例談運用PTA量表評價高中生物設計及實施實驗方案能力

丁晴 劉聞川

摘要 以“探究2，4-D對插枝生根的作用”為例，淺談利用PTA量表評價高中生物設計及實施探實驗方案的能力。希望能為廣大一線教師應用該評價方法評價學生科學探究能力提供參考。

關鍵詞 PTA量表法 價 設計 實施 實驗方案

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

文件編號：1003-7586（2018）11-0042-03

科學探究是《普通高中生物學課程標準（2017版）》中（以下簡稱《標準》）學科核心素養之一，是指能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力。在評價建議中，《標準》注重于“學生是否具備了觀察能力、發現問題的能力、設計和實施探究方案以及探究結果的分析、交流等能力”。PTA量表法作為一種開放性評分工具，在評價科學探究能力方面能起到一定的作用。

“探究2，4-D對插枝生根的作用”是浙科版《必修3·穩態與環境》中第一章第一節“植物激素調節”活動。該活動開放性大，植物的種類、2，4-D的濃度、處理方法、處理時間等都未詳細交代，是學生進行探究的很好內容。以“探究2，4-D對插枝生根的作用”為例，利用PTA量表對高中生物設計并實施實驗方案的能力進行評價。

1PTA量表簡介

PTA（Primary Trait Analysis，簡寫PTA）即基本要素分析，是一種用于學生作業，尤其是開放性作業的評分工具。PTA量表的理論假設是：任何一種行為表現，包括行為的和認知的，都會有一系列基本要素，這些要素構成學生學習某些知識、技能或行為表現的基本單元。教師只要將學生在這些基本單元的行為表現進行評定，則學生在完成這些具體任務時的總體特征就可以得到適當的評定。

PTA量表評定的程序大致如下。①確定對評價起重要作用的要素。②為每一個要素建立評價量表，用描述性的語言準確詳細地闡述每一個表現水平。③使用量表來評價學生的表現，并根據需要進行修改和調整。

2設計實驗方案的PTA量表制定和實例分析

2.1設計實驗方案的PTA量表的制定

要制定一個完善的實驗方案，學生必須具備以下能力：明確實驗目的、陳述自變量和因變量的關系、描述觀察或測量變量的方法、列出重要的步驟和實驗器具。其中實驗目的已給定，不列入本次量表要素。本探究實驗中，如枝條的選擇、處理、芽的處理等無關變量均會影響實驗結果;實驗周期較長，涉及到實驗數據記錄的問題;同時本實驗涉及到的枝條處理方式、濃度的選擇等都是課堂教學未涉及到的需要學生自行查閱。所以增加三個要素：具有控制變量的意識、設計表格記錄實驗數據、資料查閱。量表制定見表1。

2.2實例評價設計實驗方案的能力

學生學習完“植物激素調節”后，進行探究活動。由于該活動開放性較大，因此教師可提前1～2周布置任務。學生自行組隊分工，利用課余時間查閱資料，然后設計探究方案。某小組同學設計了如下的探究不同濃度2，4-D對柳樹枝條生根的影響的方案：

實驗材料：柳樹枝條、2，4-D粉末、清水。

實驗用具：500mL燒杯、100mL量筒、玻璃棒、剪刀、電子天平。

方法步驟：

①選取長勢相同且良好的枝條若干，剪成長約10cm、上平下斜條段。

②稱取2，4-D粉末lg溶于500mL清水配成2g·L-1的母液，再用清水分別稀釋威質量濃度為2×10-11、2×10-10、2×10-9、2×10-8、2×10-7、2×10-6g·L-1的2，4-D溶液。

