高中生物學科關鍵能力測評指標體系構建

李霞 蘇科庚 吳繼衡 黃勝琴

摘要構建了包括4個一級指標、12個二級指標的高中生物學科關鍵能力測評指標體系。依據指標體系編制關鍵能力測試題，對3所高中463名高三學生進行測評，運用結構方程模型AMOS 24.0對測評指標體系進行檢驗，以確保測評指標體系的合理性和科學性，從而為新高考背景下測評關鍵能力提供依據。

關鍵詞 高中生物學 關鍵能力 觀測指標 測評體系

中圖分類號G633. 91文獻標志碼B

1高中生物學科關鍵能力測評指標體系急需研制

2019年，教育部考試中心發布了以“一核四層四翼”為核心的高考評價體系。該體系中的“四層”是指“必備知識、關鍵能力、學科素養和核心價值”，其中，關鍵能力上承學科素養，下聯必備知識，是落實高考評價體系和實現核心素養“教—學—評”一體化的紐帶，具有重要作用。《中國高考評價體系》也明確提出在考試中要加強對學生關鍵能力的測評，但是其只在宏觀層面上提供了政策支撐與理論指引，而實施中卻缺乏具體的關鍵能力測評維度和可操作指標。

教育部考試中心在廣泛聽取多方意見后，結合新高考生物學科的功能定位，將高中生物學科關鍵能力確定為理解能力、實驗探究能力、解決問題能力和創新能力。這四種能力有效對接了三大關鍵能力群和生物學學科核心素養。至此，高中生物學科關鍵能力的測評維度已經明確，但是這些測評維度卻沒有細化出可觀測的操作指標，導致關鍵能力的測評難以有效開展。本研究通過借鑒國外關鍵能力評價的成功經驗，擬構建一個適合新高考的生物學科關鍵能力測評指標體系，為關鍵能力測評提供精準的觀測點。

2高中生物學科關鍵能力測評指標體系構建

2.1研究步驟

本研究分4步進行：①構建測評指標體系：借鑒國外關于關鍵能力測評的成功經驗，構建高中生物學科關鍵能力測評指標體系。②編制試卷，收集數據：依據測評指標體系，編制關鍵能力測試卷，以廣州市3所不同層次學校中的463名學生為被試，實施測試，得到相關數據。③檢驗和修正指標：運用AMOS 24.0對高中生物學科關鍵能力測評指標體系進行驗證性因素分析，以確定測評指標體系的合理性和科學性。④為一線教師基于紙筆測試評價學生生物學科關鍵能力提出建議。

2.2研究對象

本研究選取廣州市463名高三學生為研究對象，這些學生來自低、中、高3種不同層次的學校，使得研究具有一定的代表性。

2.3研究工具

2.3.1高中生物學科關鍵能力測評指標體系

本研究通過借鑒國外關于關鍵能力測評的成熟經驗，構建了包含4個一級指標、12個二級指標的高中生物學科關鍵能力測評指標體系，具體見表1。

2.3.2學生關鍵能力測評試題

依據高中生物學科關鍵能力測評指標體系，編制關鍵能力測試卷，并經過與專家的反復商討和修改，形成正式測試卷，共14道題，40個題項中每個題項考查的關鍵能力具體見表2。

下面，結合部分試題進行說明。

【例1】蝗蟲是一種世界性的農業害蟲，2020年非洲爆發的蝗災對小麥、水稻等作物造成毀滅性的打擊，造成嚴重的糧食危機，下列敘述正確的是（）

A.調查其幼蟲（跳蝻）種群密度常使用標志重捕法

B.某個地區的全部蝗蟲在水平方向上的分布構成了群落的水平結構

C.流入蝗蟲中的能量可用于蝗蟲自身的生長、發育和繁殖

D.當蝗蟲種群大爆發時，其種群數量的增長近似于“J”型曲線

分析：該題以蝗蟲造成糧食危機為情境，主要考查學生對種群密度調查方法、群落水平結構、能量流動途徑和種群增長曲線類型的理解和記憶。因此該題對應的是“理解能力”中的“回憶識別”維度。

參考答案：C。

【例2】適宜條件下，測得的水稻根細胞對a、b兩種物質的吸收速率與外界溶液中這兩種物質濃度的關系如圖1所示（a、b兩條曲線分別代表水稻根細胞對不同濃度a、b物質的吸收速率），A同學據圖認為b的跨膜運輸方式是主動運輸，B同學認為是協助擴散。請設計實驗確定哪位同學的判斷正確。

