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也谈初中生物学情境化试题的命制

2023-10-31张翀罗明

关键词:试题命制初中生物学

张翀 罗明

摘要:情境化试题日益成为教育质量评估的重要手段。研究发现 ,初中生物学情境化试题命制存在情境材料缺乏真实性、情境材料与问题脱离、情境材料过于复杂三个典型问题。初中生物学情境化试题的命制策略包括 :重视日常情境素材的收集 ,围绕试题情境设问 ,打磨情境素材以增强可续性。初中生物学情境化试题要有科学合理的评价标准 ,可以考虑结合 SOLO分类理论制定。

关键词 :初中生物学 ;学业质量监测 ;情境化试题 ;试题命制

《义务教育生物学课程标准 (2022年版)》(以下简称 “新课标 ”)指出 :“试题素材应有利于问题融入真实情境和思维过程 ,尽量贴近学生生活。试题应重视考查学生对基础知识的理解状况以及运用知识解决问题的能力。试题应具有开放性 ,利于学生潜能的自主发挥 ,以便全面考查学生核心素养的发展情况。”[1]以此为依据 ,情境化试题日益成为义务教育质量评估的重要手段。本文探讨目前初中生物学情境化试题存在的典型问题 ,并以江苏省苏州市义务教育学业质量监测中一道生物学试题为例 ,说明初中生物学情境化试题的命制策略以及评分标准的制定。

一、初中生物学情境化试题存在的典型问题

(一)情境材料缺乏真实性

新课标多次提出 ,要在 “真实情境 ”下进行教学、评价。因为只有通过设置真实的情境,才更有助于搭建学生与现实世界的桥梁 ,从而在这个过程中培养学生的核心素养。所以,“真实性 ”是情境的重要属性和情境材料的基本要求。然而 ,有些试题中的情境单纯为考查知识而设置 ,甚至是虚构的 ,违背了真实性这一基本要求。

例1某地区发现一种蜗牛 ,其外壳有的有条纹 ,有的无条纹。这种蜗牛常被鸟吃掉柔软的身体 ,留下破裂的外壳。一段时间内 ,科研人员记录该蜗牛的相关数据如表 1所示。下列说法错误的是 ()

此题中有关蜗牛有条纹和无条纹个体的最终存活数量与生物适应环境的基本生物学特征不太相符。当蜗牛生活在野外开放性环境中时 ,蜗牛贝壳上的条纹可使其在绿植丛中不容易被鸟类发现 ,所以 ,有条纹的个体一般比无条纹的个体更容易存活。那么 ,情境所用的实验数据是否具有科学性?为此 ,我们搜索了各个网络平台 ,没有找到这方面的文章。而在搜索的过程中 ,我们发现此实验数据仅出现在这道题中。《中国科技教育》2021年第 8期上刊登了一篇文章[2],介绍了马克西姆 ·拉莫特和布莱恩 ·克拉克等科学家观察发现 ,纯黄色蜗牛比条纹蜗牛更容易被鸟类捕食。这一科学事实与题目设置的情境明显不符。可见 ,此题的情境很可能是因题目需要而 “编造 ”出来的 ,没有事实依据。

很长一段时间以来 ,不少初中生物学情境化试题都有类似问题 ,实验数据不知出处,实验背景不明 ,实验方法可操作性存疑 ,实验结果人为臆想。这类 “编造 ”的情境化试题 ,虽然大多实验步骤正确 ,结论从理论推测似乎合理 ,看起来达到了考查知识内容的目的 ,但其实不知不觉中向学生传播了错误的信息 ,容易导致学生形成不正确的科学观念(。 二)情境材料与问题脱离

一些情境化试题为了强调情境的意义会强加一些不必要的信息 ,或者 “为了情境而情境”,而实际上 ,问题与情境是割裂的。

例2 “禾下乘凉梦 ”是“杂交水稻之父 ”袁隆平对杂交水稻高产的一个理想追求 ,也是袁隆平的中国梦。袁隆平梦见自己种的水稻长得跟高粱一样高 ,穗子像扫把那么长 ,颗粒像花生米那么大 ,他和朋友们就坐在稻穗下面乘凉。如今 ,这极具夸张色彩的梦想正在一步步走向现实。在水稻慢慢长大的过程中,稻穗增加的质量主要来自 ()

