生物學(xué)實驗探究能力的評價研究

李能國

(江蘇省常州市教育科學(xué)研究院 213001)

生物學(xué)是一門實驗科學(xué),實驗法是依照研究目的，使用科學(xué)儀器設(shè)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(rèn)識客觀世界的一種方法。生物學(xué)實驗過程中運(yùn)用了物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的實驗思想、方法和器具，由于實驗對象的特殊性，生物學(xué)實驗探究形成鮮明的學(xué)科特征，實驗探究能力可以界定為一種生物學(xué)科關(guān)鍵能力，由必備的生物學(xué)知識、技能和情感態(tài)度價值觀組成。

1 生物學(xué)實驗研究能力的評價現(xiàn)狀

縱觀國際科學(xué)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(jì)60年代的科學(xué)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(rèn)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(xué)探究能力進(jìn)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(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量分析反饋與指導(dǎo)系統(tǒng)”項目，通過紙筆測試評價學(xué)生科學(xué)探究能力。我國基礎(chǔ)教育課程改革已經(jīng)推進(jìn)多年，而與學(xué)科關(guān)鍵能力相適應(yīng)的評價依然沒有跟進(jìn)，導(dǎo)致教師缺少評價學(xué)生實驗探究能力的工具，而現(xiàn)狀是學(xué)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(xué)實驗探究能力的測試框架

學(xué)科關(guān)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(jī)構(gòu)、評價目的和評價方法，建構(gòu)的測試框架不同。

英國科學(xué)探究能力測評(APU)關(guān)注學(xué)生的高級思維能力的評價，主要考查學(xué)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(yīng)的評價。APU將科學(xué)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(xì)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(xué)生科學(xué)素養(yǎng)以能力為核心，包括“科學(xué)地解釋現(xiàn)象”“評估與設(shè)計科學(xué)探究”“科學(xué)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(xué)實驗探究能力評價的具體方法

生物學(xué)實驗探究能力養(yǎng)成是一個循序漸進(jìn)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(xué)生給出的問題答案和展示的作品來判斷學(xué)生所獲得的知識和技能。由于表現(xiàn)性評價強(qiáng)調(diào)在真實情境中評價學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和結(jié)果，特別適合于生物學(xué)科關(guān)鍵能力的評價，讓學(xué)生動手探究，評分者進(jìn)行現(xiàn)場觀察，輔以訪談，根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行即時評分。

表2 PISA 2015科學(xué)素養(yǎng)核心能力界定[1]

例如，在“探究口腔中的化學(xué)性消化”的實驗中，要求學(xué)生從咀嚼饅頭的生活經(jīng)驗中提出問題，作出假設(shè)，根據(jù)假設(shè)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(jié)論。為了減少評分者的主觀因素對評價結(jié)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(jī)、態(tài)度和情感，為保證觀察結(jié)果的真實、有效，觀察者可以適當(dāng)介入，如對學(xué)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(xué)生的操作進(jìn)行提示，也可以隨后進(jìn)行深度訪談，挖掘?qū)W生活動表現(xiàn)背后的內(nèi)部思維活動，再重新進(jìn)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(dǎo)學(xué)科關(guān)鍵能力培養(yǎng)，也可以用于終結(jié)性評價，對教育教學(xué)的質(zhì)量進(jìn)行評估。

3.2 工作單評價 工作單是讓學(xué)生將測試任務(wù)完成的過程和結(jié)果寫在一張單子上，然后對單子中的內(nèi)容進(jìn)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(jié)構(gòu)工作單、引導(dǎo)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(xué)生群體。

表3 “探究口腔中的化學(xué)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(jìn)行評價，因此，實驗探究能力的評價主要在科學(xué)知識的掌握、科學(xué)方法的應(yīng)用、表達(dá)和交流三個方面，運(yùn)用工作單對科學(xué)探究過程中提出問題或假說、設(shè)計探究方案、收集和展示數(shù)據(jù)、分析和解釋結(jié)果等四個維度進(jìn)行評價，從而建構(gòu)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(xué)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(xué)生的“科學(xué)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(xué)科關(guān)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(xué)生在科學(xué)知識方面學(xué)習(xí)成就高低或在認(rèn)知能力方面發(fā)展強(qiáng)弱的一種評價方式。科學(xué)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(xué)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(dú)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(wù)都是完整的科學(xué)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(xué)“十二五”規(guī)劃重點課題“生物學(xué)科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)與評價研究”，No.B-b/2015/02/021)