科學(xué)探究類(lèi)生物學(xué)開(kāi)放題的編制與評(píng)分

摘要 科學(xué)探究類(lèi)生物學(xué)開(kāi)放題在問(wèn)題情境和設(shè)問(wèn)上都有較大的開(kāi)放性，可以通過(guò)開(kāi)放題考查學(xué)生提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)、對(duì)生命現(xiàn)象進(jìn)行解釋的能力。由于學(xué)生的回答具有較大的開(kāi)放性，可以采用雙位編碼分級(jí)計(jì)分的方法進(jìn)行評(píng)分。

關(guān)鍵詞 科學(xué)探究 生物學(xué) 試題編制 開(kāi)放題

中圖分類(lèi)號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

1.科學(xué)探究類(lèi)生物開(kāi)放題的基本特點(diǎn)

同科學(xué)探究類(lèi)選擇題一樣，科學(xué)探究類(lèi)開(kāi)放題同樣具有探究性、情境性、開(kāi)放性的特點(diǎn)。

開(kāi)放題的探究性主要體現(xiàn)在試題的素材來(lái)源于探究活動(dòng)，試題中的數(shù)據(jù)都是探究活動(dòng)獲得的，學(xué)生回答問(wèn)題的過(guò)程也是探究的過(guò)程，而且這一探究過(guò)程可以持續(xù)到學(xué)生離開(kāi)考場(chǎng)，回到家中繼續(xù)探究。

開(kāi)放題的情境性是指問(wèn)題來(lái)源于真實(shí)的情境，這種情境可能是生活中的，也可能是實(shí)驗(yàn)室里的，都是活生生的真問(wèn)題，這樣的試題會(huì)給人更多的親切感。

開(kāi)放題比選擇題具有更大的開(kāi)放性。一道選擇題，只能考查到學(xué)生有限的幾種可能回答，但是一道開(kāi)放題卻可以考查出盡可能多的學(xué)生的回答。就思維過(guò)程而言，即便選擇題具有開(kāi)放性，教師很難直接看到學(xué)生的思維過(guò)程，但是通過(guò)開(kāi)放題的學(xué)生回答，就可以對(duì)學(xué)生的思維過(guò)程、思維方式有更多的了解。也就是說(shuō)，開(kāi)放題可以知道“學(xué)生是怎么想的”，也可以知道“學(xué)生為什么這么想”。

[例1]小麥中的淀粉是通過(guò)哪個(gè)過(guò)程制造的？

A.吸收作用 B.呼吸作用

C.蒸騰作用 D.光合作用

[例2]春天來(lái)了，留心觀察桃樹(shù)，會(huì)發(fā)現(xiàn)桃枝上的葉芽、花芽同時(shí)開(kāi)始生長(zhǎng)；幾天后，葉芽變成了嫩小的桃葉，花芽長(zhǎng)成了鮮艷奪目的桃花。應(yīng)用所學(xué)的科學(xué)知識(shí)，分析桃花生長(zhǎng)需要哪些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并推測(cè)這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源。

解析：上面兩個(gè)例題都是考查植物光合作用制造有機(jī)物的過(guò)程。例1雖然引入了小麥這種具體的植物，但是設(shè)問(wèn)方式還是有些直白，沒(méi)有太多的情境，探究的意味也不濃。而例2給出了一個(gè)情境，這個(gè)情境是仔細(xì)觀察到的自然現(xiàn)象，這明顯是一個(gè)探究的結(jié)果。學(xué)生在回答這兩道題的時(shí)候，思維過(guò)程顯然會(huì)有差異，例1更多的是調(diào)取短時(shí)記憶的內(nèi)容，而例2卻需要聯(lián)系學(xué)過(guò)的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，有了探究的過(guò)程。例1是選擇題，明顯受到了選項(xiàng)數(shù)量的限制；而例2是開(kāi)放題，其答案是開(kāi)放的，學(xué)生可以按照自己的想法回答，可能說(shuō)小麥的淀粉來(lái)自光合作用，也可能說(shuō)來(lái)自呼吸作用，還有可能說(shuō)來(lái)自土壤、水分等。學(xué)生可能知道是來(lái)自光合作用，但是他沒(méi)有用“光合作用”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，而是說(shuō)“小麥利用陽(yáng)光，把空氣中的二氧化碳和水合成了淀粉等有機(jī)物”，顯然這也是可以接受的。

