生物學跨學科實踐“內跨”“外跨”的表現性評價

以生物學大概念為綱，將重要概念、次位概念按照邏輯關系編織成網絡化的概念體系解決生物學問題已成為教學的共識[。然而面對現實生活中的真實情境時，不僅需要“內跨”自然科學，而且需要\"外跨\"技術等其他學科的概念、方法和思想。本文中將生物學與自然科學中的物理學、化學等學科之間的聯系稱為“內跨”，與工程、技術、數學等學科間的聯系稱為“外跨”。評價是驅動跨學科實踐順利實施的保障，但是當前生物學跨學科實踐的評價存在內跨重認知思維輕行為表現、外跨重實物創新輕動作情感表現等問題。表現性評價是指在盡量真實的情境中，運用評價規則對學生完成復雜任務的過程表現或結果作出判斷，其“真實的情境”“過程表現或結果”與跨學科實踐內跨、外跨的評價契合。探討生物學跨學科實踐內跨和外跨的表現性評價對綜合運用多學科知識和方法提高解決實際問題能力具有重要價值。

一、跨學科主題要體現跨有內外

自然科學的思想方法、基本原理、研究內容有著密切的聯系4。結構與功能、穩定與變化、系統與模型等跨學科概念貫穿生物學與物理學、化學等自然科學，是實現跨學科實踐內跨的重要線索；真實情境中的問題解決通常需要綜合運用技術、工程學與數學等學科的概念、方法和思想并付諸實施，尋求科學問題的答案或制造相關產品，這是生物學跨學科實踐外跨的重要紐帶。“生物學與社會·跨學科實踐”是課程標準新增加的主題，主要包括模型制作、植物栽培和動物飼養、發酵食品制作3類跨學科實踐活動、11個跨學科實踐主題，其內跨、外跨角度各有側重（見表1）。

表1生物學跨學科實踐項目內跨、外跨梳理

1.評價目標一核心導向

續表1

每個跨學科實踐主題均體現“跨有內外”的特點。內跨包括跨概念和跨學科兩部分，其中跨概念是貫穿科學內不同學科內容的線索，是內跨的基礎。在模型制作類、植物栽培和動物飼養類、發酵食品制作類中，均涉及結構與功能、物質與能量、穩定與變化等跨學科概念。在跨學科方面，各項目側重點有所不同。在模型制作類和植物栽培類中，均涉及物理、化學學科；在動物飼養類中，除物理、化學外還涉及地理學科；在發酵食品制作類中，都涉及化學學科。因此，對于內跨的評價應以跨學科概念為基礎，外跨的評價應該基于科一工、科一技、科一數的整合程度。

二、跨學科實踐表現性評價框架要跨而有評

跨學科要跨的范圍和程度等問題要以確定評價目標的維度作為起點，以構建生物學跨學科實踐的表現性評價框架作為抓手。表現性評價包括評價目標、評價任務和評價規則，是表現性評價框架的三大要素8（如圖1）。教育目標分類理論、課程內容（內容要求、學業要求）教學提示和學業質量標準為構建框架提供重要支撐。

圖1生物學跨學科實踐的表現性評價框架

評價目標的制定應以課程標準中跨學科實踐主題的內容要求和學業要求為依據，其中內容要求限定評的范圍，學業要求決定評的程度。布魯姆認知分類理論、SOLO分類理論、辛普森動作技能目標分類法和克拉斯沃爾情感目標分類法為表現性評價的認知、思維、動作和情感四個目標維度提供了重要依據。

內跨側重認知目標。跨學科概念是貫通科學的基本概念，對于內跨的表現性評價目標應聚焦在學生記憶、理解相關科學知識解決真實問題的認知維度。在\"探究栽培一種植物所需的物理和化學環境條件”“探究影響扦插植物成活的生物和非生物因素\"等跨學科實踐活動中，學生需要設計恰當的裝置以滿足生物生長的需要，這離不開對“結構與功能”\"物質與能量”“因果關系\"等跨學科概念的牢固記憶和深刻理解。

內跨、外跨均重視思維目標，但在具體側重點上有所不同。在內跨的思維目標上，學生通過比較、分類、歸納、演繹、分析、建模等方法分析問題并形成證據和邏輯思維[1，是跨學科實踐中運用跨學科概念提出任務、制定方案的核心環節。在“制作可調節的眼球成像模型”“制作實驗裝置，模擬吸煙有害健康等項目中，學生通過建構模型模擬驗證眼球成像原理和吸煙的危害，這一過程離不開對\"結構與功能”“尺度比例\"\"系統與模型\"等跨學科概念的理解和應用。而外跨的思維目標則主要聚焦在科一工和科一數整合兩方面。工程技術的關鍵是設計，強調“如何實現\"的工程思維正是科一工整合的重要特征。具體而言，設計跨學科實踐方案需要建立在清晰的工程思維之上。在“飼養家蠶，收集我國養蠶的歷史資料”“制作水族箱，飼養熱帶魚\"等活動中，學生需運用工程思維，利用生活中簡單易得的材料設計恰當的飼養裝置，以滿足不同動物的生長需要。科一數整合已是我國理科教學常態，運用模式圖、曲線圖、數據表格等恰當的方式呈現實踐結果屬于科一數整合，其需要一定的數學思維，在\"探究植物無土栽培條件的控制\"活動中，學生需觀察植物在生長發育過程中的變化，設計表格，記錄和交流株高、葉片數量、葉片大小、開花結果的時間和數量等信息[13]，這離不開數學統計和分析。

