美國華盛頓州生物學結業考試中的科學寫作評析

楊 帆

(江蘇省南京曉莊學院食品科學學院 211171)

陳 凱* 陳 悅

(江蘇省南京曉莊學院環境科學學院 211171)

1 華盛頓州生物學試題簡介

Biology End-of-Course Exam(EOC)是美國華盛頓州生物學結業考試，所有美國華盛頓州的10年級應屆生都需通過此考試才有資格參加國家的高中水平測試。與此同時，命題者根據考試結果劃分等級水平，并反思科學考察題目設計及知識點的安排，為下一年的科學課程結業考試的改進與發展做準備。華盛頓州生物學結業考試試題總是以情境性材料為基礎，主要包括單項選擇、簡答題(表1)。

表1 美國華盛頓州生物學結業考試題型

表1中描述簡答題的作答形式并非簡單的概念陳述或答題要點的羅列，而是基于問題解決的科學寫作，其評分標準由科學寫作框架要求及內容要求分項計分——寫作框架及其格式、寫作內容項目各占4分，總計8分。依據各項寫作框架要求及內容要求設置評分點，最后以各題得分點通過特定計算方法得出分值。本文從2013—2014年中抽取部分試題作為案例加以評析。

2 EOC科學寫作題示例

2.1 美洲大樹莓 2013年EOC科學寫作題。

2.1.1 閱讀材料 美洲大樹莓在太平洋海岸被發現，其作為太平洋海岸生態系統中的許多動物(包含蜂鳥，熊和鹿)的一種食物來源。科學家進行了田地研究來了解華盛頓州的不同棲息地的美洲大樹莓的數量(圖1)。

問題：美洲大樹莓數量在棲息地的變化是怎么樣的？

圖1 美洲大樹莓棲息地

2.1.2 步驟 ①在美洲大樹莓的研究區域，記錄地點、日期、時間和溫度；②在森林邊緣的棲息地選擇一個隨機實驗點；③測量一個5 m×5 m的試驗田，標為1號試點；④計算在1號試點的美洲大樹莓的數量，并記錄為森林邊緣棲息地的1號試點；⑤2號試點和3號試點重復步驟②～④，在每個森林邊緣的棲息地實驗點選擇一個新的試點；⑥在溪流岸邊和森林棲息地重復步驟①～⑤；⑦計算和記錄每個棲息地的美洲大樹莓的平均數量。

2.1.3 數據收集 ①地點：森林邊緣、溪流岸邊和森林棲息地；②日期和時間：5月1日，從11時到14時；③溫度：10℃～15℃(表2)。

表2 棲息地對美洲大樹莓數量的影響

2.1.4 寫作任務一 棲息地研究的結果已展示在“棲息地對美洲大樹莓數量的影響”的表格中，請對在森林邊緣棲息地和森林棲息地的結果分別表述一個科學原因。在你的描述中，需要體現以下要點：①描述一個在森林邊緣棲息地的結果的科學理由；②描述另一個在森林棲息地的結果的科學理由；③包括“棲息地對美洲大樹莓數量的影響”的表格中每一個支撐科學理由的數據。范文滿分示例：(略，參考表3)。

表3 范文評分點評

2.1.5 寫作任務二 一些熊在森林附近的野營地進入垃圾桶。公園的護林員計劃設置陷阱并遷移這些熊，來解決這些熊進入垃圾桶的問題。描述當捕獲和重新安置這些熊時，公園的兩個護林員可能遇到的約束條件，成本除外。在描述里，需要體現以下要點：①確定兩種在設置陷阱和遷移這些熊時的約束條件，成本除外；②描述每個約束條件是如何限制的。

范文滿分示例：(略，參考表4)。

2.1.6 寫作任務三 計劃實施一個田地研究來回答下面的問題，你可能在過程中使用到任何材料和設備。保證在過程描述中包括以下要素：①在田地研究中要有邏輯性步驟；②自變量；③數據的收集(因變量)；④收集數據的方法；⑤應收集的數據和記錄的頻率；⑥環境條件記錄。

表4 范文評分點評

問題：在不同年代的全部降雨量怎樣影響美洲大樹莓的結實量？

范文滿分示例：(過程略，參考表5)。

表5 范文評分點評

2.2 蛾子和樹 2014年EOC科學寫作題。

2.2.1 閱讀材料 森林生態系統圖展示一個森林生態系統中的部分情景。叢蛾產于森林生態系統。在秋天，叢蛾在道格拉斯冷杉樹上產卵。在春天，叢蛾幼蟲吃道格拉斯冷杉樹的針葉(圖2)。

圖2 森林生態系統

2.2.2 寫作任務一 如果隨著叢蛾數量快速增加，被使用的樹遭到毀壞。方法之一是使用殺蟲劑殺死蛾子來阻止蛾子毀壞樹木。描述使用殺蟲劑后的兩個可能產生的無意識后果。在描述中要表達以下幾點：①描述在森林生態系統中使用殺蟲劑時產生的兩種影響，不包括有意識地為了保護樹木而減少蛾子的影響；②描述每個影響是如何引起森林生態系統中其他部分的改變。