A.土壤中的水和无机盐

B.土壤中的水和有机物

C.空气中的二氧化碳和土壤中的水

D.空气中的氧气和二氧化碳

此题设置了 “禾下乘凉梦 ”这一情境 ,弘扬了袁隆平院士重若千钧的爱国情怀、浓郁深厚的为民真情和锐意突破的创新理念 ,但最终设计的问题却落地于绿色植物光合作用的原料是二氧化碳和水 ,和情境没有直接的关系 ,属于为了情境而情境。

(三)情境材料过于复杂

还有一些情境化试题的材料过于复杂 ,冗余信息太多 ,增加了不必要的阅读难度。在进行测试时 ,学生的时间是有限的 ,如果情境材料过于冗长 ,且设问点过少 ,则会拉长学生不必要的阅读时间 ,增加他们的认知负担。

例3请认真阅读以下资料 ,运用相关生物学知识回答问题 :

材料一 :……

材料二 :……

材料三 :海洋生态环境对人类的生产生活有着十分重要的意义 ,但人类的活动已经使海洋环境遭到破坏。为此 ,我国每年进行伏季休渔。例如 ,南海伏季休渔有效保护了南海鱼类的亲体和幼体 ,让渔业资源得以休养生息。2020年6月 8日是第十二个 “世界海洋日 ”暨第十三个 “全国海洋宣传日 ”,我们应该加强宣传 ,带头行动 ,保护好生态环境 ,为海南自贸港建设作出应有的贡献 !

(第①、②、③小题省略 )

④从以上三段资料可以看出 :不同生物各有其特征 ,在生物圈中具有不同的作用。保护生物的栖息环境 ,保护生态系统的多样性,是保护的根本措施。

此题设置了三个情境 ,分别提供了三段近两百字的材料 ,但设计的题目非常简单 ,需要用到的材料信息很少。特别是材料三 ,與之有关的设问只有第 ④小题 ,且其与设问的联系也不是很密切 ,能提供的信息也不多。

二、例析初中生物学情境化试题的命制策略

从情境材料到成熟的情境化试题 ,必然要经历一个严谨、复杂的打磨过程 ,依赖于命题人的实践经验去精心设计 ,不断测试修改。现以 2021年苏州市义务教育学业质量监测中一道原创生物学情境化试题的命制过程为例,说明情境化试题的命制策略 ,突破上述典型问题。

(2021年苏州市义务教育学业质量监测科学 A卷第 37题)在 2019年美国某学区的科学竞赛中 ,小学生们做了很多原创的研究。一个五年级学生 M想研究 Wi-Fi信号对植物的影响 ,做了 “Wi-Fi辐射对植物有害吗 ?”的实验。实验过程如下 :

①准备 A、B两盆种类相同、生长情况相似、质量相同的植物 (含盆和土的质量)。

②将 A盆植物放置在 Wi-Fi路由器附近,将 B盆植物放置在较远处。

③每天记录两盆植物的质量变化 (含盆和土)。数据如图 1所示。

12天后 ,他得出以下结论 :靠近 Wi-Fi路由器的那盆植物 “快死了 ”,远离的那盆则 “长得很好 ”。

根据以上资料 ,思考后回答 :

(1)

仔细分析图表中的数据 ,从数据看 ,你认为 M的实验结论是否正确 ? (正确 /不正确)。理由是。

(2)

有同学分析这个实验后认为 ,M用每日测定植物质量 (含盆和土 )的方法来表示植物的生长情况不够科学。他的理由可能是。你认为可以评价植物生长情况的指标有 :叶片大小、叶的绿色深浅以及等的差异。