內跨、外跨都重視情感目標，都致力于培養學生嚴謹求實的科學態度、健康意識和社會責任。例如在\"制作可調節的眼球成像模型\"和\"制作實驗裝置，模擬吸煙有害健康\"活動中，學生需要提出保護眼健康的方法、用科學證據宣傳吸煙有害健康。

外跨側重動作目標。運用傳感器、無線通信、大數據、3D打印等現代技術設計跨學科實踐方案屬于科一技整合，需要學生模仿并熟練掌握相關技術的運用；工程的核心是建造，實施跨學科實踐方案屬于科一工整合，需要熟練的操作能力。在跨學科實踐項目中，學生往往需要通過動手操作來完成學習任務。以“設計簡單裝置制作酸奶\"為例，學生需要嚴格按照乳酸發酵技術的操作規范和程序來完成酸奶的制作過程[14]。

2.評價任務 載體工具

評價任務是評價目標的具體化表現，通過真實情境中的活動和問題展示目標達成情況，其設計要參照教學提示給出的相關建議，體現認知、思維、動作、情感四個維度。在設計評價任務時，需要根據評價目標進行針對性設計：內跨側重于認知，外跨側重于動作，二者均兼顧動作和情感的體現。

首先，在真實情境中設計評價任務時，要將跨學科實踐主題與科學學科中的重要概念和學習活動有機整合，促進學生記憶、理解、應用科學內相關知識解決實際問題，體現出內跨重認知。其次，教師需指導學生設計實踐活動方案，利用多種方法記錄、分析數據，解決現實生活中的問題。例如在設計生態瓶時，需要綜合運用生物學、化學、數學等相關知識以及生活經驗，設計可行的實驗方案，并采用恰當的方法記錄和分析實驗數據。這一過程既需要科學思維的指導，也離不開工程、數學思維的支撐，體現出內跨、外跨重思維。第三，要培養學生形成健康意識，樹立科學態度，并增強其環境保護意識，提升解決生產生活問題的責任擔當和能力。例如學生通過生態瓶制作后的討論交流，能深入理解人與自然和諧共生的理念，逐步建立起保護生態的意識，體現出內跨、外跨重情感。最后，教師要引導學生在實踐活動的實施過程中，尋求恰當、可利用的技術指導，促進學生操作技能的提升。例如在制作生態瓶時，學生需將水、塘泥和不同水生生物放入透明容器[15，并借助傳感器技術檢測魚缸內的環境變化，以構建能長期維持的生態系統，體現出外跨重動作。

為確保跨學科實踐活動順利進行，還需要在評價任務的基礎上做進一步關聯，將每個任務分解為支架任務，形成“任務情境一任務要求一任務支架”的架構。任務支架可引導學生對實踐活動進行分解，為學生厘清思路，達成評價目標。例如，在設計跨學科實踐項目“設計并制作能較長時間維持平衡的生態瓶\"的表現性任務時，可將其分解為多個子任務（見表2）。

表2“設計并制作能較長時間維持平衡的生態瓶”

3.評價規則一衡量尺度

評價規則是衡量任務和目標是否達成的尺度，需借助評價量表提供分級描述，從而為教和學的反饋和改進提供依據。它的制定需要學業質量標準的指導，從認知、思維、動作、情感4個維度設計內跨、外跨的評價規則。

內跨的評價規則側重于認知維度，是促進學生知識整合和遷移的重要手段。評價認知維度可以參考布魯姆的記憶、理解、應用、分析、評價、創造六個層次制定評價量表；評價思維維度可以參照SOLO分類理論從前結構水平、單一結構水平、多元結構水平、關聯結構水平、拓展抽象水平五個層次制定評價量表[8；評價情感維度可以參考克拉斯沃爾的接受、反應、價值評價、組織及價值體系個性化的5個層次制定評價量表；評價動作維度可以參考辛普森動作技能目標的模仿、獨立、熟練、適應、創新5個層次制定評價量表2。例如，在評價“制作實驗裝置，模擬吸煙有害健康\"這一項目時，可以借助評價量表從五個水平進行分級描述（見表3）。

