生物学教学2016年（第41卷）第5期
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生物学实验探究能力的评价研究
李能国
摘
要
（江苏省常州市教育科学研究院213001）
学科关键能力是学生发展核心素养和学业质量的重要组成部分。本文分析了生物学实验探究能力的评价现状和测试框生物学实验探究能力
表现性评价
工作单评价
纸笔测试评价
架，提出几种有效的评价方法，以促进教学方式的转变。关键词
生物学是一门实验科学，实验法是依照研究目的，使用科学仪器设备，有意识地去控制自然过程和条件，使自然过程纯化、典型化，在特定条件下去探索客观规从而认识客观世界的一种方法。生物学实验过程律，
中运用了物理学、化学等学科的实验思想、方法和器由于实验对象的特殊性，生物学实验探究形成鲜明具，
的学科特征，实验探究能力可以界定为一种生物学科由必备的生物学知识、技能和情感态度价值关键能力，观组成。1
生物学实验研究能力的评价现状
纵观国际科学教育改革，实验探究能力的评价是多种评价方式并存的格局。从20世纪60年代的科学教育界一直在探索实验探究能力的评课程改革开始，
主流的评价方式包括在大规模评价项目中采价方式，
用的现场观察，以及工作单、纸笔测验等。尽管现场观但其察被公认为是最有效的实验探究能力评价方式，高成本却制约了其大规模的使用。在国际上，许多的评价项目则采用工作单对科学探究能力进行大规模的尽管纸笔测验的有效性受到质疑，但这些评价。同时，
评价项目在采用工作单的同时，也都采用了纸笔测验。
2003年，教育部启动“中小学生学业质量分析反项目，通过纸笔测试评价学生科学探究馈与指导系统”
能力。我国基础教育课程改革已经推进多年，而与学科关键能力相适应的评价依然没有跟进，导致教师缺而现状是学生的纸少评价学生实验探究能力的工具，
笔测验成绩与实验探究能力存在较大的差异。2
生物学实验探究能力的测试框架
学科关键能力测试框架是对评价的目的、测量的评具体内容和方法的表述与界定。不同的评价机构、价目的和评价方法，建构的测试框架不同。
英国科学探究能力测评（APU ）关注学生的高级思维能力的评价，主要考查学生在完成探究过程后是否能够获得充分的证据、能否很好地回答探究问题以及对探究作出相应的评价。APU 将科学探究过程中的能力要素分为六个主项目，每一个主项目又被细分为不同的子项目，评价方式有纸笔测验和表现性评价两种（表1）。
表1主项目使用符号表征使用器材和测
量工具观察能力解释和应用探究设计整体探究表现
APU 实验探究能力的评价框架
子项目
从图表中获取信息用图表表示数据运用仪器进行测量估计物体的数量值
根据指示进行操作活动进行观察活动分析观察结果
分析给出的信息资料应用科学概念解释信息设计部分探究活动设计整体探究活动完成整体探究任务
评价方式纸笔测验表现性评价表现性评价纸笔测验纸笔测验表现性评价
PISA 2015测试评价学生科学素养以能力为核心，“科学地解释现象”“评估与设计科学探究”“科学包括
解读数据和证据”三个维度，其中核心能力界定如表2。3
生物学实验探究能力评价的具体方法
生物学实验探究能力养成是一个循序渐进的过程，其评价方法有表现性评价、工作单评价、纸笔测试评价等。3．1
表现性评价
表现性评价是通过学生给出的问
题答案和展示的作品来判断学生所获得的知识和技能。由于表现性评价强调在真实情境中评价学生的学习过程和结果，特别适合于生物学科关键能力的评价，让学生动手探究，评分者进行现场观察，辅以访谈，根据评分标准进行即时评分。
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“科学·技术·社会”材的栏目介绍了生物学知识与社会的关系，能较好地体现情感态度价值观的目科学、
标要求，课程标准中某些具体内容标准也是通过该栏目来实现的，不可忽视。初、高中教材的这些栏目编写衔接性强，只要学生熟悉活动形式，自主学习能力将不断增强。
（基金项目：广东省教育科学“十二五”规划立项“初高中生物教学衔接的研究与实践探索”，No．课题
2013ZJK059）?
