NGSS對生物學開放性試題設置與教學的啟示

張 鋒 張靜榆

（1.福建省普通教育教學研究室，福建福州 350003；2.寧德師范學院生命科學學院，福建寧德 362100）

長期以來，中學生物學教學特別是初中生物學教學，開放性試題與開放性活動應用得不充分，造成教師與學生“應付考試”的現象；命題與測量技術的不科學，考查“再現”“再認”等記憶能力的封閉性試題充斥在教學與評價的大多數時間和大部分內容中，而對“分析”“評價”等高階認知的能力的測量卻涉及甚少，造成了學生對于科學課程中學科核心概念、跨學科核心概念等內容的理解和應用的困難，更遑論科學素養的達成。

功利性的教學與考試評價容易造成對于科學素養的片面化和偏頗化，當科學素養被窄化為學科知識，并在評價理念的失當中又進一步窄化為機械背誦與解題能力，科學素養的提升就無從談起。生物學科作為與生產、生活聯系即為緊密的課程，其學科相關問題的解決能力并非通過機械背誦和題海訓練就能夠提升，生產生活中存在的問題大多數是結構不良的問題（劣構性問題）。

現代教學評價理念聚焦終身學習和未來生活，強調知識的建構與內化，反對考查死記硬背的條框內容，引導學生領悟概念并能夠遷移運用，面對真實的情境和問題形成內在的生產式的系統。在教學評價中設置一定數量的開放性試題，利用開放性試題考查學生思維的靈活性和批判性，引導學生深度思考，從而有利于打破標準答案的限制，用原創性的觀點和思路擺脫反復的應試訓練帶來的思想僵化。使用開放性試題考查學生的高階思維能力，需要重視學生的閱讀素養和表達能力的提升，開放性試題比封閉性試題更依賴學生對試題資料的理解、剖析與反思，并完成富有邏輯的應答，有助于學生基于證據、質疑論證等科學素養的達成。

一、閱讀與表達：高階思維在生物學開放性評價中的表現基礎

開放性試題所蘊含的開放性評價更能觸發學生的高階思維，而開放性評價需要建立在試題一定的閱讀量和表達量上。閱讀是國民獲取信息的主要方式，無論是基礎教育還是高等教育，都非常重視對閱讀能力的培養。［1］PISA2018把“閱讀素養”定義為：學生為達到目標、建構知識、提升能力和參與社會活動而對文本進行理解、使用、評價、反思和參與的一種能力素養。［2］而對于“表達能力”，雖然在科學學科課程標準中沒有以相對獨立的內容呈現，但是表達能力作為一項公民基本能力，融入學科核心素養中，例如《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》對“科學思維”有“運用生物學規律和原理，對可能的結果或發展趨勢做出預測或解釋，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”的水平要求；對“科學探究”有“運用多種方法如實記錄，并創造性地運用數學方法分析實驗結果”的水平要求，等等。［3］美國《新一代科學教育標準》（Next Generation Science Standards，簡稱：NGSS）在主題序列中也明確列入“英語語言藝術/讀書能力”欄目（表1），對K-12年級的學生進行諸如“綜合運用繪畫、口述和書寫的方法來形成觀點”“撰寫聚焦于特定學科內容的論點”等對于表達能力的具體要求。因此，在開放性試題的設置上，可以考慮在相關的水平維度和讀寫能力維度進行編寫，以期獲取學生最為準確和充分的應答反饋。

表1 NGSS對初中學生讀寫能力的要求［4］

（續上表）

規范化的閱讀與表達的要求，能夠讓學生在學習過程中進行有意識、針對性的訓練，這種訓練相對于“無讀寫能力關注的教學”更加指向高階思維，當然也讓思維結構更具可測量和可評價的特點。表1條目中的大部分內容在NGSS中也適用于高中學生。

二、建構意義：開放性試題促進閱讀與表達能力的分層表現

隨著數字化閱讀時代的到來，學生面對的是更為復雜的閱讀情境、更為龐大的閱讀信息，采用傳統的識記理解等閱讀策略已經很難完成閱讀任務。通過一定的開放性評價項目、工具或試題可以了解學生是否具備足夠的應對未來社會發展需要的閱讀素養，可以做到信息定位、理解、評價和反思等高階閱讀策略，并且能在情境中通過語言文字或數學符號等進行轉換，準確、適切地表達主張，并能尊重不同的觀點。

1.指向意義建構的閱讀素養水平提升

開放性試題能夠促進“通過閱讀而建構意義”的閱讀素養提升，通過簡單閱讀文本資料就能回答的提問毫無意義，易于回答的問題帶來的是已經存在的“消費性思考”，而在閱讀中真正發展學生能力則是形成“生產性思考”的復雜提問。［5］以PISA樣題“蒼蠅”為例：農夫的牛棚因為存在過多的蒼蠅，造成牛的健康狀況不佳。因此，他決定在牛棚噴灑某種殺蟲劑，殺蟲劑消滅了絕大多數蒼蠅。不久之后，蒼蠅的數量又恢復到原來的水平，農夫再次使用這種殺蟲劑滅蠅，這次僅發現一小部分蒼蠅被殺滅，并且數量迅速增加，他繼續使用這種殺蟲劑多達5次，殺蟲劑的滅蠅效果越來越差。他認為隨著殺蟲劑放置時間的延長，藥效減弱了。問題1：如何驗證農夫關于殺蟲劑藥效會隨著時間而減弱的觀點。問題2：除了農夫的觀點，請再提供兩個和他的觀點不同的解釋，來說明“這種殺蟲劑的滅蠅效果越來越差”。

