選自1946年兩位科學(xué)家Ledeberg和Tatum的細(xì)菌結(jié)合現(xiàn)象的驗證實驗，試題的情境問題未通過文字全部展現(xiàn)，需要學(xué)生分析圖示獲取，調(diào)用“細(xì)菌基因重組”相關(guān)知識對實驗現(xiàn)象做出準(zhǔn)確判斷，是簡單、結(jié)構(gòu)不良情境，在情境維度上屬于水平二；通過概念“親代傳遞給子代的遺傳信息編碼在DNA分子上”產(chǎn)生場景的再現(xiàn)，回歸科學(xué)結(jié)論的本源，使學(xué)生充分認(rèn)識到生物學(xué)概念是基于客觀生命現(xiàn)象，在質(zhì)疑批判、分析推理等科學(xué)思維主導(dǎo)的實驗探究過程中構(gòu)建而成，加深學(xué)生對生物學(xué)概念基本原理的理解，在生物學(xué)概念維度上屬于評價模型的水平二；核心素養(yǎng)的內(nèi)容方面更側(cè)重學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究能力的考查，要求學(xué)生能夠準(zhǔn)確提取、加工圖文信息，基于給定的事實和證據(jù)，運(yùn)用生物學(xué)規(guī)律對實驗現(xiàn)象做出解釋和預(yù)測，可歸為科學(xué)思維的行為水平和科學(xué)探究的模仿水平；正確解答該題的關(guān)鍵是重要線索的提取和線索之間邏輯關(guān)系的構(gòu)建，題干信息重要線索“兩種營養(yǎng)缺陷型菌株A和菌株B，單獨培養(yǎng)都不能在基本培養(yǎng)基上生長，但混合培養(yǎng)一段時間后，會導(dǎo)致原養(yǎng)型細(xì)菌的產(chǎn)生”、圖示重要線索“菌株A和菌株B的代謝產(chǎn)物可以來回傳遞，細(xì)胞不能直接接觸，基本培養(yǎng)基中無菌落產(chǎn)生”，構(gòu)建二者之間的邏輯關(guān)系即可得出“原養(yǎng)型菌株的獲取，需要菌株A與B的直接接觸，且原因并非是菌株A與B之間發(fā)生了營養(yǎng)物質(zhì)的互補(bǔ)”的結(jié)論，屬于學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平。

（二）試題測驗的數(shù)據(jù)分析

評價試題質(zhì)量的高低通常采用難度、區(qū)分度、信度、效度等指標(biāo)。當(dāng)今時代，智能技術(shù)逐漸普適于教育領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的運(yùn)用。這些數(shù)據(jù)指標(biāo)的分析使得試題評價更具便捷性和科學(xué)性。

難度能夠反映試題的難易程度，是評價試題質(zhì)量的基本指標(biāo)。難度通?？捎猛ㄟ^率來表示，以選擇題為例，其難度的計算方法是選對該題的人數(shù)占考生總?cè)藬?shù)的百分比，該結(jié)果越大，說明答對該題的人數(shù)越多，題目的難度越小，反之亦然。對于非選擇題來說，答案不只有對與錯兩種，考生的分?jǐn)?shù)在零分至滿分區(qū)間，其難度計算方法是考生的平均分除以該題的滿分，結(jié)果越小，題目難度越大。從高考的角度出發(fā)，單個題目難度應(yīng)控制在0.3—0.7之間較為適宜。區(qū)分度的目的是將不同水平的考生加以區(qū)分，有利于人才的選拔，是評價題目質(zhì)量的重要指標(biāo)。區(qū)分度的計算方法是將該題目的考生分?jǐn)?shù)從高到低排序，選取前27%的考生作為高分組，選取后27%的考生作為低分組，計算兩組該題通過率的差值。區(qū)分度的取值范圍通常為-1.00至+1.00之間，高考對于區(qū)分度的要求為0.3以上，低于此值的題目區(qū)分度較低。信度能夠說明考生成績的真實性和題目考查內(nèi)容與教學(xué)的相關(guān)性，反映測試工具和測試結(jié)果的可靠性。效度是系統(tǒng)反映題目區(qū)分度、難度、信度等指標(biāo)是否達(dá)到預(yù)期的綜合性質(zhì)量指標(biāo)。

以原創(chuàng)題考生的測驗數(shù)據(jù)為例，可以看出該題目的難度是0.69，區(qū)分度是0.36，難度、區(qū)分度都較為適宜。結(jié)合考生的選項選擇情況，基于原創(chuàng)試題的評價模型可知，選擇A和B選項的約2000名考生無法正確提取題干的文字和圖示信息，在學(xué)業(yè)質(zhì)量水平維度屬于無結(jié)構(gòu)或單點結(jié)構(gòu)水平，選擇C選項的約4000名考生能夠正確提取題干和圖示線索，但是不能有效構(gòu)建這些線索之間的邏輯關(guān)系，屬于多點結(jié)構(gòu)水平；選擇D選項的考生能夠提取題目線索并正確構(gòu)建線索之間的邏輯關(guān)系，屬于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平。