2.科學(xué)探究類(lèi)生物開(kāi)放題的編制

2.1試題素材的選取

科學(xué)探究類(lèi)開(kāi)放題的素材來(lái)源是很廣泛的，如改編學(xué)生做過(guò)的課堂實(shí)驗(yàn)、課外科技活動(dòng)、教師自己開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)、科研人員的研究文獻(xiàn)、自然界和生活中的生命現(xiàn)象等。素材的選取需要注意幾個(gè)問(wèn)題。①素材具有正確的價(jià)值導(dǎo)向，能夠讓學(xué)生對(duì)生命科學(xué)、科學(xué)探究發(fā)生興趣，避免枯燥乏味的素材。②素材具有親和力，能夠讓學(xué)生覺(jué)得科學(xué)探究就在身邊，試題中的探究活動(dòng)不僅可以在考場(chǎng)上做，還可以在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室和家里做。③素材能夠適合被試學(xué)生的認(rèn)知水平，涉及的知識(shí)背景和能力要求不能過(guò)高，當(dāng)然也不能太低，如果有與作答無(wú)關(guān)的背景，應(yīng)該加工處理或者作出說(shuō)明。④對(duì)素材加工處理，因?yàn)檎鎸?shí)情況下的科學(xué)探究往往是比較復(fù)雜的，放在測(cè)試題目中，需要?jiǎng)冸x一些次要或無(wú)關(guān)因素，突出需要考查的因素，同時(shí)要保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性。

[例3]表1是從一棵生長(zhǎng)著的松樹(shù)上測(cè)得的一些數(shù)據(jù)。

這些數(shù)據(jù)是每年的同一時(shí)間測(cè)量的。根據(jù)這些數(shù)據(jù)你能得出哪些結(jié)論？

解析：該題以松樹(shù)的生長(zhǎng)為素材。學(xué)生對(duì)于生物的生長(zhǎng)、包括自身的生長(zhǎng)都是很感興趣的，但是對(duì)于自然界的各種生物如何生長(zhǎng)，并沒(méi)有多少仔細(xì)觀察和研究。以松樹(shù)的生長(zhǎng)為例，有的學(xué)生認(rèn)為松樹(shù)的各部分每年都會(huì)生長(zhǎng)，當(dāng)學(xué)生看到這組數(shù)據(jù)的時(shí)候，起初會(huì)有出乎意料的感覺(jué)，而后就要從數(shù)據(jù)出發(fā)，分析數(shù)據(jù)背后的道理：原來(lái)松樹(shù)的生長(zhǎng)是頂端生長(zhǎng)的！事實(shí)上，如果留心觀察周?chē)臉?shù)木，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的生長(zhǎng)很有意思、也很有規(guī)律的。學(xué)生在做了這樣的試題之后，會(huì)自覺(jué)地去觀察這些現(xiàn)象了。

2.2試題的編制加工

與選擇題開(kāi)發(fā)相類(lèi)似，開(kāi)放題的開(kāi)發(fā)同樣需要經(jīng)過(guò)原始素材加工、形成試題雛形、試題的打磨成型等若干階段。然而，開(kāi)放題本身的特點(diǎn)要求其開(kāi)發(fā)過(guò)程需要有不同的要求。

①具有一定探究情境的開(kāi)放題，需要將情境交待清楚。如果使用了一些學(xué)生不是很熟悉、同時(shí)也不是需要作出反應(yīng)的材料，則應(yīng)該盡量介紹詳細(xì)。

②考查目標(biāo)要明確。同樣的一個(gè)素材和情境，既可以考查學(xué)生控制變量、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，也可以考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀分析的能力，還可以考查學(xué)生作出假設(shè)或預(yù)測(cè)的能力等。為了保證測(cè)量的信度和效度，一道試題最好只考查學(xué)生的一種探究能力。

③設(shè)問(wèn)要有開(kāi)放性。不可否認(rèn)，設(shè)問(wèn)需要明確，不明確學(xué)生就不知道怎么回答。但是設(shè)問(wèn)不能指向性唯一，否則學(xué)生的思路就被局限了。如下面的兩個(gè)例子，例5就要比例4開(kāi)放一些，也可能探查到更多的學(xué)生想法。