評價任務設計

表3“制作實驗裝置，模擬吸煙有害健康”認知、動作評價規則

以評價目標為引領、評價任務為載體、評價規則為標尺，共同構成表現性評價的閉環系統。

三、跨學科實踐表現性評價要評而有效

“制作可調節的眼球成像模型”（以下簡稱“制作眼成像模型”是展示表現性評價應用到內跨、外跨中的典型案例。該活動利用結構與功能、系統與模型等跨學科概念，將生物學與物理學相結合，借助凸透鏡成像原理幫助學生理解眼球成像，屬于內跨；同時學生需計算眼球結構比例，利用工程思維、3D打印技術制作眼成像模型，是生物學與數學、工程學、技術的結合，屬于外跨。

1.評價目標

確定評價目標既是表現性評價設計的起點，也是其設計的關鍵所在2。在具體實施時，可根據\"制作眼成像模型\"項目的內容要求“運用相關學科的知識和方法，設計、制作眼球結構模型，并提出保護眼健康的方法\"和學業要求“結合科學知識和生活經驗，利用現代技術設計方案、實施方案，并以恰當的方式呈現實踐結果\"22，從認知、思維、動作、情感四個維度制定表現性評價目標。（1）認知：通過討論用眼不當對眼晴的危害，能提取眼球結構和功能、凸透鏡成像等概念，分析眼球成像模型中所涉及的原理;（2）思維：運用結構功能觀比較眼球成像和凸透鏡成像，解釋其成像原理；運用工程思維設計并完善可調節的眼球成像模型；（3）動作：依據模型方案選擇材料自制眼球成像模型，實施方案收集實驗證據；（4）情感：結合眼球結構和成像原理交流討論形成保護眼健康的方法，并通過制作海報等方式向公眾開展宣傳。

2.評價任務

表現性評價任務需要為學生提供真實或模擬真實的情境，引導學生在真實的問題情境下呈現其認知、思維、動作和情感目標的達成情況，旨在促進核心素養的發展。基于評價目標設計的表現性評價任務要素包括任務情境、任務要求和任務支架，任務設計應體現跨學科實踐的特征，有效驅動跨學科實踐活動發生。在具體實施時，可結合評價目標以及課標中給出的教學提示“指導學生設計實踐活動方案，引導學生在實踐活動的實施過程中，尋找恰當、可利用的物質資源和必要的技術指導，活動結束后指導學生形成物化的成果及說明，以及實踐活動報告\"[23設計表現性評價任務（見表4）。

表4“制作可調節的眼球成像模型\"評價任務

在任務3制作模型時，利用3D打印技術制作眼球結構模型、制作水透鏡曲度調節裝置、組裝模擬眼球成像，體現了“尺度比例、系統與模型”等跨學科概念，操作過程需要動作技能目標評價。

3.評價規則

學業質量標準是結合課程內容對學生學業成就具體表現特征的整體刻畫[24]，能指導表現性評價規則的制定。在具體實施時，可根據評價目標、任務以及學業質量描述“基于真實的生物學問題情境，運用生物學、物理、化學、地理、數學、技術與工程學等多個學科的知識和思想方法嘗試提出產品的設計和改進方案”25制定表現性評價規則（見表5、6）。

表5“制作可調節的眼球成像模型”—內跨評價規則

表6“制作可調節的眼球成像模型”—外跨評價規則

在情感維度上也可以分為5個水平對外跨進行評價：不能提出保護眼健康的方法；能提出保護眼健康的方法，對不良用眼方式作出反應；小組內表達交流保護眼健康的方法，通過制作海報等方式向公眾宣傳；熟練表達交流保護眼健康的方法，通過制作海報等方式向公眾宣傳；創新形成個性化健康價值體系。通過情感維度的評價，幫助學生樹立健康意識和社會責任感，使其主動宣傳關于健康的觀念和知識，成為健康中國的促進者和實踐者。

上述案例中，圍繞相應的情境，學生內跨物理，外跨數學、技術、工程學等相關學科知識，完成了資料收集、方案設計、模型建構與改進、報告撰寫等一系列任務，并提供了相應的物化成果。通過對跨學科實踐活動“制作眼成像模型”內跨和外跨的表現性評價，較為全面地評價了學生的行為表現，提高了學生的認知、思維、動作、情感水平，加強了對技術、工程和數學三個領域的綜合學習，有利于知識的整合與遷移。

在跨學科實踐的表現性評價中，基于三評一致原則，從認知、思維、動作、情感四個維度對內跨、外跨展開評價，不僅能很好地評價學生的動態實踐過程，更填補了傳統評價在動作、情感維度的空缺。同時將紙筆測試與表現性評價相結合，綜合利用各種方法，能更好地保證評價結果的準確性和有效性。然而，在跨學科實踐教學中存在表現性評價耗時耗力、教師專業素養不足等問題，需借助人工智能平臺優化評價流程2，加強教師評價技能培訓，從而提升評價成效，以促進學生“做中學”“用中學”“創中學”。

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