NGSS对生物学开放性试题设置与教学的启示

张 锋 张静榆

（1.福建省普通教育教学研究室，福建福州 350003；2.宁德师范学院生命科学学院，福建宁德 362100）

长期以来，中学生物学教学特别是初中生物学教学，开放性试题与开放性活动应用得不充分，造成教师与学生“应付考试”的现象；命题与测量技术的不科学，考查“再现”“再认”等记忆能力的封闭性试题充斥在教学与评价的大多数时间和大部分内容中，而对“分析”“评价”等高阶认知的能力的测量却涉及甚少，造成了学生对于科学课程中学科核心概念、跨学科核心概念等内容的理解和应用的困难，更遑论科学素养的达成。

功利性的教学与考试评价容易造成对于科学素养的片面化和偏颇化，当科学素养被窄化为学科知识，并在评价理念的失当中又进一步窄化为机械背诵与解题能力，科学素养的提升就无从谈起。生物学科作为与生产、生活联系即为紧密的课程，其学科相关问题的解决能力并非通过机械背诵和题海训练就能够提升，生产生活中存在的问题大多数是结构不良的问题（劣构性问题）。

现代教学评价理念聚焦终身学习和未来生活，强调知识的建构与内化，反对考查死记硬背的条框内容，引导学生领悟概念并能够迁移运用，面对真实的情境和问题形成内在的生产式的系统。在教学评价中设置一定数量的开放性试题，利用开放性试题考查学生思维的灵活性和批判性，引导学生深度思考，从而有利于打破标准答案的限制，用原创性的观点和思路摆脱反复的应试训练带来的思想僵化。使用开放性试题考查学生的高阶思维能力，需要重视学生的阅读素养和表达能力的提升，开放性试题比封闭性试题更依赖学生对试题资料的理解、剖析与反思，并完成富有逻辑的应答，有助于学生基于证据、质疑论证等科学素养的达成。

一、阅读与表达：高阶思维在生物学开放性评价中的表现基础

开放性试题所蕴含的开放性评价更能触发学生的高阶思维，而开放性评价需要建立在试题一定的阅读量和表达量上。阅读是国民获取信息的主要方式，无论是基础教育还是高等教育，都非常重视对阅读能力的培养。［1］PISA2018把“阅读素养”定义为：学生为达到目标、建构知识、提升能力和参与社会活动而对文本进行理解、使用、评价、反思和参与的一种能力素养。［2］而对于“表达能力”，虽然在科学学科课程标准中没有以相对独立的内容呈现，但是表达能力作为一项公民基本能力，融入学科核心素养中，例如《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》对“科学思维”有“运用生物学规律和原理，对可能的结果或发展趋势做出预测或解释，并能够选择文字、图示或模型等方式进行表达并阐明其内涵”的水平要求；对“科学探究”有“运用多种方法如实记录，并创造性地运用数学方法分析实验结果”的水平要求，等等。［3］美国《新一代科学教育标准》（Next Generation Science Standards，简称：NGSS）在主题序列中也明确列入“英语语言艺术/读书能力”栏目（表1），对K-12年级的学生进行诸如“综合运用绘画、口述和书写的方法来形成观点”“撰写聚焦于特定学科内容的论点”等对于表达能力的具体要求。因此，在开放性试题的设置上，可以考虑在相关的水平维度和读写能力维度进行编写，以期获取学生最为准确和充分的应答反馈。

表1 NGSS对初中学生读写能力的要求［4］

（续上表）

规范化的阅读与表达的要求，能够让学生在学习过程中进行有意识、针对性的训练，这种训练相对于“无读写能力关注的教学”更加指向高阶思维，当然也让思维结构更具可测量和可评价的特点。表1条目中的大部分内容在NGSS中也适用于高中学生。

二、建构意义：开放性试题促进阅读与表达能力的分层表现

随着数字化阅读时代的到来，学生面对的是更为复杂的阅读情境、更为庞大的阅读信息，采用传统的识记理解等阅读策略已经很难完成阅读任务。通过一定的开放性评价项目、工具或试题可以了解学生是否具备足够的应对未来社会发展需要的阅读素养，可以做到信息定位、理解、评价和反思等高阶阅读策略，并且能在情境中通过语言文字或数学符号等进行转换，准确、适切地表达主张，并能尊重不同的观点。

1.指向意义建构的阅读素养水平提升

开放性试题能够促进“通过阅读而建构意义”的阅读素养提升，通过简单阅读文本资料就能回答的提问毫无意义，易于回答的问题带来的是已经存在的“消费性思考”，而在阅读中真正发展学生能力则是形成“生产性思考”的复杂提问。［5］以PISA样题“苍蝇”为例：农夫的牛棚因为存在过多的苍蝇，造成牛的健康状况不佳。因此，他决定在牛棚喷洒某种杀虫剂，杀虫剂消灭了绝大多数苍蝇。不久之后，苍蝇的数量又恢复到原来的水平，农夫再次使用这种杀虫剂灭蝇，这次仅发现一小部分苍蝇被杀灭，并且数量迅速增加，他继续使用这种杀虫剂多达5次，杀虫剂的灭蝇效果越来越差。他认为随着杀虫剂放置时间的延长，药效减弱了。问题1：如何验证农夫关于杀虫剂药效会随着时间而减弱的观点。问题2：除了农夫的观点，请再提供两个和他的观点不同的解释，来说明“这种杀虫剂的灭蝇效果越来越差”。

