結構性工作單在生物學探究實驗教學評價中的應用

李偉平 曹志江

摘 要 以“蚯蚓身體的前后端對刺激的反應特點”為例，運用結構性工作單評價111名初一學生的科學探究能力。結果發現，學生在結構性工作單中整體得分率不高，其中制定計劃、實施計劃、得出結論三項得分率偏低。教師在探究教學中應注重加強培養學生思考問題的全面性及文字表述的準確性與具體性。

關鍵詞 結構性工作單 生物學教學 探究實驗教學

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

1 工作單的理論基礎

《牛津高階英漢雙解詞典》對工作單（worksheet）的定義為：“用于記錄已經完成或正在進行的工作的紙”。這是一種廣義的界定，指出了工作單的材料是紙，用途是記錄工作，記錄的內容是已經完成或正在進行的工作，而不是計劃未來要做的工作。簡而言之，在探究教學中，工作單是指讓學生把探究的過程和結果記錄在工作單上，然后評分者根據評分標準來進行延時評價。按照提示程度工作單可分為三種類型:（1） 無提示的開放性工作單，即要求學生把探究過程和結果寫在空白的紙上，沒有其他限制；（2） 一般提示的結構性工作單，即要求學生按照提示的結構來描述探究過程和結果；（3） 充分提示的引導性工作單，即一步一步地引導學生探究并把過程和結果寫在工作單上。據文獻綜述表明，國際教育成就評估協會(IEA)在20世紀70、80和90年代分別進行的三次大規模評價都采用了結構性工作單。下面將以“蚯蚓身體的前后端對刺激的反應特點”為例，評價學生的探究能力。

2 結構性工作單的設計

2.1 探究任務的選取

探究任務是整個工作單的靈魂，學生的探究過程就是圍繞探究任務展開的，所以探究任務的選取直接影響著學生進行的探究價值。探究任務選取的中心指導思想就是要遵循“最近發展區”的思想，即探究任務不能過于簡單，如果探究過程不需要學生進行深入思考就能輕而易舉得出的話，那探究的價值就不大；反之，如果選取的探究任務過難，學生在短時間內根本無法完成，這樣就會耽誤教學進度同時會給學生的心理造成一定程度的挫敗感。

本研究所涉及的探究任務是“蚯蚓身體的前后端對刺激的反應特點”。此探究任務是基于蘇教版生物七年級上冊教材第二章第二節中“蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快？”這一探究課題的改編。選取這一探究任務的理由如下：（1） “蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快？”這一探究課題是《義務教育生物課程標準》所要求的探究課題之一，教材中對此課題有一定的引導性提示，在一定程度上干擾了學生的自主探究。（2） 教師課前對“蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快？”這一探究課題進行預實驗后發現，實施過程中探究效果不佳，探究過程中的干擾變量太多。比如，由于蚯蚓爬行的路線是彎曲的，對于初中生來說要準確測量蚯蚓在單位時間內的爬行路程難度有點大且耗時過長。（3） 改編后的“蚯蚓身體的前后端對刺激的反應特點”這一課題探究起來較為簡單，符合初中生的認知特點，探究結果非常明顯，易于評價。

2.2 結構性工作單的設計思想

結構性工作單的特點是給學生提供一定的探究框架，既要輔助學生獲得最大的“工作效益”，又不能干擾學生的自主探究。這個度到底要如何把握才能做到既給學生一定的探究提示語，又給其留有一定的創造空間呢?這就需要教師在設計工作單的過程中要緊緊圍繞“探究的問題要有一定的知識固著點”這一設計思想，不能讓學生憑空想象，以便學生的“工作”能夠有條不紊的開展。然而要體現出這一思想就需要教師課前精心設計好探究提示語。

2.3 結構性工作單樣例

姓名： 性別：

1. 提出問題

實驗表明，單側光照、機械刺激、化學刺激等都會引起蚯蚓的身體作出不同程度的反應。根據上述資料，你能提出哪些問題？

2. 作出假設

在你的實驗桌上有如下實驗器材與試劑：燒杯、培養皿、玻璃板、鑷子、棉球、食醋、清水、蚯蚓等。

請你根據自己的平時經驗，針對你所提出的問題作出一個可以用桌面儀器來檢驗的假設。

3. 制定計劃

請根據桌面所給的器材與試劑，設計一個實驗方案來探究“蚯蚓身體前后端對化學刺激作出的反應相同嗎？”你所用到的材料和實驗步驟要描述的足夠清楚，以便別人也能按照這個方案來探究。你可以用簡圖或文字描述你的探究方案，但要注意步驟描述要足夠清楚，以便別人能夠按照這個方案來進行探究。