[例4]學(xué)校的草坪旁邊有一條水泥路。晴朗的夏日，從早上9點(diǎn)到下午4點(diǎn)，每隔1h測(cè)一次草坪表面和水泥路面的溫度。發(fā)現(xiàn)在每個(gè)測(cè)量的時(shí)刻，水泥路面的溫度都比草坪表面的溫度高，原因是什么？

[例5]學(xué)校的草坪旁邊有一條水泥路。晴朗的夏日，從早上9點(diǎn)到下午4點(diǎn)，每隔1h測(cè)一次草坪表面和水泥路面的溫度。在每個(gè)測(cè)量的時(shí)刻，草坪表面和水泥路面的溫度是否相同？請(qǐng)寫(xiě)出你的推測(cè)，并說(shuō)明理由。

需要補(bǔ)充的是，上面兩個(gè)例題都沒(méi)有給出具體的數(shù)字，要么是定性描述，要么是讓學(xué)生預(yù)測(cè)。如果給出具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生的回答可能就不一樣了。

最后，要有一個(gè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的“草稿”。選擇題是通過(guò)四個(gè)選項(xiàng)對(duì)學(xué)生正確或錯(cuò)誤的回答做了預(yù)設(shè)，開(kāi)放題也需要做預(yù)設(shè)。在命題的時(shí)候，就需要設(shè)想一下，不同水平的學(xué)生在該題目上會(huì)怎么回答？有哪些類(lèi)型？能否把不同水平的學(xué)生鑒別開(kāi)來(lái)？開(kāi)放題的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)需要在測(cè)試結(jié)束后通過(guò)試評(píng)一定數(shù)量的試卷來(lái)確定的，但是在命題的時(shí)候，對(duì)學(xué)生可能的答案類(lèi)型進(jìn)行預(yù)估是必不可少的步驟。這樣在測(cè)試結(jié)束后，教師就可以方便制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，也可以初步檢驗(yàn)測(cè)試的目標(biāo)是否有所偏離。

2.3如何考查科學(xué)探究

在開(kāi)放題中，考查學(xué)生的科學(xué)探究能力，包括兩個(gè)方面，一是對(duì)于科學(xué)探究的理解，二是科學(xué)探究的技能。具體來(lái)說(shuō)，可以考查學(xué)生提出問(wèn)題的能力、控制變量設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的能力、應(yīng)用生物學(xué)知識(shí)對(duì)生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測(cè)、推斷或解釋的能力等。考慮到紙筆測(cè)驗(yàn)的局限性，在開(kāi)放題中，要考查整個(gè)探究過(guò)程，還是有困難的，因此可以考查科學(xué)探究的—個(gè)或幾個(gè)方面。

2.3.1考查學(xué)生提出問(wèn)題的能力

如果隨便給出一個(gè)情境，問(wèn)學(xué)生可以提出什么問(wèn)題，這樣的開(kāi)放題就太過(guò)開(kāi)放了，很難判斷問(wèn)題的質(zhì)量。不能單單看學(xué)生提出問(wèn)題的數(shù)量，而只是對(duì)單一的問(wèn)題作出質(zhì)量判斷也是很難的。但是，教師必須給定一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)化的情境，讓學(xué)生判斷這個(gè)情境可以研究什么問(wèn)題，這可能就相對(duì)可行了。

[例6]在顏色分別為黃、紅、綠、藍(lán)、銀灰的五塊塑料板上涂上機(jī)油（有黏性），放在菜地里，過(guò)一段時(shí)間后，數(shù)出這些板上粘有的蚜蟲(chóng)數(shù)量。用這個(gè)實(shí)驗(yàn)，你可以研究什么問(wèn)題？

解析：題目中的情境不是來(lái)自學(xué)生的生活，而是科研人員的一項(xiàng)科研活動(dòng)，這項(xiàng)活動(dòng)具體要研究什么問(wèn)題，可能不是最關(guān)鍵的。關(guān)鍵在于，學(xué)生能否運(yùn)用學(xué)過(guò)的科學(xué)探究技能，判斷這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)可以研究什么問(wèn)題。在全國(guó)大規(guī)模測(cè)試中，學(xué)生的回答體現(xiàn)出了層次性，有的學(xué)生回答：可以研究塑料板對(duì)蚜蟲(chóng)的吸引力；有的回答：可以研究不同顏色對(duì)蚜蟲(chóng)的吸引力；還有的學(xué)生回答：可以研究不同的光對(duì)蚜蟲(chóng)的吸引力；也有的學(xué)生只能回答：可以研究蚜蟲(chóng)是否喜歡機(jī)油。關(guān)于本題目的詳細(xì)分析，可以參見(jiàn)“大規(guī)模學(xué)業(yè)測(cè)評(píng)中對(duì)科學(xué)探究的考查”。