范文滿分示例：(略，參考表6)。

表6 范文評分點評

2.2.3 寫作任務二 學生設定在一個森林生態系統中模擬溫室來預測氣溫改變對森林中叢蛾的影響。描述兩種差異，溫室模型可能會導致的不可靠預測，和有關氣溫變化對一個蛾種群在森林生態系統的影響。在描述中要確定：①描述森林生態系統比溫室效應更為復雜的兩點；②描述不同的差異會怎樣導致學生對于森林生態系統中的一個蛾種群的預測是不可靠的。

范文滿分示例：(略，參考表7)。

表7 范文評分點評

3 EOC寫作試題的特點分析

3.1 關注多元情境和核心概念 命題情境化是國際科學素養命題共有的特色，科學寫作試題的情境設計在于提供寫作的任務導向和問題解決的環境。語言學科的寫作選材多關注社會問題、情感表達、歷史文化和生活敘事等，科學寫作和這些方面聯系緊密，體現多元化特征，也要彰顯自然科學學科特色。EOC命題中的科學寫作：①注重突出生命科學學習中的探究實驗背景，雖不用動手操作，卻要求對實驗情境進行深度思考和方法訓練；②突出對生態系統的關注——無論是動物的習性還是植物的成長，或是生態系統中有趣的關系。

例如，在“美洲樹莓”的棲息地的探究和“蛾子和樹”的生態關系等，依據寫作情境不僅要求簡單描述現象，更要求學生能夠透過現象尋找科學解釋——生態系統復雜為什么多樣化，要求學生在學習生物學過程中從多方面來看問題。

3.2 科學閱讀和科學寫作的融合 華盛頓州生物學結業考試的試題中，無論什么類型的題目，題干總是由閱讀材料作為支撐，圍繞閱讀材料開展各種試題的編寫。科學閱讀主要以文字形式表現出背景及相關知識的閱讀，完整的表述實驗過程以及明確的寫作指向的閱讀。而科學閱讀又不僅僅是單一而又普遍的文字形式，同時還包含一些情境再現的圖像閱讀和數據收集的圖表閱讀。科學閱讀是一個不斷假設、證明、想象和推理的積極能動的認知過程[1]，寫作任務的閱讀理解則是寫作的基礎。科學寫作作為一項重要的考核內容，不是簡單地對題目中材料的復述，需要從案例中看到對于實驗細節的關注，對于每個步驟都有明確的要求。

例如，“蛾子和樹”題目展示蛾子和森林生態情境圖，為學生在回答“使用殺蟲劑時產生的兩種影響”的寫作任務提供了一定的指引；在“美洲大樹莓”題目出現的數據收集的表格，很好地融入到“寫出支持科學理由的數據”寫作任務中，展現了用數據事實論證現象和結果的科學精神。

3.3 關注方法運用、體現學術訓練 EOC的科學寫作任務中包含了各種科學方法元素。考生在試題情境中汲取任務信息后，或設計實驗控制變量解決問題，或對比實驗數據分析實驗現象，或理順邏輯關系展開有序闡述：如“溪流生態系統”話題中，要求設計實驗調查水深對于溪流水溫的影響，在設計中必定要涉及到測量、控制變量等實驗方法；在“蛾子和樹”話題中，要求寫出使用殺蟲劑可能造成的影響及原因，這是一種預測的表現。在研究森林生態系統時，建立溫室生態系統模型就用到了模型建立的方法。EOC尤其突出科學論證，這是一種批判性思維技能，學生應用科學論證進行關于科學問題的假設、支持、批判和提煉，并為自己的主張進行辯護，提供證據支持自己觀點的合理性，對于證據進行科學解釋。

例如，在“美洲大樹莓”中，任務之一是對探究問題的數據分析以及結果的總結，任務之二是在題干原有情境中，要求學生舉一反三，對新問題的實驗步驟進行探究和計劃。要求充分利用實驗數據，學會分析數據，使用數據作為結果現象的支撐依據。這樣的試題導向有利于教師在日常教學中對論證技能的強化。

3.4 重視解決問題能力和思維深度評價 EOC的評價不著重于知識點復述或要點羅列到位，而側重學習于者對學科的深度理解，從實驗方法選擇、步驟設計和結果分析等方面評測是否已經達到作為一名高中生所應有的問題解決能力。這種評判方式不同于我國的評分標準，不是只以標準答案為參照標準，有利于使那些具有科學素養的學生得到真正的發展。

例如，參考“美洲大樹莓”評分標準部分內容，評價的項目是為了確定在實地研究的每個步驟中的方法是否到位。該題評分標準的后半部分，是針對細節上的說明，對部分術語的使用以及相關語句的說明做出了細致的描述，供閱卷人參考，需要在評價之前仔細研讀。