4. 實施計劃

請根據你所制定的方案進行實驗，并把實驗現象記錄下來。

5. 得出結論

① 請給出你的探究結論。

② 你的探究結果與理論相符嗎？如果與理論不符，請嘗試分析導致實驗失敗的可能原因。

6. 表達交流

訪談問題：

1.在小組交流中，你跟哪些同學進行了交流？你們都交流了哪些內容？

2.你能否解釋為什么用醋刺激蚯蚓身體的前后端，前端較后端反應強？請簡要說明。

3.當你與其他同學的觀點不同時，你是對他人的觀點提出了質疑還是認為他人的觀點是正確的？

3 運用結構性工作單實施評價

3.1 結構性工作單評價權重體系的構建

根據PTA量表法構建基于工作單的生物學探究能力評價體系，整個評價體系包括：評價目標、評分標準。其中評價目標一項依據《義務教育生物課程標準》，具體分為:提出問題、作出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論、表達交流六大項。據此，將這六大項列為評價目標的一級指標，并將一級指標中的每一項解析成一些關鍵指標（即二級指標）。依照《義務教育生物課程標準》的要求，在探究教學中教師在發揮主導作用的前提下，要充分體現學生的主體地位。鑒于此種指導思想，本評價體系中將生物實驗探究能力評價分為教師評價和學生的自我評價兩大部分。

評分標準的制定主要是依據全國40位生物課程與教學論專家及80位江蘇省一線生物教師的意見。意見的收集主要是通過調查問卷及郵件的形式進行，發放問卷共計120份，有效回收97份。運用SPSS17.0對所回收問卷中數據進行處理后，利用層次分析法最終確定了基于工作單的生物學實驗探究能力評價指標體系的權重。一級指標的權重體系見表1，二級指標的權重體系在此不再一一列舉。

3.2 評價過程

經前測后，在南京市某中學初一年級選取探究能力差異不顯著的三個班級，學生共111人。學生單人單桌，每個學生單獨完成一項探究任務，探究時間為45 min。

將設計好的結構性工作單發給學生，提供相關試劑和器材。學生在工作單的提示下在規定時間內進行獨立探究并完成工作單中的相關問題。最后教師回收工作單并運用構建的評價權重體系，對學生的探究能力進行延時評價。

3.3 結果與分析

對111名學生的生物實驗探究能力進行評價后，一級指標的具體得分情況如表2所示：

由表2數據可以看出，學生在結構性工作單中整體得分率不高。結構性工作單是一種比較新穎的評價方式，學生已習慣了傳統的紙筆測驗還不能熟練掌握結構性工作單的使用技巧，同時結構性工作單僅僅為學生的探究過程提供了探究框架，對于初接觸工作單的學生來講難度有點大。

表2中的數據顯示制定計劃、實施計劃、得出結論三項得分率偏低。計劃制定的合理與否直接影響到實施計劃與得出結論的得分率。而探究計劃的制定需要較強的整體規劃能力，同時也需要一定的文字描述能力，一些學生可能會操作，但可能難以描述，這樣就會嚴重影響評價者對其探究能力的評價，因此探究方案的制定對學生來說是挑戰性最大的環節之一。例如，部分學生這樣設計：在玻璃板上放一只蚯蚓，用棉球蘸一點食醋在蚯蚓的頭部蘸幾下，然后在尾部蘸幾下，反復操作，觀察其反應。顯而易見，這部分學生的思維是十分清晰的，但是一只蚯蚓會不會造成實驗的偶然性；同時食醋的濃度相對較大，如果在其頭部點的次數過多極易造成蚯蚓的死亡。顯然學生對此是缺乏深入考慮的。

而在實施計劃一項中學生主要存在如下問題：（1） 個別學生直接將食醋潑向蚯蚓的頭部和尾部，很快蚯蚓就死亡了。（２） 有的學生分不清楚蚯蚓的頭部和尾部。（3） 有的學生對蚯蚓的刺激次數過于頻繁，導致蚯蚓生命力減弱，干擾了對實驗現象的觀察。最終導致實施計劃一項得分率不高。若制定計劃與實施計劃得分率較低將直接導致學生在得出結論一項中得分率偏低，學生在得出結論一項中主要暴露出如下問題：（1） 部分學生結論描述的過于籠統。例如，個別學生這樣描述：蚯蚓身體前后端對化學刺激產生反應的程度不同。具體有什么不同未做詳細闡述。（2） 個別學生的實驗結論跟自己所提出的問題根本不存在相關性。

結構性工作單是一種較新穎的評價方式，通過這種方式的評價有助于教師更好地判斷學生在探究的6個方面所存在的問題，以促進教師更好地組織和實施探究教學，從而彌補單一的紙筆測驗對學生探究能力評價造成的局限性。