上述試題需要學生具備一定的生物學知識，并在閱讀文本的基礎上理解所述事件的前因后果。問題1為開放性設問，并非要求學生對資料所提及的“農夫的觀點”進行判斷，而是以更加客觀中立的立場要求學生驗證農夫的觀點。通常我們將閱讀分為兩種，一種是進入式的，指向“消費性思考”，文本與讀者的關系是不平等的。讀者沒有主體意識或主體意識薄弱，靜態理解文本、理解意義，傳統閱讀認知觀傾向進入式的閱讀；另一種是跳出式的，指向“生產性思考”，文本與讀者的關系是平等的。學生理性審視文本，主動判斷和評價，收集更多信息，并積極解決問題或證明觀點。［1］本題所涉及的問題1和問題2都是復雜性的提問，指向著跳出式的閱讀，文本呈現的觀點可能有誤或者片面，需要學生重新建構正確的觀點。從生物學科開放性試題的編寫和測量的角度思考，針對試題文本的閱讀存在兩種主張，一是從文本中提取意義的進入式閱讀，另一是從文本中建構意義的跳出式閱讀。針對例題“蒼蠅”所呈現的文本信息及設問，筆者更認同這兩種關于閱讀的主張是閱讀的不同層級，在科學資料的閱讀中均存在，學生需要調用自己的認知、經驗，在與文本的互動中，理解意義甚至建構意義。

2.聚焦表達能力的分層表現的評價

在學生針對開放性試題的設問所進行的應答，不僅是學生表達能力的評價依據，也是其閱讀能力的評價依據。如果說閱讀是意義建構的過程，那么，表達就是把這種建構用語言文字加以呈現的過程，教師可以清楚地感知學生在應答過程中表現出來的思維品質和努力程度。用NGSS中初中生命科學內容對應的讀寫能力關鍵點來描述例題“蒼蠅”所涉及的讀寫能力，其兩個開放性問題指向“追蹤和評估文章中的論點和具體主張，評估推理是否合理、證據是否相關并且充分支持這些主張”（問題1）和“用清晰的理由和相關證據撰寫支持主張的觀點”（問題2）。學生的具體作答可用PTA量表法進行等級評定（表2）。我們可以利用PTA量表（一種標準參照的評價工具），來進行基本要素分析，進而評價學生的多種表現。

表2 例題“蒼蠅”開放性問題的評價標準及舉例

從學生對于開放性試題的應答情況看，其表達的差異化表現與閱讀能力存在重要的關聯，但針對部分“中水平表現”的學生，其表達能力的欠缺也是造成不能完整而富有邏輯的回答問題，例如作出“用原來的殺蟲劑和新配制的殺蟲劑接觸蒼蠅”答案的學生，可推測其已經理解了資料文本中的問題所在，但是無法將自己的心理狀態完整的描述出來，針對“中水平表現”學生的訪談，我們可以確定上述推測的合理性，他們能夠理解和建構一定的意義，但是無法周全表達。

三、教學啟示

閱讀的核心是理解和建構，表達的核心是邏輯和適切。所以，教師不但要認識到閱讀和表達對于科學課程的重要性，更要在教學中采用相關的策略提升學生閱讀和表達的能力，進而促進高階思維的發展和核心素養的落地。

1.強化認知策略指導，關注高階思維發展

面對閱讀情境多元化和文本內容的復雜化，教師要對學生進行認知策略的指導，以期他們準確的把握閱讀情境，精準的理解試題立意和設問，高效地與文本互動，篩選信息，整合資源，處理矛盾，最終解決問題。并在日常學習中，通過一定程度的反復訓練和“在閱讀中學習”，不斷提高閱讀素養。例如，利用NGSS對初中學生讀寫能力的要求進行針對性訓練。教師需要引導學生在閱讀中有效精準的搜索信息，并學會調用組織、歸因、評價、建構等高階思維能力。

2.創設情境化問題，關注生產性思考

情境化能夠搭建學科知識與學生生產生活實踐之間的橋梁，開放性試題的情境化信息能夠幫助學科教學轉向對生物學知識、概念的有效應用。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》在“命題建議”中指出“試題情境應圍繞現實問題（包括熱點問題）展開，盡量做到新穎、真實、科學、恰當，有一定的信息量和適當的復雜度，能夠成為學生運用學科知識分析和解決實際問題的載體。基于試題情境的設問要有清晰的層次和嚴謹的邏輯，指向核心素養的不同水平”。［3］情境化問題可以讓學生從“自然人”“社會人”等角度出發深度思考問題，在閱讀的過程中進行生產性的思考，理性審視、分析、評價，完成與文本的對話，完成教學任務。

3.規范語言表達，關注邏輯與證據

“邏輯是論辯的準繩”“說話要有證據”，這是日常生活中人們的行事規則，也是對所有人都重要的核心素養。規范化的表達是準確傳遞科學意義的基礎，富有邏輯和證據的表達也是讓學生像科學家一樣在教室經歷科學研究過程的基礎，因此，比起題海刷題、反復訓練解題能力，在生物學教學中利用高水平的開放性試題訓練學生閱讀和表達的準確性和邏輯性更加重要，也更有實踐價值，對學生的影響也將更加深遠。