（1）請寫出實驗目的：

（2）簡要寫出實驗思路：

（3）請寫出預期實驗結果和結論：

參考答案：（1）探究b的跨膜運輸方式是主動運輸還是協助擴散？

（2）將長勢相同的水稻根細胞平均分成兩組，甲組置于有氧條件下，乙組置于無氧條件下，其他條件相同且適宜，培養一段時間后分別測定根細胞對b物質的吸收速率。

（3）若甲組根細胞對b物質的吸收速率大于乙組，則說明b物質的跨膜運輸方式為主動運輸；若甲組和乙組根細胞對b物質的吸收速率大致相同，則說明b物質的跨膜運輸方式為協助擴散。

分析：該題以探究物質b的跨膜運輸方式為情境，充分考查學生的探究能力。解答該題時，學生首先需要明確要探究的問題，即探究物質b的跨膜運輸方式為主動運輸還是協助擴散；其次，要選擇合適的科學研究方法來設計實驗，并對實驗中的自變量、因變量和無關變量等進行確定和控制；最后，對相關的實驗結果進行預測，并得出相對應的結論。由此可見，（1）～（3）小題對應的分別是“實驗探究能力”中的“問題確定”“實驗設計”“解釋分析”維度。

【例3】某地爆發了流行性感冒，據悉，引起這次感冒流行的主要是甲型流感病毒，該病毒是一種RNA病毒，請回答下列問題。

（3）入冬后，某社區貼出通知：70歲以上的老人可以免費注射甲型疫苗。小明的爺爺對該疫苗的安全性和作用存在疑惑，如果你是小明，你會給爺爺提供怎樣的建議，并說出提供該建議的依據？

參考答案：建議：可以接種。依據：甲型流感疫苗是經過臨床實驗之后才批準上市，所以具有一定的安全性，而且注射甲型流感疫苗，可以使機體產生相應的抗體和記憶細胞，提高機體的免疫能力。

分析：該題以甲型流感病毒爆發為情境，要求學生為小明爺爺要不要注射甲型疫苗提供建議。該題的解決需要學生運用所學的關于細胞免疫和體液免疫的知識進行分析后，才能提出合理的建議，因此，該題對應的是“解決問題能力”中的“問題解決”維度。

【例4】進行體細胞移植時，體細胞的細胞核必須被移植到去核卵母細胞后才能表現出全能性。這是由于卵母細胞的細胞質中含有促進細胞核全能性表達的物質。根據這一啟示，請提出一種恢復體細胞分裂、分化能力的新的思路：

參考答案：從卵母細胞中分離出促進細胞核全能性表達的物質，將其導入到細胞中。

分析：該題要求學生根據題干所給的啟示，并結合所學的生物學知識，創新性地提出一種新的恢復體細胞分裂、分化能力的思路，對應的是“創新能力”中的“發現創新”維度。

3高中生物學科關鍵能力測評指標體系檢驗

運用SPSS 20.0計算Cronbach’Alpha系數，發現整套試題的Cronbach’Alpha系數為0.70（>0.6），根據已有研究，測評可以接受。接著進行Bartlett球性檢驗，計算KMO值，統計結果顯示P=0.000（<0.01），KMO=0.664（>0.6），表明試卷的結構效度可以接受，可進行后續的驗證性因素分析。

利用AMOS 24.0作為CFA計算工具，對高中生物學科關鍵能力測評指標體系進行驗證性因素分析，結果如表3、圖2所示。

由表3可知，P值為0.000（<0.05），卡方自由度比值為2.273（<3.000），GFI、AGFI、IFI、CFI的數值均大于0.9，RMSEA值為0.054（<0.08），綜合各項指標參數，可知一階12因子模型擬合程度較好，高中生物學科關鍵能力測評指標體系的基本適配指標均達到檢驗標準。

由圖2可知，除了實驗探究能力和解決問題能力間的因素負荷量稍小于0.4，其他一級指標間的因素負荷量均大于0.4，說明一級指標的設置是比較合理的；12個二級指標的因素負荷量在0.70～0.89，均大于0.4，說明這些操作指標能在較大程度上反映相應的生物學科關鍵能力要素，可見12個二級指標的設置是合理的。

4啟示

教師在對學生的生物學科關鍵能力進行大規模測評時，可以參照表1，從理解能力、實驗探究能力、解決問題能力和創新能力四個方面設計試題。在對理解能力進行測評時，教師可從能否回憶所學的生物學知識、能否對信息進行描述或轉換、能否清晰各類別的特征屬性等角度進行評價；在對實驗探究能力進行測評時，可創設探究情境，從探究問題是否明確、實驗設計是否合理以及解釋分析是否有理有據等角度進行評價；在對解決問題能力測評時，可從能否獲取有效信息、能否運用生物學知識解決問題、能否遷移知識到新情境中解決問題等角度進行評價；在對創新能力進行測評時，可從是否具有質疑能力和批判性精神、能否將知識進行融合聯系、能否創造性地提出新方法或新解釋等角度進行評價。

參考文獻：

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