高中生物學課堂教學科學思維分級評價的探索

刁姝月 付莉 李娟

摘要：從評價學生的科學思維水平的角度出發，深入解讀科學思維水平的劃分，將科學思維水平的描述具體化，轉化為可操作的評價指標，為教師提供評價依據，并試圖提供針對評價科學思維的建議，為促進教學提供指導。

關鍵詞：高中生物，科學思維，課堂評價

中圖分類號：G633.91文獻標志碼：B

在科學技術迅速發展的時代，僅僅只是將已有知識教給學生是不夠的，與掌握已有知識相比，學會學習更重要，培養學生的科學思維成為實現這一目標的重要途徑。

1 科學思維的概念

“科學思維”是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。科學思維能夠支持學生獲取新知識，學會如何使用知識，建構并評價假設和觀點。具備科學思維的學生能夠成為獨立的學習者，能夠自主地為自己的問題尋求答案。

2 對科學思維進行評價的重要意義

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《新課標》）中要求教師在教學時高度關注生物學核心素養的達成，提出了評價建議“以課程目標、課程內容和學業質量標準為依據，結合具體的教學內容，以生物學大概念、重要概念等主干知識為依托”，并提出了科學思維的四級水平。因此，教師在教學時應注重結合課標提出的四級水平標準設定對應的教學目標，重視學生的科學思維的養成?？茖W思維具有內隱性，但也具有一些顯性特征：①認同科學知識、原理和方法在解決問題中的作用;②以事實和證據作為科學思維的起點;③運用邏輯分析認識事物及事物之間的聯系;④創造性地解決具體的問題。這些顯性特征為教師評價學生的科學思維水平提供了方向，然而在教學實踐中，教師常常面臨著通過學生表現對學生是否達到核心素養要求進行判斷的挑戰。有調查顯示，高中生物教師在課堂提問方面普遍存在封閉性問題過多、表述不清晰等問題，且不能很好地評價學生的科學思維水平。因此，筆者嘗試提出關于在生物學課堂中評價學生科學思維水平的建議，以教師提問為主要評價方式，試圖通過評價來引導學生思考，明確目標，進行針對性的反饋，提升學生思維能力。

3 生物學科學思維的評價水平

《新課標》中將生物學科學思維劃分為四級水平，每一級水平都有相應的具體描述，為教師評價學生的科學思維水平提供了一定的指導。但其描述概括性較強，對具體教學內容的評價針對性不強，因此對各級水平進行了具體闡釋，提供了切實可行的建議。

3.1 水平一

在《新課標》的學科核心素養水平劃分中，關于科學思維水平一的具體描述可分解為兩個方面：

①能認識到生物學概念是基于科學事實，經過歸納與概括、演繹與推理等方法形成的。教師可以科學史為載體，引導學生思考概念的由來，從而使學生認識到概念都是基于科學事實經過論證形成的。這也是促進學生改變一種思維定勢的方式，在大多數學生的認知中，“概念是一直存在的，是固定的，是權威的”。也正是出于這個原因，他們將生物學科定義為只需要背誦記憶就能學好的學科。而科學思維水平一的定義，正是要打破這一思維定勢，讓他們認同并理解生物學概念的由來，改變對于生物學科的刻板印象。在現實課堂中，教師利用科學史或前沿技術進展，為學生引入新概念，并通過“根據這則材料，你發現某生物學概念的形成具有哪些特點呢？概念是否是一直存在的呢？”這種提問范式對學生進行評價。若學生能“說出”某概念的形成都是基于科學現象，運用科學方法形成的，“認同”概念不是生而存在的，即表明學生達到了科學思維水平一。

②能用這些概念，解釋簡單的生命現象。教師可在學完某生物學概念之后，為學生提供一個接近現實或現實的問題情境，引導學生用概念來回答問題，闡明現象背后的原理，并根據學生的回答結果，評價學生的學習情況。在現實課堂中，教師可通過“從生物學的角度如何解釋某現象？”這種提問范式對學生進行評價，若學生能準確找到相關概念，并“闡述”該概念的內涵，即代表學生達到科學思維水平一。

3.2 水平二

在水平一基礎上加入了對歸納概括的要求，同樣可拆解為兩部分。

①能夠運用歸納、概括等方法基于特定生物學事實，形成簡單的生物學概念。例如，學生可以從學習DNA分子的復制方式中，得到DNA分子通過半保留方式復制的概念。教師考查時，可以選擇給出某個簡單生物學概念的直接生物學證據，要求學生根據這個直接證據得出對應的生物學概念。教師的提問范式是：根據“某個直接生物學證據”，你能夠對應得到什么生物學概念呢？若學生能準確找到對應證據與概念之間的聯系，則認為達到了此水平。

