例谈运用PTA量表评价高中生物设计及实施实验方案能力

丁晴 刘闻川

摘要 以“探究2，4-D对插枝生根的作用”为例，浅谈利用PTA量表评价高中生物设计及实施探实验方案的能力。希望能为广大一线教师应用该评价方法评价学生科学探究能力提供参考。

关键词 PTA量表法 价 设计 实施 实验方案

中图分类号 G633.91

文献标志码 B

文件编号：1003-7586（2018）11-0042-03

科学探究是《普通高中生物学课程标准（2017版）》中（以下简称《标准》）学科核心素养之一，是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。在评价建议中，《标准》注重于“学生是否具备了观察能力、发现问题的能力、设计和实施探究方案以及探究结果的分析、交流等能力”。PTA量表法作为一种开放性评分工具，在评价科学探究能力方面能起到一定的作用。

“探究2，4-D对插枝生根的作用”是浙科版《必修3·稳态与环境》中第一章第一节“植物激素调节”活动。该活动开放性大，植物的种类、2，4-D的浓度、处理方法、处理时间等都未详细交代，是学生进行探究的很好内容。以“探究2，4-D对插枝生根的作用”为例，利用PTA量表对高中生物设计并实施实验方案的能力进行评价。

1PTA量表简介

PTA（Primary Trait Analysis，简写PTA）即基本要素分析，是一种用于学生作业，尤其是开放性作业的评分工具。PTA量表的理论假设是：任何一种行为表现，包括行为的和认知的，都会有一系列基本要素，这些要素构成学生学习某些知识、技能或行为表现的基本单元。教师只要将学生在这些基本单元的行为表现进行评定，则学生在完成这些具体任务时的总体特征就可以得到适当的评定。

PTA量表评定的程序大致如下。①确定对评价起重要作用的要素。②为每一个要素建立评价量表，用描述性的语言准确详细地阐述每一个表现水平。③使用量表来评价学生的表现，并根据需要进行修改和调整。

2设计实验方案的PTA量表制定和实例分析

2.1设计实验方案的PTA量表的制定

要制定一个完善的实验方案，学生必须具备以下能力：明确实验目的、陈述自变量和因变量的关系、描述观察或测量变量的方法、列出重要的步骤和实验器具。其中实验目的已给定，不列入本次量表要素。本探究实验中，如枝条的选择、处理、芽的处理等无关变量均会影响实验结果;实验周期较长，涉及到实验数据记录的问题;同时本实验涉及到的枝条处理方式、浓度的选择等都是课堂教学未涉及到的需要学生自行查阅。所以增加三个要素：具有控制变量的意识、设计表格记录实验数据、资料查阅。量表制定见表1。

2.2实例评价设计实验方案的能力

学生学习完“植物激素调节”后，进行探究活动。由于该活动开放性较大，因此教师可提前1～2周布置任务。学生自行组队分工，利用课余时间查阅资料，然后设计探究方案。某小组同学设计了如下的探究不同浓度2，4-D对柳树枝条生根的影响的方案：

实验材料：柳树枝条、2，4-D粉末、清水。

实验用具：500mL烧杯、100mL量筒、玻璃棒、剪刀、电子天平。

方法步骤：

①选取长势相同且良好的枝条若干，剪成长约10cm、上平下斜条段。

②称取2，4-D粉末lg溶于500mL清水配成2g·L-1的母液，再用清水分别稀释威质量浓度为2×10-11、2×10-10、2×10-9、2×10-8、2×10-7、2×10-6g·L-1的2，4-D溶液。

③选取若干处理好的枝条随机均分成7组，每组5根，编号1，、2、3、4、5、6、7，分别置于8只500mL烧杯中。

④向8只烧杯中依次加入等量适量清水、2×10-11、2×10-10、2×10-9、2×10-8、2×10-7、2×10-6g·L-1的2，4-D溶液。

⑤将8只烧杯置于适宜且相同的环境中培养15d。

⑥观察各组枝条生长情况，每天计数生根枝条数、生根数，用尺子测量根的总长度，在表2中记录数据求平均值和生根率。

评价：要素1，可以说出自变量、因变量，并指出其间的关系，故给2分。要素2，只能不全面地说出一些实验中的无关变量，并控制单一变量，如溶液的量要一样、外界环境温度要一致等，但还有一些如内源性激素等无法说出，故给2分。要素3，生根枝条数、生根数、根的总长度等观察指标实际操作且简便可行，故给2分。要素4，步骤完整、条理清晰，但是对实验材料的选择和处理不到位，如应该选择半木质化、粗约0.5cm的枝条，如芽和嫩叶没有去除，故给2分。要素5，表格设计不够完整，生根率和根的平均长度无法记录，故给1分。要素6，资料查找不够全面，以下方面做得比较好：对于2，4-D浓度的设置，根据网上资料和书本知识，设置成2×10-11～2×10-6g·L-1，还有柳树枝条的处理为下斜上平，有利于吸收水分、减少散失。但是2，4-D应用乙醇溶解而不是水，故给1分。得分10分（总分15分），在全班中属较好水平，同时该组学生的纸笔测验在我校学生中也可达到较好水平，两者存在一定的联系。但是就他们自身而言，基础知识的掌握要远强于科学探究能力。

3實施实验方案的PTA量表制定和实例分析

3.1实施实验方案的PTA量表的制定

对已制定的实验方案进行实施，学生必须具备以下能力：执行探究方案中规定的步骤、记录实验现象和数据、重复收集实验数据、处理实验数据。量表制定见表3。

3.2实例评价实施实验方案的能力

学生根据教师指导修改后的方案进行实施。实际操作过程中，由于刚长出的根难以准确判断，所以学生只选择根的总长度作为观察指标。所获取的实验结果见表4。

根据学生的操作过程，评价如下：要素1，能执行探究方案中规定的大部分步骤，动作不够规范，如不会稀释溶液，量取根的长度误差较大等，故给1分;要素2，能准确地描述实验现象，记录实验数据，故给2分;要素3，未重复收集数据，故给1分;要素4，处理数据时删除了个别出入较大的数据，故给1分。得分5分（总分10分）。

从中可以看出，该组学生动手能力不强，这也体现了我校大部分学生的特点。而且实验过程中碰到较多问题，最为突出的是实验结果在一定程度上体现了不同浓度2，4-D对插枝生根的不同作用，但是并未体现高浓度抑制生长的特点，可能是浓度设置不够高;2×10-8g·L-1之后的浓度有点波动，不能确定最适浓度的范围，学生并未进行重复实验。他们的求真意识都不强，实施实验方案只作为体验。

4总结与反思

综上所述，PTA量表法在评价科学探究能力的过程中起到了非常有效的作用，较好地体现其诊断和导向功能。首先，PTA量表法量化了科学探究能力的评价，评价内容较传统的评价方法更广泛、清晰、具体，量表提高了评价的可操作性和科学性。其次，利用PTA量表将各要素以及各要素中不同水平罗列地非常清楚，有利于学生反思探究过程，发现自身不足，从而更有效地提高自身探究能力。最后，根据PTA量表的反馈可以帮助教师更充分地了解学生，因材施教;同时开展以小组合作学习的形式，可以增加小组学习兴趣，实现组员间的优势互补，从而提高学习效率。

就PTA量表法评价开展前后实验课堂比较，开展后学生对于实验的科学探究能力和兴趣，实验操作过程的科学性和严谨性都有显著的提高。但课堂中一些偶发情况量表是否能够量化体现，不同科学实验能否使用相同的量表进行评价还值得探究。