七年级学生生物探究实验设计方案能力评价的问题研究

刘旸

摘 要： 本文借助探究《种子萌发需要的外界条件》这一实验的实验设计，对学生常犯的一些错误进行归纳和总结，借以评价七年级学生设计生物探究方案的能力。

关键词： 设计探究方案 问题 评价

一、研究背景

七年级学生通过一学期学习，对鼠妇、蚯蚓等动物的生活习性进行数次探究，但在实验方案的设计上还以教师指导或小组讨论为主，并未真正进行独立的实验方案设计。科学探究活动能否顺利进行，与学生设计探究方案有直接关系。所以针对这一个环节，我布置学生独立完成《探究种子萌发需要的外界条件》的实验方案设计任务。在这个探究活动中，由于种子萌发需要的外界条件有多种，探究不同外界因素会形成不同活动方案，因此具有很强的开放性，可以较全面地反映出学生设计探究方案的能力，我结合工作单这一评价形式，尝试评价每个学生设计探究方案的能力。

二、工作单的设计

背景资料：影响种子萌发的非生物因素可能涉及光、水、温度、空气、土壤等，你能否通过实验找出哪个是种子萌发的必要条件？

提供的实验器材：大豆种子、水、培养皿、纱布等。

要求：请根据提供的实验材料，针对一个因素，提出一个可重复操作的问题，设计一组对照实验，完成工作单并进行实验。

1.提出问题：？摇？摇？摇？摇 ？摇？摇？摇？摇？摇提出假设：？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇 ？摇？摇

2.设计探究方案：写出实验设计方案或实验步骤（可以用文字表述，也可以画图或设计表格）

3.收集和展示数据（设计观察记录用的表格，记录实验现象）

4.完成实验

5.分析和解释结果

6.你的实验结果是否与假设相一致，如果不一致，请分析原因。你对该实验有哪些改进？

三、评价方法

科学探究能力的主要能力结构是科学知识的掌握、科学方法的应用、表达和交流三个方面，科学探究每个维度都可以从这三个指标进行评价，从而形成科学探究能力的评价体系。

1.科学知识的掌握评价标准

分值5：能够依据自己选择的探究因素，选择合适的实验材料，设计出简单、合理、易操作的实验装置，实验过程符合科学逻辑。

分值3：能够依据自己选择的探究因素，选择合适的实验材料，设计出合理可行的实验装置，实验过程符合科学逻辑。

分值1：实验材料选择不恰当，实验装置设计不合理，实验过程缺乏基本科学逻辑。

2.科学方法的应用评价标准

分值5：选取恰当数量的大豆种子，实验装置应考虑适宜的萌发条件，科学合理设置对照实验，考虑相同环境因素，保证某一外界因素这一单一变量，有明确可信的数据记录。

分值3：选取恰当数量的大豆种子，科学合理设置对照实验，保证某一外界因素单一变量。

分值1：未考虑实验的变量控制，设计的实验方案与检验假说没有逻辑上的关系。

3.表达与交流评价标准

分值5：能够简明有条理地叙述探究方案，实验装置描述清晰易懂，易被他人重复。

分值3：能详细叙述出探究方案，基本能被他人理解和重复。

分值1：探究方案的表述不完成，逻辑混乱，不可重复。

案例1：

（1）先在2个纸杯上分别标上“A”和“B”。

（2）分别在A杯和B杯内放入250g土。

（3）再在A杯和B杯内分别放入10粒大小相似并完整有生命力的大豆种子。

（4）在A杯内每天浇水，B杯不浇水。

（5）仔细观察一周并记录种子萌发情况。

评价：科学知识的掌握5分；科学方法的应用5分；表达与交流5分。

案例2：

（1）取两个烧杯，都放入相等泥土。

（2）分别放入10粒种子，每天浇等量的水。

（3）一个放于温暖阳光下，另一个同样放于阳光下，但不让它照到光。

（4）连续观察一周，每天记录萌发数量。

待修改问题：（1）烧杯未标记。

（2）表达可再详细、具体些。

评价：科学知识的掌握5分；科学方法的应用3分；表达与交流3分。

案例3：在土壤里均匀播种种子和水，在温度37度时会不会发芽。多试几次，每次不同湿度温度。

待修改问题：（1）未用标记。

（2）没有设置对照实验，没有控制实验变量，变量不唯一。

（3）表达没有条理不清楚，没有可操作性。

评价：科学知识的掌握1分；科学方法的应用1分；表达与交流1分。

四、结果与思考

通过对162份工作单的评价，发现七年级学生在设计探究方案中存在以下问题：

1.器材的选择：学生在没有选择探究温度因素的情况下选用冰箱放置实验组。

2.大豆数量：三分之一的学生选择每组5粒以下的大豆种子进行实验。

3.实验组和对照组的编号：只有少数同学给培养皿或烧杯贴标签编号。

4.单一变量的控制：（1）探究光：阳光下和阴暗处有温差，出现光和温度两个变量。（2）探究温度：冰箱里无光，与室温下做对照，出现温度和光两个变量。

5.实验装置的合理性和可操作性：用玻璃罩密闭如何抽除空气，密闭后的容器如何保证水分供应。

6.实验步骤描述不准确：经常出现“少量”、“多点”、“观察现象”等模糊描述。

综上，七年级学生探究实验设计能力还存在比较多的问题，思考问题不够全面和细致，对单一变量原则的掌握不到位，需在以后学习中多加练习，尤其是培养独立思考和设计方案的能力。

参考文献：

[1]李伟平.不同类型的工作单对初中生生物学实验探究能力评价研究.南京师范大学2012年硕士论文.

[2]罗国忠.运用引导性工作单评价科学探究能力的实证研究.物理通报，2008（05）.