上述试题需要学生具备一定的生物学知识，并在阅读文本的基础上理解所述事件的前因后果。问题1为开放性设问，并非要求学生对资料所提及的“农夫的观点”进行判断，而是以更加客观中立的立场要求学生验证农夫的观点。通常我们将阅读分为两种，一种是进入式的，指向“消费性思考”，文本与读者的关系是不平等的。读者没有主体意识或主体意识薄弱，静态理解文本、理解意义，传统阅读认知观倾向进入式的阅读；另一种是跳出式的，指向“生产性思考”，文本与读者的关系是平等的。学生理性审视文本，主动判断和评价，收集更多信息，并积极解决问题或证明观点。［1］本题所涉及的问题1和问题2都是复杂性的提问，指向着跳出式的阅读，文本呈现的观点可能有误或者片面，需要学生重新建构正确的观点。从生物学科开放性试题的编写和测量的角度思考，针对试题文本的阅读存在两种主张，一是从文本中提取意义的进入式阅读，另一是从文本中建构意义的跳出式阅读。针对例题“苍蝇”所呈现的文本信息及设问，笔者更认同这两种关于阅读的主张是阅读的不同层级，在科学资料的阅读中均存在，学生需要调用自己的认知、经验，在与文本的互动中，理解意义甚至建构意义。

2.聚焦表达能力的分层表现的评价

在学生针对开放性试题的设问所进行的应答，不仅是学生表达能力的评价依据，也是其阅读能力的评价依据。如果说阅读是意义建构的过程，那么，表达就是把这种建构用语言文字加以呈现的过程，教师可以清楚地感知学生在应答过程中表现出来的思维品质和努力程度。用NGSS中初中生命科学内容对应的读写能力关键点来描述例题“苍蝇”所涉及的读写能力，其两个开放性问题指向“追踪和评估文章中的论点和具体主张，评估推理是否合理、证据是否相关并且充分支持这些主张”（问题1）和“用清晰的理由和相关证据撰写支持主张的观点”（问题2）。学生的具体作答可用PTA量表法进行等级评定（表2）。我们可以利用PTA量表（一种标准参照的评价工具），来进行基本要素分析，进而评价学生的多种表现。

表2 例题“苍蝇”开放性问题的评价标准及举例

从学生对于开放性试题的应答情况看，其表达的差异化表现与阅读能力存在重要的关联，但针对部分“中水平表现”的学生，其表达能力的欠缺也是造成不能完整而富有逻辑的回答问题，例如作出“用原来的杀虫剂和新配制的杀虫剂接触苍蝇”答案的学生，可推测其已经理解了资料文本中的问题所在，但是无法将自己的心理状态完整的描述出来，针对“中水平表现”学生的访谈，我们可以确定上述推测的合理性，他们能够理解和建构一定的意义，但是无法周全表达。

三、教学启示

阅读的核心是理解和建构，表达的核心是逻辑和适切。所以，教师不但要认识到阅读和表达对于科学课程的重要性，更要在教学中采用相关的策略提升学生阅读和表达的能力，进而促进高阶思维的发展和核心素养的落地。

1.强化认知策略指导，关注高阶思维发展

面对阅读情境多元化和文本内容的复杂化，教师要对学生进行认知策略的指导，以期他们准确的把握阅读情境，精准的理解试题立意和设问，高效地与文本互动，筛选信息，整合资源，处理矛盾，最终解决问题。并在日常学习中，通过一定程度的反复训练和“在阅读中学习”，不断提高阅读素养。例如，利用NGSS对初中学生读写能力的要求进行针对性训练。教师需要引导学生在阅读中有效精准的搜索信息，并学会调用组织、归因、评价、建构等高阶思维能力。

2.创设情境化问题，关注生产性思考

情境化能够搭建学科知识与学生生产生活实践之间的桥梁，开放性试题的情境化信息能够帮助学科教学转向对生物学知识、概念的有效应用。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》在“命题建议”中指出“试题情境应围绕现实问题（包括热点问题）展开，尽量做到新颖、真实、科学、恰当，有一定的信息量和适当的复杂度，能够成为学生运用学科知识分析和解决实际问题的载体。基于试题情境的设问要有清晰的层次和严谨的逻辑，指向核心素养的不同水平”。［3］情境化问题可以让学生从“自然人”“社会人”等角度出发深度思考问题，在阅读的过程中进行生产性的思考，理性审视、分析、评价，完成与文本的对话，完成教学任务。

3.规范语言表达，关注逻辑与证据

“逻辑是论辩的准绳”“说话要有证据”，这是日常生活中人们的行事规则，也是对所有人都重要的核心素养。规范化的表达是准确传递科学意义的基础，富有逻辑和证据的表达也是让学生像科学家一样在教室经历科学研究过程的基础，因此，比起题海刷题、反复训练解题能力，在生物学教学中利用高水平的开放性试题训练学生阅读和表达的准确性和逻辑性更加重要，也更有实践价值，对学生的影响也将更加深远。