生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力的評(píng)價(jià)研究

李能國(guó)

(江蘇省常州市教育科學(xué)研究院 213001)

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),實(shí)驗(yàn)法是依照研究目的，使用科學(xué)儀器設(shè)備，有意識(shí)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(shí)客觀世界的一種方法。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中運(yùn)用了物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的實(shí)驗(yàn)思想、方法和器具，由于實(shí)驗(yàn)對(duì)象的特殊性，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究形成鮮明的學(xué)科特征，實(shí)驗(yàn)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(shí)、技能和情感態(tài)度價(jià)值觀組成。

1 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究能力的評(píng)價(jià)現(xiàn)狀

縱觀國(guó)際科學(xué)教育改革，實(shí)驗(yàn)探究能力的評(píng)價(jià)是多種評(píng)價(jià)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(shí)驗(yàn)探究能力的評(píng)價(jià)方式，主流的評(píng)價(jià)方式包括在大規(guī)模評(píng)價(jià)項(xiàng)目中采用的現(xiàn)場(chǎng)觀察，以及工作單、紙筆測(cè)驗(yàn)等。盡管現(xiàn)場(chǎng)觀察被公認(rèn)為是最有效的實(shí)驗(yàn)探究能力評(píng)價(jià)方式，但其高成本卻制約了其大規(guī)模的使用。在國(guó)際上，許多的評(píng)價(jià)項(xiàng)目則采用工作單對(duì)科學(xué)探究能力進(jìn)行大規(guī)模的評(píng)價(jià)。同時(shí)，盡管紙筆測(cè)驗(yàn)的有效性受到質(zhì)疑，但這些評(píng)價(jià)項(xiàng)目在采用工作單的同時(shí)，也都采用了紙筆測(cè)驗(yàn)。

2003年，教育部啟動(dòng)“中小學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量分析反饋與指導(dǎo)系統(tǒng)”項(xiàng)目，通過紙筆測(cè)試評(píng)價(jià)學(xué)生科學(xué)探究能力。我國(guó)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(píng)價(jià)依然沒有跟進(jìn)，導(dǎo)致教師缺少評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的工具，而現(xiàn)狀是學(xué)生的紙筆測(cè)驗(yàn)成績(jī)與實(shí)驗(yàn)探究能力存在較大的差異。

2 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力的測(cè)試框架

學(xué)科關(guān)鍵能力測(cè)試框架是對(duì)評(píng)價(jià)的目的、測(cè)量的具體內(nèi)容和方法的表述與界定。不同的評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)、評(píng)價(jià)目的和評(píng)價(jià)方法，建構(gòu)的測(cè)試框架不同。

英國(guó)科學(xué)探究能力測(cè)評(píng)(APU)關(guān)注學(xué)生的高級(jí)思維能力的評(píng)價(jià)，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(duì)探究作出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。APU將科學(xué)探究過程中的能力要素分為六個(gè)主項(xiàng)目，每一個(gè)主項(xiàng)目又被細(xì)分為不同的子項(xiàng)目，評(píng)價(jià)方式有紙筆測(cè)驗(yàn)和表現(xiàn)性評(píng)價(jià)兩種(表1)。

表1 APU實(shí)驗(yàn)探究能力的評(píng)價(jià)框架

PISA 2015測(cè)試評(píng)價(jià)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(píng)估與設(shè)計(jì)科學(xué)探究”“科學(xué)解讀數(shù)據(jù)和證據(jù)”三個(gè)維度，其中核心能力界定如表2。

3 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力評(píng)價(jià)的具體方法

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力養(yǎng)成是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，其評(píng)價(jià)方法有表現(xiàn)性評(píng)價(jià)、工作單評(píng)價(jià)、紙筆測(cè)試評(píng)價(jià)等。

3.1 表現(xiàn)性評(píng)價(jià) 表現(xiàn)性評(píng)價(jià)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(shí)和技能。由于表現(xiàn)性評(píng)價(jià)強(qiáng)調(diào)在真實(shí)情境中評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)，讓學(xué)生動(dòng)手探究，評(píng)分者進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察，輔以訪談，根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行即時(shí)評(píng)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(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生從咀嚼饅頭的生活經(jīng)驗(yàn)中提出問題，作出假設(shè)，根據(jù)假設(shè)制定實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)施實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)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(píng)分者的主觀因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，提高評(píng)價(jià)的信度，需要編制觀察量表，將觀察項(xiàng)目具體化(表3)。

表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的局限性是無法了解被觀察者的思維、動(dòng)機(jī)、態(tài)度和情感，為保證觀察結(jié)果的真實(shí)、有效，觀察者可以適當(dāng)介入，如對(duì)學(xué)生操作有不理解之處時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)直接發(fā)問，但不得對(duì)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(dòng)表現(xiàn)背后的內(nèi)部思維活動(dòng)，再重新進(jìn)行評(píng)分。

表現(xiàn)性評(píng)價(jià)既可以用于過程性評(píng)價(jià)，個(gè)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(píng)價(jià)，對(duì)教育教學(xué)的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。

3.2 工作單評(píng)價(jià) 工作單是讓學(xué)生將測(cè)試任務(wù)完成的過程和結(jié)果寫在一張單子上，然后對(duì)單子中的內(nèi)容進(jìn)行延時(shí)評(píng)價(jià)的方法。從工作單的開放性程度和對(duì)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(cè)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(shí)評(píng)價(jià)，無法對(duì)實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此，實(shí)驗(yàn)探究能力的評(píng)價(jià)主要在科學(xué)知識(shí)的掌握、科學(xué)方法的應(yīng)用、表達(dá)和交流三個(gè)方面，運(yùn)用工作單對(duì)科學(xué)探究過程中提出問題或假說、設(shè)計(jì)探究方案、收集和展示數(shù)據(jù)、分析和解釋結(jié)果等四個(gè)維度進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而建構(gòu)基于工作單評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)探究能力測(cè)試框架(表4)：

表4 基于工作單評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)探究能力測(cè)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(píng)價(jià)者能夠可靠、有效地推斷學(xué)生的“科學(xué)過程能力”。相對(duì)于紙筆測(cè)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀察的能力評(píng)價(jià)方式來說，工作單評(píng)價(jià)形式是既兼顧評(píng)價(jià)效果，又節(jié)約人力、物力的學(xué)科關(guān)鍵能力評(píng)價(jià)方式。

3.3 紙筆測(cè)試評(píng)價(jià) 紙筆測(cè)試是指以書面形式的測(cè)驗(yàn)工具，評(píng)定學(xué)生在科學(xué)知識(shí)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(píng)價(jià)方式。科學(xué)探究能力的紙筆測(cè)試是通過選擇題或問答題等來評(píng)價(jià)科學(xué)探究能力的測(cè)驗(yàn)工具。

紙筆測(cè)試往往通過一道試題來評(píng)價(jià)一個(gè)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(chǎng)觀察或工作單不同，現(xiàn)場(chǎng)觀察或工作單的任務(wù)都是完整的科學(xué)探究，測(cè)量不同探究要素的步驟是相互聯(lián)系的。

(基金項(xiàng)目：2015年江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)課題“生物學(xué)科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)與評(píng)價(jià)研究”，No.B-b/2015/02/021)