②能用文字或圖示的方式正確表達生物學概念，并能用其解釋相應的生命現象。此處要求學生不僅能給出概念，還要能對概念進行描述，并能找到生物學概念與生物學現象的內在聯系并加以解釋。教師可采用提問方式較為多樣化，可直接進行提問，給出對應的生命現象，要求學生用特定的生物學概念進行解釋，還可擴展提問是否能聯想到關于這一生物學觀念的其他生物學現象。教師也可進行翻轉教學，要求學生對生物學概念進行講解，教師對其進行評價是否正確。在此水平的評價中，只要學生能正確地描述概念內涵（包括生物學過程，原理等），并能說出對應生物學現象背后的具體原因，則認為學生達到了此水平。

3.3 水平三

在水平二的基礎之上，根據《新課標》中關于科學思維水平三的具體描述，可將科學思維水平三分解為兩個方面。

①能夠從不同的生命現象中，基于事實和證據，運用歸納的方法概括出生物學規律。此處描述與水平二的主要區別在于“特定”生物學事實與“不同的生命現象”，即從考查學生尋找聯系的能力提升為考查“多點歸一”的歸納概括能力。歸納與概括能力是科學思維的重要組成，也是學習能力的一部分。在此水平的提問中，教師應基于同一概念為學生提供多份材料，其中包括對不同的生命現象的描述，在學生學習完這些材料后，以“通過這些資料或現象，你能得出什么結論？”的方式進行提問。若學生能準確“概括”出相關的生物學規律，則表明已達到科學思維水平三。

②在某一給定情境中，運用生物學規律和原理，對可能的結果或發展趨勢作出預測或解釋，并能夠選擇文字、圖示或模型等方式進行表達并闡明其內涵。這是在水平二基礎之上，提高要求至預測結果或發展趨勢，對學生的要求從歸納概括轉向推理演繹。這方面的考查要求學生能夠將理論知識聯系具體情境，有理有據地進行預測或解釋。教師為學生設置一個具體情境，以“你認為這種現象將會如何發展呢？為什么？”的方式來提問.若學生能“準確且完整地闡明”自己的觀點，并通過“邏輯清晰地闡述”“繪制概念圖”和“制作模型”等方式來表達他們的判斷理由，即代表他們已達到科學思維水平三。但值得關注的是，這種開放性問題可能沒有唯一的正確答案，教師在提問前應當充分考慮各種可能性，言之成理即可，避免因考慮不全否定學生的正確答案，打擊學生的積極性，給學生錯誤引導。

3.4 水平四

水平四可分為兩個部分。第一部分為“能夠在新的問題情境中，基于事實和證據，采用適當的科學思維方法揭示生物學規律或機制，并選用恰當的方式表達、闡明其內涵”。與前三個水平最重要的不同就是水平四考查了學生在新的問題情境中解決問題的能力。這里所說的“新的問題情境”是指，教科書中可能沒有提及的，但與生物學概念相關的情境，即本水平的考查著重關注學生的遷移能力。

第二部分為“在面對生活中與生物學相關的問題并做出決策時，利用多個相關的生物學大概念或原理，通過邏輯推理闡明個人立場”。水平三中也提到了運用生物學規律和原理進行解釋和預測，并要求可以進行表達和闡明內涵，二者的區別在于，水平四要求學生在解釋和預測的基礎上進行進一步做出決策，即從分析問題走向解決問題。同時提出運用“多個相關的生物學大概念或原理”即考查學生綜合運用理論解決問題的能力。教師在提問時，應注重貼近生活的情景構建，不可圖方便而直接選用課本中的情景。同時情景不可過于簡單，應能從至少兩個方面進行分析。如果是在課堂上進行活動，教師可選擇熱門的生物學議題，讓學生針對議題展開辯論。教師要觀察學生的表現：如果學生能夠從至少兩個方面，運用所學生物學知識有理有據地表達自己觀點，則可判斷學生達到了水平四的標準;如果學生僅能從單一角度論證自己觀點，或論證時不能形成完整的邏輯關系，或論證邏輯錯誤，則認為學生科學思維尚未達到水平四。對于尚未達到水平四的學生，教師在后續的教學活動中需要注意在教學中的情境設置，培養學生的遷移能力。

科學思維的培養是新課程、新課標、新教材的背景下的教學中十分重要的一個方面。對科學思維各水平進行深入的分析與闡釋，可以為教師考查學生科學思維所處水平提供理論基礎。教師在課堂中對學生進行評價時，切忌想當然，僅憑經驗即斷定學生科學思維處于哪一水平。教師應認真研讀課標，深刻理解課標描述的各級水平內容，并對應至學生的表現，有理有據地對學生科學思維水平進行評價。筆者在對科學思維分級評價進行簡單闡釋之余，嘗試提供針對評價科學思維的建議，為促進教學提供指導，使教師能夠更科學、更準確地評價，更有效地培養學生的科學思維。