(3)除上述问题外

,作为科学探究实验 ,仅从本实验看 ,M的实验设计在科学性上还存在一些缺陷。其存在的问题是 (至少填一个 ),改进方法是

(一)重视日常情境素材的收集。

命题的一般思路是先确定评价目标 ,再围绕目标 ,收集素材 ,创设情境 ,然后设计设问点 ,编制问题。这个命题思路本身没有问题,但实际操作时 ,不能等有了评价目标再去寻找素材 ,这样就比较容易出现前文所述三个典型问题。为了获得好的真实情境 ,为了使情境素材与考查内容的关联度更高 ,命题者应该在平时就注意收集情境素材。作为命题者 ,必须对身边一切有可能被开发成情境化试题的素材有一定的敏感性。如野外考察中的某个发现 ,实验探究中的某个困惑 ,需要澄清的某个争议 ,也可能是在图书、期刊、报纸或网站上看到的某篇文章。这些素材中往往蕴含一定的科学原理或问题 ,命题者需要及时将其记录下来 ,并通过与其他教师的讨论逐步澄清素材中蕴含的科学问题或任务 ,然后将核心问题和任务还原为原始情境素材。原始情境素材经过加工、打磨之后 ,最终成为真正的试题情境。所以 ,一个好的命题者要有随时收集、记录、保存素材的习惯 ,因为好的素材与思路往往是灵光一现的。建立一个常态化的情境化试题素材库 ,将自己的灵感记录下来 ,是积累情境素材的一种有效手段。

本题的情境素材源自一位教师在浏览网站时发现的一篇文章 ———《中美科学启蒙教育大不同》[3]。文章介绍在 2019年美国某学区的科学竞赛中 ,一个五年级学生的原创研究《Wi-Fi辐射对植物有害吗?》获得整个学区的第一名 ,却引发了很多争议和讨论。这位小学生的研究实验本身存在很大问题 ,为什么能获一等奖呢 ?通过讨论 ,我们认为 ,在科学类学科的教学中 ,既要教授科学知识 ,也要教怎样做科学 ,即科学思维。同时 ,也明确了该素材可以考查的内容维度是 “生物圈中的绿色植物 ”,能力维度为 “评价和设计科学探究”和“科学地解释数据和证据 ”,素养维度为 “科学探究 ”。

(二)围绕试题情境设问

试题设问要充分围绕试题情境展开 ,考查学生运用学科概念体系和思维方式解决实际问题的素养水平。确保试题设问与试题情境强关联 ,是情境化试题命制非常重要的一个原则。依据情境素材与考查内容的相关性及情境价值的不同 ,试题情境可划分为简单关联型情境、复杂组合型情境和高度融合型情境三个层级。

例如 ,本试题设置了具有一定逻辑关系的、不同层级的 3个问题 ,构成一个系统问题链。第(1)小题重点考查 “科学地解釋数据和证据 ”,需要学生仔细分析图表中的数据后 ,得出正确的实验结论。学生只需认真分析情境中提供的信息 ,运用生物学基础技能 ,就能比较容易地解决问题 ,这一小题的情境属于简单关联型情境。第(2)小题考查两个内容 :一是 “评价和设计科学探究 ”,要求学生评价科学探究给定问题的方法 ,能看出该实验在单一变量的设置和以称重带盆植物评价植物生长优劣在设计上是不科学的 ;二是 “进化与适应观 ”,要求学生了解植物在不同环境因素的影响下生长状况是不同的 ,并且在了解影响植物生长因素的基础上 ,根据自己所学知识分析植物生长的过程以及评价植物生长情况的指标。学生需要从试题情境中提取、组合多种有效信息 ,准确掌握多个生物学概念和技能并灵活运用 ,才能解决问题 ,这一小题的情境属于复杂组合型情境。第 (3)小题同样考查 “评价和设计科学探究 ”,要求学生运用自己掌握的科学探究的关键性知识以及批判性思维 ,评价该实验的科研成果报告 ,提出实验设计的改进意见。在这一小题中 ,情境素材与考查内容具有高度融合性 ,属于高度融合型情境。