③選取若干處理好的枝條隨機均分成7組，每組5根，編號1，、2、3、4、5、6、7，分別置于8只500mL燒杯中。

④向8只燒杯中依次加入等量適量清水、2×10-11、2×10-10、2×10-9、2×10-8、2×10-7、2×10-6g·L-1的2，4-D溶液。

⑤將8只燒杯置于適宜且相同的環境中培養15d。

⑥觀察各組枝條生長情況，每天計數生根枝條數、生根數，用尺子測量根的總長度，在表2中記錄數據求平均值和生根率。

評價：要素1，可以說出自變量、因變量，并指出其間的關系，故給2分。要素2，只能不全面地說出一些實驗中的無關變量，并控制單一變量，如溶液的量要一樣、外界環境溫度要一致等，但還有一些如內源性激素等無法說出，故給2分。要素3，生根枝條數、生根數、根的總長度等觀察指標實際操作且簡便可行，故給2分。要素4，步驟完整、條理清晰，但是對實驗材料的選擇和處理不到位，如應該選擇半木質化、粗約0.5cm的枝條，如芽和嫩葉沒有去除，故給2分。要素5，表格設計不夠完整，生根率和根的平均長度無法記錄，故給1分。要素6，資料查找不夠全面，以下方面做得比較好：對于2，4-D濃度的設置，根據網上資料和書本知識，設置成2×10-11～2×10-6g·L-1，還有柳樹枝條的處理為下斜上平，有利于吸收水分、減少散失。但是2，4-D應用乙醇溶解而不是水，故給1分。得分10分（總分15分），在全班中屬較好水平，同時該組學生的紙筆測驗在我校學生中也可達到較好水平，兩者存在一定的聯系。但是就他們自身而言，基礎知識的掌握要遠強于科學探究能力。

3實施實驗方案的PTA量表制定和實例分析

3.1實施實驗方案的PTA量表的制定

對已制定的實驗方案進行實施，學生必須具備以下能力：執行探究方案中規定的步驟、記錄實驗現象和數據、重復收集實驗數據、處理實驗數據。量表制定見表3。

3.2實例評價實施實驗方案的能力

學生根據教師指導修改后的方案進行實施。實際操作過程中，由于剛長出的根難以準確判斷，所以學生只選擇根的總長度作為觀察指標。所獲取的實驗結果見表4。

根據學生的操作過程，評價如下：要素1，能執行探究方案中規定的大部分步驟，動作不夠規范，如不會稀釋溶液，量取根的長度誤差較大等，故給1分;要素2，能準確地描述實驗現象，記錄實驗數據，故給2分;要素3，未重復收集數據，故給1分;要素4，處理數據時刪除了個別出入較大的數據，故給1分。得分5分（總分10分）。

從中可以看出，該組學生動手能力不強，這也體現了我校大部分學生的特點。而且實驗過程中碰到較多問題，最為突出的是實驗結果在一定程度上體現了不同濃度2，4-D對插枝生根的不同作用，但是并未體現高濃度抑制生長的特點，可能是濃度設置不夠高;2×10-8g·L-1之后的濃度有點波動，不能確定最適濃度的范圍，學生并未進行重復實驗。他們的求真意識都不強，實施實驗方案只作為體驗。

4總結與反思

綜上所述，PTA量表法在評價科學探究能力的過程中起到了非常有效的作用，較好地體現其診斷和導向功能。首先，PTA量表法量化了科學探究能力的評價，評價內容較傳統的評價方法更廣泛、清晰、具體，量表提高了評價的可操作性和科學性。其次，利用PTA量表將各要素以及各要素中不同水平羅列地非常清楚，有利于學生反思探究過程，發現自身不足，從而更有效地提高自身探究能力。最后，根據PTA量表的反饋可以幫助教師更充分地了解學生，因材施教;同時開展以小組合作學習的形式，可以增加小組學習興趣，實現組員間的優勢互補，從而提高學習效率。

就PTA量表法評價開展前后實驗課堂比較，開展后學生對于實驗的科學探究能力和興趣，實驗操作過程的科學性和嚴謹性都有顯著的提高。但課堂中一些偶發情況量表是否能夠量化體現，不同科學實驗能否使用相同的量表進行評價還值得探究。