新课程背景下生物实验技能考核评价的现状及思考

2009-04-03王振

中学课程辅导·教师教育（上、下） 2009年1期

王　振

（江苏省睢宁高级中学江苏睢宁 221200）お

1 普通高中生物课程标准（实验）对实验教学和实验技能考核和评价提出了新要求

普通高中生物课程标准的基本理念包括下列四个方面：（1）提高生物科学素养；（2）面向全体学生；（3）倡导探究性学习；（4）注重与现实生活的联系。生物科学素养反映一个人对生物学领域中核心基础内容的掌握情况，生物学的核心基础至少包括以下5个方面：（1）学生理解生物学基本现象、事实、规律，以及生物学原理是如何用于生物技术领域之中的；（2）学生能够解释发生在身边的生物学现象；（3）学生能够形成正确的情感、态度、价值观，并以此来指导自己的行为；（4）学生应掌握一系列的相关技能，包括操作技能、科学探究技能、比较、判断、分析和推理等思维技能，以及创造性和批判性的思维方式；（5）学生应在学习生物课程的过程中，形成终身学习的基本能力和习惯。科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径。科学探究活动通常包括：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达、交流等步骤。在这些步骤中需要运用到多种科学工作的技能。例如：观察、测量、收集数据、分析和解释实验数据、分类、比较、概括、描述、鉴别差异、分析、确定相互关系、计算、排序、绘制图表、解读图表、提出假设、作出预见、设计实验（包括对照实验）、评价实验、运用推理解决问题、建立模型等等。普通高中生物课程标准实验教材中对实验内容作了较大幅度的删、增、并、改，与过去的《大纲》相比，仅必修模块中的活动建议达36项，其中新增有28项，包括观察、检测、搜集、调查、探究、模拟或模拟探究、一般实验、设计或制作、参观等多种活动类型。另外还专门设置了以学生动手实验为主的生物技术模块，将生物实验作为最重要的课堂教学形式，贯穿于整个教学过程中。这些实验既有验证性实验（如观察ＤＮＡ、ＲＮＡ在细胞中的分布、叶绿体中色素的提取和分离等），又有探究性实验（如探究影响酶活性的因素、探究酵母菌的呼吸方式、研究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用等），有些实验既可以是验证性实验，又可以是探究性实验（如植物细胞的质壁分离和复原等）；既有定性实验（如检测生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的等），又有定量分析实验（如用土壤浸出液进行细菌培养，仅以尿素为氮源，测定能生长的细菌的数量等）。这些实验充分体现新课程中“倡导探究性学习”的理念，增进学生对生物技术应用的了解。意在通过加强实验教学，培养学生的动手能力、科技创新能力以及探索科学知识的方法技巧，全面培养学生的实验能力。这很好也非常必要。这就要求我们在教学过程中对实验教学及学生实验技能的考核和评价加以改进和创新，以符合普通高中生物课程的理念、适应普通高中生物课程改革的需要。

2 现行的学生实验技能考核和评价方式已难以适应现阶段的高中生物实验教学

当前考核和评价一个学生的实验技能是以学生考试的成绩作为评价的唯一指标的。对学生实验技能的考核和评价仍停留在纸笔测验的方式上，考查的重点是学生对实验原理、实验步骤、实验器材和实验现象等的识记能力。换句话说，是把实验技能这样涉及知识性、技能性、情感态度等多个目标领域的学习成果，只当成了知识性的学习成果。这种考核和评价的直接后果是：在应试教育的背景下，老师在黑板上讲实验，学生在考卷上做实验，实验教学和实验技能的培养成为一句空话，学生实验技能的考核没有起到应有的作用。在新课程“倡导探究性学习”的理念的引领下，在新的形势下，对教师开展生物实验教学与考核评价提出了更高的要求，教师除了精心准备设计、开足开好实验外，还要认真做好学生实验的各项考核和评价。如果教师仅仅为了应付各类考试来处理实验的内容，采取做实验不如讲实验来得有效等错误想法和做法，是难于达到普通高中生物课程标准的要求的。现行的单一的纸笔测试考核和评价学生实验能力的方法已难以全面评价学生的生物实验方面的科学素养、学生实验操作的熟练程度、学生在实验中的情感态度和价值观、学生的创新精神、协作能力等，现行的对学生实验技能的考核和评价方式已不能完全适应高中生物实验教学和学生实验技能的考核和评价的新要求，必须加以改革和创新。