2.3.2考查學(xué)生控制變量、設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的能力

生物學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，在中學(xué)生物教學(xué)中，生物實(shí)驗(yàn)占有很大的比重，在中考和高考中，實(shí)驗(yàn)題也占有一定的分量。應(yīng)該說(shuō)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ潜容^寬泛的，涉及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料的選擇、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇和操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的讀取和分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的報(bào)告和解釋等方方面面。可以想見(jiàn)，在一道題里，不可能全面考查出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ强梢詫?shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行拆解考查，特別是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析解釋能力。對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與分析能力是貫穿中學(xué)生物學(xué)的核心能力，設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)最重要的是控制變量。如果學(xué)生能夠判斷清楚哪些變量是研究的自變量，哪些是因變量，哪些又是無(wú)關(guān)變量，學(xué)生就可以很容易地完成對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)任務(wù)。

[例7]在插花的水中放一些糖，是否會(huì)使鮮花開(kāi)得更久，對(duì)此有兩種不同的看法：①糖溶解在水中，為鮮花提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而延長(zhǎng)鮮花生命。②水中有糖，會(huì)使細(xì)胞失水，鮮花更容易枯萎。用糖水插花到底能不能延長(zhǎng)鮮花的生命，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)弄清楚這個(gè)問(wèn)題。

解析：這道題目考查的是學(xué)生控制變量設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的能力。實(shí)驗(yàn)中的自變量是糖水的有無(wú)，因變量是鮮花保存的時(shí)間長(zhǎng)短，需要控制的變量包括花的種類(lèi)、生長(zhǎng)狀況、水量等。全國(guó)大規(guī)模測(cè)試中，大部分學(xué)生能想到將是否加糖水作為自變量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有的甚至還想到了糖水的量；也有一些學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有對(duì)照，或者使用了不同種類(lèi)的花；還有少數(shù)學(xué)生沒(méi)有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，而是去解釋糖類(lèi)對(duì)花的生長(zhǎng)有何影響了。對(duì)于一個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，學(xué)生的回答卻沒(méi)有想象中那么好。從這道題還可以看出，讓學(xué)生寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的考查方法，比起只是填空寫(xiě)出變量的考查方法，更容易看出學(xué)生在這方面存在的問(wèn)題。

2.3.3考查學(xué)生應(yīng)用生物學(xué)知識(shí)，對(duì)生命現(xiàn)象進(jìn)行解釋的能力

對(duì)于科學(xué)探究的結(jié)果，需要進(jìn)行分析解釋、表達(dá)交流。如果說(shuō)對(duì)于提出問(wèn)題的能力和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力的考查更偏重于探究技能的話，那么對(duì)于生命現(xiàn)象的解釋能力的考查則顯得更綜合一些，與學(xué)生學(xué)過(guò)的生物學(xué)知識(shí)結(jié)合得也更緊密一些。這里的生命現(xiàn)象，可以是自然現(xiàn)象（包括人本身的生命現(xiàn)象），也可以是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，還可以來(lái)自生物技術(shù)的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象（包括農(nóng)業(yè)、畜牧、林業(yè)等均可）。考查的方式可以是給出一組數(shù)據(jù)，讓學(xué)生分析數(shù)據(jù)，作出解釋?zhuān)灰部梢宰寣W(xué)生根據(jù)一定的證據(jù)，對(duì)生命現(xiàn)象作出預(yù)測(cè)。不管是作出解釋?zhuān)€是作出預(yù)測(cè)，學(xué)生都需要將數(shù)據(jù)與現(xiàn)象分析、學(xué)過(guò)的科學(xué)知識(shí)、自己的生活經(jīng)驗(yàn)三者協(xié)調(diào)起來(lái)。