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表2能力维度
PISA 2015科学素养核心能力界定［1］
能力结构
回忆并运用恰当的科学知识识别、使用和形成解释性模型或表述做出合理的预测并为之辩护提供解释性的假设
解释科学知识对社会的潜在影响识别一项科学研究要解决的问题是什么能区别出可以被科学地研究的问题
对于给定问题能提出科学探究的方法
科学探究对于给定问题能评估科学探究的方法
能描述和评估科学家所使用的各种保证数据信度的方法、保证科学解释的客观性和推广度的方法
能将数据从一种表现形式转换为另一种科学解读
能区别基于科学证据和理论的论证以及其他
类型的论证
评估不同来源的科学论证和证据（如报纸、网络、期刊等）
分析和解读数据并得出恰当结论识别科学文本中的假设、证据与推理过程
生物学教学2016年（第41卷）第5期
要求学生从咀嚼馒头的生活经验中提出问题，作出假设，根据假设制定实验方案并实施实验，实验过程中要记录数据，分析数据并得出结论。为了减少评分者的提高评价的信度，需要编主观因素对评价结果的影响，
制观察量表，将观察项目具体化（表3）。
表现性评价的局限性是无法了解被观察者的思维、动机、态度和情感，为保证观察结果的真实、有效，观察者可以适当介入，如对学生操作有不理解之处时，可以现场直接发问，但不得对学生的操作进行提示，也挖掘学生活动表现背后的内可以随后进行深度访谈，部思维活动，再重新进行评分。
表现性评价既可以用于过程性评价，个性化的指也可以用于终结性评价，对教育导学科关键能力培养，教学的质量进行评估。3．2
工作单评价
工作单是让学生将测试任务完成
的过程和结果写在一张单子上，然后对单子中的内容进行延时评价的方法。从工作单的开放性程度和对答案的提示程度来讲，工作单可以分为开放性工作单、结构工作单、引导性工作单三种类型，三种工作单开放性
子项目
试管是否编号
自变量的确定和无关变量控制
加入馒头是否等量和适量加入唾液和清水是否等量水浴的温度和时间
因变量的测量实验结果和结论
滴加碘液的量是否振荡试管
实验结果是否符合预期
能否根据实验结果得出相应结论
观察结果
科学地
解释现象
例如，在“探究口腔中的化学性消化”的实验中，
观察项目
表3“探究口腔中的化学性消化”观察量表
依次减弱，适用于不同的测试需要和不同的学生群体。
由于工作单是延时评价，无法对实验操作环节进行评价，因此，实验探究能力的评价主要在科学知识的掌握、科学方法的应用、表达和交流三个方面，运用工
表4
评价指标
评价维度
作单对科学探究过程中提出问题或假说、设计探究方收集和展示数据、分析和解释结果等四个维度进行案、
评价，从而建构基于工作单评价的实验探究能力测试框架（表4）：
基于工作单评价的实验探究能力测试框架
设计探究方案能设计符合逻辑、安
全和伦理要求的探究方案
设计的探究方案为回答问题或检验假说提供充分的数据能够交流探究方案设计和实施过程
收集和展示数据收集的数据是合理和精确的，与研究计划的目标一致
数据的转换是有效的、完全的，对解释问题有价值
为交流观察和测量结果，有组织地展示数据
分析和解释结果使用科学术语正确地报告结果
对过程和结果进行批判性评估
所得的结果支持结论，结论能表明提出的问题或假说
提出问题或假说背景信息和观察结果与科学研究相关形成的问题或假说是可以得到回答或检验清楚地表达问题或假说以及背景信息
科学知识的掌握科学方法的应用表达和交流
研究表明，工作单能够有效地保留学生的主要探通过这些信息评价者能够可靠、有效地推断学究信息，
“科学过程能力”。相对于纸笔测验和现场观察生的
的能力评价方式来说，工作单评价形式是既兼顾评价
效果，又节约人力、物力的学科关键能力评价方式。3．3
纸笔测试评价
纸笔测试是指以书面形式的测
验工具，评定学生在科学知识方面学习成就高低或在认知能力方面发展强弱的一种评价方式。科学探究能
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“减数分裂和受精作用”关于的教学建议
田文静
摘
要
龚大洁
*
王飞
（西北师范大学教育学院兰州730070）