3 新课程中学生实验技能考核和评价的方法和途径

生物是一门以实验为基础的科学，生物实验以其直观、形象的特点在培养学生的创新意识方面发挥着独特的功能和作用。高中生物课程标准中将“倡导探究性学习”作为课程理念，将“以探究为核心的、多样化的教学方式”作为生物课程改革中新的亮点。因此，在新形势下对学生实验技能的考核和评价方式也要进行改革和创新。在注重终结性考核和评价即纸笔测试的同时，更要重视形成性考核和评价，将终结性考核和评价与形成性考核和评价结合起来。考核和评价时应重点考核和评价学生的科学态度、操作技能的提高、实验习惯、合作精神、创新能力等方面，而不仅仅局限于实验结果。对学生的实验技能进行科学的考核和评价，能有效地促进生物实验教学，有利于激发学生的学习兴趣、有助于提高学生的动手操作能力、科学观察能力、探究能力、收集和处理信息的能力，有助于培养学生的科学态度、创新意识和协作精神。我们将生物实验技能分为三大块，即实验的设计技能、实验的观察技能以及实验的操作技能。但生物实验技能主要还是指操作技能。不管是哪一种实验技能，其考核和评价都要考虑“实验过程”和“实验结果”两个基本要素，各种考核评价方法不同的地方也主要在于“结果”与“过程”孰重孰轻。

3．1 实验设计技能考核与评价的方法和途径

设计实验是中学生物的一项新的实验类型，这类实验考查的主要就是设计技能。实验方案的设计是一项比较复杂的心智活动，由于它更多的是一种智慧技能而非动作技能，学生实验设计的过程很难通过其外显行为加以直接测量考核，所以学生的实验设计结果(文字方案和实物模型)就成为测评的重要内容和依据。我们认为，对学生实验设计技能的考核评价，可以通过纸笔测试的方法进行。实验技能中的纸笔型测试与传统的纸笔型知识测试的不同之处主要在于，它强调模拟情境下实验技能的应用。实验技能的纸笔型测验，最大的优点是操作简便，可进行大规模的测评；最大的缺点是测验情境的真实程度低，往往难以反映学生的实际技能水平。所以纸笔型的实验技能测验主要用于两个方面：一是用于不太强调真实情境的实验设计技能的实测；二是用于需要强调真实情景实验技能的预测。为提高纸笔型测验的准确性，必须精心设计测试题，题目应主要测试那些对学生来说是新的内容，或者是演示实验和学生实验的变式，这样可以减少学生预先知道答案对测验结果的影响。重点从以下几方面进行：

3．1．1 考核评价学生实验设计的科学性。考察实验方案是否违背生物科学的基本原理，学生是否学会运用科学方法解决问题；有没有将误差或偏差分析应用到实验设计中，怎样处理实验过程中出现的异常情况；整个实验方案中各部分的安排及各实验步骤之间的编排是否合理，实验目的和运用的实验原理之间的逻辑关系怎样；实验材料和仪器的使用是否科学等等。3．1．2 考核评价学生实验设计的可行性。考察实验方案在实际操作时是否可行。有的方案看起来似乎无懈可击，但在实际操作时可能行不通，或是当地实际条件做不到，或是学生的实验能力还达不到。这里主要考察学生在设计实验时的理论联系实际的技能。

3．1．3 考核评价学生实验设计的新颖性。考察实验方案是否新颖，是否体现思维的独特性，整个设计实验的探究性如何。这里主要考查学生的创新技能。

案例1 请设计两种不同的观察植物向性运动的实验方案；

案例2 请设计一个“探索影响淀粉酶活性的条件”实验的新方案，要求该方案不同于教科书上已有的设计。

案例3 请设计一个观察植物细胞吸水的家庭小实验(不同与教科书上的方法)，并提交反映实验过程和观察结果的实验报告。

3．2 实验观察技能考核与评价的方法和途径

观察实验和演示实验是中学生物的两种非常传统的实验类型，其评价主要是考核学生的观察技能。观察是一种有目的、有计划的知觉活动。观察技能是指全面、深入、正确地观察和认识事物的技术水平，表现在生物学科上就是要善于观察生物体和生命现象的细微变化和本质特征。实验的观察技能的考核与评价主要以学生的实验过程和学生的观察结果为考核内容。评价时可围绕以下几方面来进行：