3.科學(xué)探究類(lèi)生物開(kāi)放題的評(píng)分

在目前的生物學(xué)中考和高考中，沒(méi)有放開(kāi)使用開(kāi)放題的一個(gè)重要原因是開(kāi)放題的評(píng)分難度比較大。即便像語(yǔ)文作文，給出了詳細(xì)的評(píng)分細(xì)則，約定了不同方面的分值，但是最后給分還是一個(gè)唯一的確定的分?jǐn)?shù)，很難從分?jǐn)?shù)高低上看出學(xué)生到底在哪個(gè)方面強(qiáng)勢(shì)或者弱勢(shì)。同時(shí)，大規(guī)模測(cè)試中，由于時(shí)間等因素的制約，開(kāi)放題的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)不可能定的太細(xì)，給分也就不可能給的過(guò)細(xì)。另外，閱卷員的差異導(dǎo)致對(duì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的把握因人而異，從而會(huì)影響閱卷質(zhì)量。

在長(zhǎng)期的實(shí)踐中，借鑒PISA、TIMSS等大型國(guó)際學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，引入了雙位編碼評(píng)分的計(jì)分方法，對(duì)開(kāi)放題的學(xué)生回答進(jìn)行分級(jí)計(jì)分。具體來(lái)說(shuō)，就是先試評(píng)一定數(shù)量的試卷，按照學(xué)生答案的水平，將學(xué)生的回答分成不同的層次，同一層次內(nèi)的回答又分為不同的類(lèi)別，層次和類(lèi)別用一個(gè)雙位編碼表示，如30和31是同一層次的兩種類(lèi)別，30和20則屬于不同層次的兩個(gè)類(lèi)別，30比20所代表的學(xué)生回答水平要高一個(gè)層次。正式閱卷之前，只要閱卷員接受培訓(xùn)，掌握了不同編碼代表的學(xué)生層次和類(lèi)別，就可以去評(píng)閱試卷，閱卷工作不是給出一個(gè)確定的分?jǐn)?shù)，而是將學(xué)生的回答進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)。這種評(píng)分方式，可以有效降低閱卷員的主觀漂移，提高閱卷的質(zhì)量。

仍然以例1為例，給出評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)表如表2所示。

解析：這道題目來(lái)源于日常的觀察，考查學(xué)生對(duì)植物生長(zhǎng)、特別是光合作用有關(guān)知識(shí)的運(yùn)用。經(jīng)過(guò)試評(píng)大量的學(xué)生試卷，可以將學(xué)生的回答大致劃分為五個(gè)層次，每個(gè)層次又可以有若干個(gè)類(lèi)別，即：較高水平（代碼40、49）、中上水平（30、31、39）、中等水平（20、29）、中下水平（10、11、19）、錯(cuò)誤回答與沒(méi)有作答（70、79、99）。接下來(lái)，將該評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)給正式閱卷的教師，讓教師熟悉這個(gè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，并將學(xué)生的各種回答與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的各個(gè)編碼所代表的類(lèi)型一一對(duì)應(yīng)，從而給出相應(yīng)的編碼，閱卷的過(guò)程即是編碼的過(guò)程。由于前面制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，后面學(xué)生的回答都可以納入該評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的框架中去。這樣的閱卷方式，較好地減少了教師主觀判斷的偏差，同時(shí)將學(xué)生各種類(lèi)型的回答劃分得很清楚。經(jīng)過(guò)抽樣檢驗(yàn)，該評(píng)分方式具有較高的信度；與學(xué)生的全卷成績(jī)做相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)該閱卷方式具有較好的效度。

與傳統(tǒng)的閱卷方式相比，雙位編碼評(píng)分具有較高的信度和效度、更有利于鑒別學(xué)生的類(lèi)型和教師改進(jìn)教學(xué)。該閱卷方式的關(guān)鍵是制定一個(gè)科學(xué)、實(shí)用的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)閱卷教師的培訓(xùn)要到位。在這方面，國(guó)際大型學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目PISA、TIMSS、NAEP等已經(jīng)形成了完善的體系，在多年的實(shí)踐中也已經(jīng)成熟地運(yùn)用該技術(shù)，并發(fā)展出了自己的特色。或許這種評(píng)分方式會(huì)在將來(lái)的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)中有更大的用武之地。