“减数分裂和受精作用”本文在对内容分析的基础上，提出立足教材教学，充分利用插图信息并设计方案来优化教材插
图；借助有效易行的简笔画和实物演示的直观教学方法，帮助学生深化感性认识，厘清减数分裂各时期染色体的变化特点和非同源染色体自由组合的含义，并及时总结和反思。关键词
减数分裂
染色体
自由组合
教学建议
“减数分裂和受精作用”是人教版高中生物学教《遗传与进化》材模块的第2章第1节内容。减数分裂是分离定律及自由组合定律的细胞学基础，它阐释了孟德尔遗传定律的本质；减数分裂是自然情况下发生基因重组的根本来源，是个体产生可遗传变异的重要原因，一定程度上为生物进化提供了可能。由于减数分裂过程抽象、复杂，涉及各时期细胞内同源（及非同DNA 分子的数源）染色体的行为变化，以及染色单体、量变化，且容易与有丝分裂的相关变化相混淆，学生难以理解和把握，因此一直是教学中的难点。依据对该部分内容的分析，本文提出，从教材内容出发，充分利用教材中的插图信息，辅以实物演示法和简笔画法等直观教学手段进行教学，加深学生的感性认识，帮助他们构建清晰、完整的认知。1
充分利用教材插图
关于精子和卵细胞的形成过程，教材中附有直观形象的图解帮助学生理解。但也会有学生对教材图解产生误读。图2－2和2－5中，初级精（卵）母细胞含4对同源染色体，经减数分裂产生的每个子细胞中貌，似也存在一对形状、大小相同的“同源染色体”这对学生理解减数分裂时同源染色体分离，非同源染色体自由组合这一过程造成困扰。可就此启发学生思考并说明原因：教材图解所示的初级精（卵）母细胞中有两对同源染色体的形状、大小十分相似，因而在次级精（卵）母细胞及子细胞中仿佛也看到了同源染色体。通过完善教材中的图解，并经过思考与讨论，笔者归纳出如下三个优化方案。
（1）调整染色体的形状大小
最直接的方法为调
整这2对相似同源染色体的形状或大小，使图中4对力的纸笔测试是通过选择题或问答题等来评价科学探究能力的测验工具。
纸笔测试往往通过一道试题来评价一个过程技能或探究要素，因此这些试题间基本都是独立的，没有相互联系，这与现场观察或工作单不同，现场观察或工作单的任务都是完整的科学探究，测量不同探究要素的步骤是相互联系的。
同源染色体的形态各不相同。通过体现差异来增加区分度，可有效避免子细胞中出现“同源染色体”的假象，明确减数第一次分裂结束后同源染色体分离这一特点。
（2）调整染色体的颜色
用4种颜色填充4对同
源染色体，体现非同源染色体之间的颜色的差异，如此，每个通过减数分裂形成的子细胞均含4条颜色不同的染色体，表明其中不存在同源染色体。此法的缺陷在于：每两条同源染色体颜色一致，难以区分。
（3）用成对基因表示同源染色体
利用4对等位
（或相同）基因基因标记初级精（卵）母细胞的4对同源染色体，如AaBbCcDd 或AabbCcDD ，那么各时期细胞就有了特定的基因型。随着同源染色体的分离，子细胞中就不会出现成对基因。
方案（1）和（3）既体现了非同源染色体之间的差也突出了两条同源染色体之间别（形态和基因不同），
因此不仅能直观地的差异（颜色和显隐基因的区别），
表现减数分裂过程中同源染色体的分离，还能体现非同源染色体的自由组合。方案（2）无法区分两条同源染色体，故不能体现出非同源染色体的自由组合。2
教学建议
理解减数分裂过程的关键在于把握于各时期染色体的行为变化，尤其是在减数第一次分裂（简称减Ⅰ）后期，伴随同源染色体分离的同时发生非同源染色体的自由组合。实际上，非同源染色体自由组合的方式在减Ⅰ中期便已确定。减Ⅰ中期，由纺锤体两极发出的动粒微管随机捕获四分体中两条同源染色体的动粒（着丝点）［1］，由此便确定了两条染色体分别移往两极非同源染色体的组合方式的方向，故细胞的每一极中，
（基金项目：2015年江苏省教育科学“十二五”规“生物学科关键能力的培养与评价研究”，划重点课题
No．B －b /2015/02/021）
主要参考文献［1］刘
帆，文
雯．2015．PISA 2015科学素养测评框架新动向及
（10）：117 127? 其对我国科学教育的启示．外国教育研究，
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