3．2．1 考核评价学生观察的目的性。主要考核学生观察的目的、内容是否正确；能否正确地指出观察的重点，观察中能否排除无关干扰。

3．2．2 考核评价学生观察的条理性。主要考核学生观察的顺序是否合理、步骤是否正确，以及观察工具的选择和使用是否得当。

3．2．3 考核评价学生观察的理解性。主要考核学生对重要实验现象的记录是否准确。在观察过程中能否及时理解观察到的现象，对现象的解释是否合理。

3．2．4 考核评价学生观察的敏锐性。主要考核学生能否及时和准确地抓住实验过程中的细节和瞬间出现的现象，能否对生命科学现象的本质和隐蔽事件做出选择性的观察，并能全面细致地进行记录。

3．2．5 考核评价学生观察的持久性。主要考核学生观察中注意力能否持久，是否能对持续时间较长的生命过程作连续的观察，即上述的观察品质在观察过程中是否一直保持良好状态。

案例：给学生一张植物根尖细胞有丝分裂的临时装片，要求学生在显微镜下找出各个不同分裂期的细胞。

3．3 实验操作技能考核与评价的方法和途径

操作实验也是中学生物的一项传统实验类型，考查的重点当然是学生的操作技能。操作技能表现为学生完成生物实验的外显的操作技术水平，其测评内容包括实验操作过程和实验操作结果两个方面。

3．3．1 操作过程的考核与评价。操作过程包括学生实际动手完成实验的全部外显行为，可以分为模仿水平、独立操作水平和迁移水平三个层次。一般采用观察法对学生的操作过程进行观察、记录和评分。为了使评分客观和准确，评价者一般应先对选定的实验项目进行任务分析，编制相应的操作过程观察评价表。该评价表需确定该实验操作的主要步骤和程序，再根据测评目标及操作步骤的重要性和难度，确定每一步骤的权重值。评价者在使用观察评价表时，可以采用一些质量指标对各步骤进行等级评定。以下是一些可供参考的指标：（1）熟练程度：操作过程是否协调和流畅；（2）准确程度：操作是否规范和到位；（3）灵活程度：能否对意外情况作出恰当的和及时的处理(调整与改进)；（4）完成速度：完成时间的长短，以具体数值作评定依据。

3．3．2 操作结果的评价。生命科学操作技能的考查，采用面对面的看过程考查法自然值得提倡，但实施起来难度较大。上海市生物教学研究会生物教育测量研究组以“简易装片制作”实验为例，多次进行了“看过程考查法”与“看结果考查法”的对照实验。实验结果表明，两种考查有极高的正相关，认为可以从操作结果来评判其整个操作技能的水平，且准确性非常高。所以，结果测评法有一定的可行性。操作结果的测评就是评价者不直接观察学生的实验过程，只根据学生的实验结果(制作的标本、完成的实验报告或完成的测试题等)来对实验操作水平作出评定。用实验结果来评定学生的操作技能时，可以考虑这样几个评价指标：（1）实验结果的数量、质量或正确程度；（2）完成实验所需的时间；（3）对实验过程的记录及其正确的程度；（4）对实验结果的分析和回答问题的正确程度。但是这种间接性的测评由于容易受练习效应和学生事先背诵实验结果等因素的影响，有时并不能反映学生真实的操作水平，所以并不适用于所有的实验项目。我们注意到，在上述有关的对比研究中，“简易装片制作”只是一个比较简单的操作实验，对那些比较复杂的操作实验来说问题就可能没那么简单。

因此，对学生实验的操作技能的考核与评价可通过制订实验操作检核表作为工具进行考核与评价。

案例1 请用高倍镜观察桌面上的这张玻片标本，将视野调至最佳观察状态后，绘出所观察到的图像。绘图及其显微镜中的相应视野状态是教师评分的依据，请注意保留。完成时间10分钟，完成后离开实验室。

针对这个实验操作技能的考核与评价可制订出如下检核表：