总之 ,本试题问题的设计思路是在真实情境中基于探究的基本要素考查学生对探究的理解和具备的技能 ,这也是探究类情境化试题问题设计的基本路径。

(三)打磨情境素材以增强可读性

试题材料的可读性也是情境素材处理中必须注意的问题之一 ,最终呈现的试题情境应该主题清晰、内容精简、语句通顺、图文信息适当。

本试题在完成问题设计后 ,命题团队反复审读和打磨试题的描述语言 ,剔除或简化与作答无关的文字或信息 ,将一篇 4000多字的文章删减为 210字左右 ,以保证学生能在规定的时间内读完材料并完成作答。三、初中生物学情境化试题要有科学合理的评分标准当然 ,一道完整的试题 (尤其是学业质量监测试题 )还包括答案以及评分标准。我们需要根据学情对学生的作答情况进行预估 ,制定相应的评分标准。尤其是针对开放性的试题 ,答案要考虑全面 ,评分标准要科学合理。上述试题属于典型的探究型开放性问题,没有固定答案或唯一结论 ,着重考查学生思维的灵活性和广泛性 ,以及实践能力和创新意识。此类试题的评分标准不能沿用传统的采点得分规则 ,需要综合考虑学生回答问题的内容 ,能够符合问题要求且具有科学性 ,就应该考虑给予一定的分数。因此 ,评分标准可以考虑结合 SOLO分类理论制定。SOLO分类理论将学生学习的结果由低到高分为五个不同的层次。前结构 :没有形成对问题的理解 ,回答问题逻辑混乱 ,或同义反复 ;单点结构 :回答问题时 ,只能联系单一事件 ,找到一个线索就立即跳到结论上去;多点结构 :回答问题时 ,能联系多个孤立事件 ,但未形成相关问题的知识网络 ;关联结构 :回答问题时 ,能够联想多个事件 ,并能将多个事件联系起来 ;拓展抽象结构 :回答问题时 ,能够进行抽象概括 ,结论具有开放性,使得问题本身的意义得到拓展。[4]根据 SOLO分类理论的基本思想 ,命题团队将上述五个层次赋予不同的分数 ,得到本试题的评分标准 :

(1)不正确 (1分);(从数据上看 )靠近 Wi-Fi路由器的植物生长较好 ,远离的较差 /靠近 Wi-Fi路由器的植物较重 ,远离的较轻 / 两盆植物质量都减少 /两盆植物生长都变差 (意思相近即可 ,1分)。

(2)

盆和土的质量不同 /植物的数量不同/生长环境不同 (光照、温度等不同均可 )/无法准确获得植物质量 (1分);植物高度、叶片数量、茎的粗细、新出芽数、新形成枝条数等(任意 1点,1分)。

(3)答案

①:实验植物数量太少 (1分);应适当增加实验组和对照组植物数量 (1分)。答案 ②:实验次数不足 (1分);应适当增加实验次数 (1分)。

答案 ③:A盆和 B盆所处的位置光照强度、通气条件、温度、浇水量等可能不一样 (1分);应该在相同的环境条件下培养 (1分)。

答案 ④:土壤重量或土壤中的含水量对实验结果有影响 (1分);可使用水培植物进行实验 (1分)。

第(1)小题的第 1问只需从数据图表中看出两盆植物的质量都在减少 ,属于单点结构层次 ;第 2问需要从多个角度分析数据并得出结论 ,但不必考虑这个实验的整体情况 ,属于多点结构层次。第 (2)小题需要联系实验中多个影响实验结果的因素以及植物生长情况的多种表现 ,并将它们结合起来 ,最终得出结论 ,属于关联结构层次。第(3)小题需要跳出 A、B两盆植物具体生长条件和情况的思考 ,从探究实验基本原则的角度对该实验进行评判和改进 ,结论的开放性更强 ,属于拓展抽象结构层次。

情境化试题不仅可以实现对核心素养、高阶思维和关键能力的考查 ,还可以通过情境所包含的意蕴实现对学生的价值引领。因此,试题的情境創设一定要注意坚持育人导向,对学生后续的学习生活有教育意义。为了让核心素养落地 ,情境的思维性、应用性、探究性、开放性等特点都需要不断增强 ,情境的来源也应更为丰富。在对情境素材加工时,要反复推敲、精心打磨 ,以保持情境的科学性 ;要保证试题情境符合事实 ,不能虚构情境。在创设情境问题时 ,设问与测试目标和试题情境要高度相关 ,并要具备严谨的逻辑性,保持良好的层级性 ,便于分层考查学生核心素养的达成情况。此外 ,还要重视开放性试题的命制。这类试题有助于培养学生的创新精神和创新意识 ,引导学生在更广阔的视野中探究问题 ,在更开放的情境中解决问题 ,因此更具有现实意义。当然 ,为保证评价的科学性和准确性 ,需要注意把握好试题的开放程度。

参考文献 :

[1]中华人民共和国教育部 .义务教育生物学课程标准 (2022年版 )[S].北京 :北京师范大学出版社 ,2022:42.

[2]丁丁虫 .鸟儿爱嗦螺 ,是怎么把蜗牛变得五颜六色的 ? [J].中国科技教育 ,2021(8): 70 71.

[3]满威宁 .中美科学启蒙教育大不同 [J].中华家教 ,2020(7/8):116 118.

[4]黄晶星 .基于 SOLO分类理论的高中生物命题情境测评分析与启示 [J].中学生物学,2022(12):65 67.

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