表1 題例測驗數(shù)據(jù)

（三）高中生物學(xué)教學(xué)實施建議

1.注重生物學(xué)概念的構(gòu)建

生物學(xué)概念是理解學(xué)科本質(zhì)的基礎(chǔ)，是生命觀念的呈現(xiàn)形式。反觀教學(xué)實踐，采用“說文解字”的方式使學(xué)生理解概念表層含義的現(xiàn)象仍不在少數(shù)，結(jié)合原創(chuàng)試題的評價模型可知，這種教學(xué)模式是學(xué)生在復(fù)雜情境中出現(xiàn)概念提取和應(yīng)用障礙，不能有效解決實際問題的主要原因。因此，圍繞生物學(xué)概念的教學(xué)應(yīng)從核心素養(yǎng)的視角出發(fā)，提供豐富的事實性材料，教師引導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)史再現(xiàn)、實驗探究活動、模型認(rèn)知與建構(gòu)等過程，給予學(xué)生充分的思維空間和條件體驗概念的推理論證和抽象概括過程，并通過概念圖等形式完成生物學(xué)概念體系的構(gòu)建，推動學(xué)生的認(rèn)知水平由概念的理解掌握邁向生命觀念的內(nèi)化吸收，運(yùn)用生物學(xué)科的思想邏輯和基本方法指導(dǎo)實踐。

2.關(guān)注情境的核心素養(yǎng)內(nèi)涵

運(yùn)用生物學(xué)概念和原理解決真實情境中的具體問題是學(xué)生習(xí)得概念的評判標(biāo)準(zhǔn)之一，由此可知，評價功能是情境的基本屬性之一。精妙、精當(dāng)、真實的學(xué)科問題情境是學(xué)生在持續(xù)的自我建構(gòu)學(xué)習(xí)中完成能力、觀念和品格實現(xiàn)的良好載體[3]。以本研究的評價模型為參考，情境的評價功能應(yīng)體現(xiàn)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，即在課堂教學(xué)和試題命制中創(chuàng)設(shè)的情境應(yīng)蘊(yùn)含或再現(xiàn)生物學(xué)科知識的產(chǎn)生背景，展示生物學(xué)相關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生通過積極的思維或探究活動深入概念本質(zhì)，完善概念的構(gòu)建、遷移和應(yīng)用，在解決實際問題的同時凸顯生物學(xué)科價值。

3.以評價模型撬動分層教學(xué)

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出，注重因材施教，關(guān)注學(xué)生不同的特點和個性差異，發(fā)展每一個學(xué)生的優(yōu)勢潛能，推進(jìn)分層教學(xué)等教學(xué)管理制度改革。教學(xué)分層植根于教學(xué)評價，分層教學(xué)應(yīng)以“最近發(fā)展區(qū)”為理論指導(dǎo)，實施動態(tài)化的分層教學(xué)策略。在教學(xué)實踐中教師可參考此模型，充分了解學(xué)生的學(xué)情水平，根據(jù)學(xué)生的生物學(xué)認(rèn)知差異實施分層建組，設(shè)定分層教學(xué)目標(biāo)，從備課、提問、作業(yè)和測評等方面進(jìn)行分層教學(xué)。以評價模型的水平一為例，在教學(xué)實踐中，設(shè)定水平一或水平二的教學(xué)目標(biāo)，備課的素材以簡單或復(fù)雜、結(jié)構(gòu)良好的情境活動為主，課堂教學(xué)的提問注重學(xué)生概念的基礎(chǔ)辨析，并有意識地引導(dǎo)學(xué)生模仿教師的生物學(xué)邏輯思維，對簡單的學(xué)科問題進(jìn)行分析，作業(yè)和測評的設(shè)計可包括水平一的鞏固和水平二的延伸，并以此為依據(jù)判斷學(xué)生的發(fā)展?jié)撃?，進(jìn)而做出進(jìn)一步的教學(xué)調(diào)整。

基于以上研究，可以看出生物學(xué)原創(chuàng)試題評價模型為原創(chuàng)試題的評價提供參考，以此評價模型為導(dǎo)向更有助于教師充分掌握學(xué)生學(xué)情，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，觸發(fā)教師對生物學(xué)課堂教學(xué)的反思和改進(jìn)，保障教學(xué)評價的積極作用，推動教育任務(wù)的實現(xiàn)。