美國NAEP生物學典型試題分析

李洋洋

(陜西師范大學生命科學學院 西安 710119)

國家教育進展評估(The National Assessment of Educational Progress， NAEP)是美國國內(nèi)唯一長期的且具有全國代表性的中小學教育評價體系，自1969年開展以來，在生物學測評領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗，可作為我國正處于初創(chuàng)期的基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測(National Assessment of Education Quality， NAEQ)的成熟借鑒對象。因此，本文選取了美國NAEP中8年級的典型生物學試題進行分析，為我國NAEQ生物學測評試題的命制提供參考。

1 美國NAEP考查的生物學知識和能力

美國NAEP考查的8年級生物學內(nèi)容廣泛，涉及2個核心概念： 生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能(structures and functions of living systems)、生命系統(tǒng)的變化(changes in living systems)，其中包括5個重要概念： 結(jié)構(gòu)與發(fā)育(organization and development)、物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換(matter and energy transformations)、相互依存(interdependence)、遺傳與繁殖(heredity and reproduction)、進化與多樣性(evolution and diversity)，以及生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次等9個次位概念(表1)。NAEP考查的8年級生物學知識與我國初中生物學的內(nèi)容具有較高的一致性。除了生物學知識外，美國NAEP還從四個方面考查學生的科學實踐能力，分別是辨別科學原理、運用科學原理、使用科學探究和應用技術(shù)設(shè)計。

表1 美國NAEP考查的8年級生物學知識

2 美國NAEP的典型生物學試題分析

美國NAEP生物學紙筆測評試題的題型包括選擇題、簡答題、延伸式問答題和組合題。試題具有圖文結(jié)合、情景貼近生活和開放性等特點，下面選取其中8年級的典型生物學試題進行具體分析。

2.1 選擇題 NAEP的選擇題主要涉及陳述性知識，考查學生回憶、定義、表示和使用所學知識的能力。此類試題具有題干簡潔、圖示清晰的特點，典型例題如下：

例1 下面四幅圖是人類心臟的前視圖，哪個圖中的箭頭正確指示了血液流經(jīng)心臟的路徑以及通向心臟和從心臟流出的血管？

參考答案： A。

解析： 這是NAEP中的一道生物學選擇題，涉及人體血液循環(huán)系統(tǒng)的知識，即體循環(huán)和肺循環(huán)。我國《義務教育生物學課程標準(2011年版)》中要求“學生能夠概述血液循環(huán)”[1]，而如果學生僅僅通過死記硬背記住了體循環(huán)和肺循環(huán)的內(nèi)容，作答此題會存在一定難度，因為此題的選項不是描述體循環(huán)和肺循環(huán)的大段文字，而是采用圖示的方式，需要學生調(diào)取記憶中相應的生物學知識，并對應到圖示上。此題將知識內(nèi)容呈現(xiàn)在圖示中，集心臟的解剖學和血液循環(huán)知識于一體，將知識可視化、形象化，簡潔且清晰，符合初中生形象化記憶的思維特點。

2.2 簡答題 NAEP的簡答題不像選擇題那樣要求學生從給定的備選方案中識別正確答案，而是要求學生根據(jù)問題提供簡短的示例說明，或者為給定的情況或結(jié)果提供簡明的解釋，即學生在作答的過程中，必須依據(jù)掌握的知識生成相關(guān)信息。此類題一般涉及程序性知識，考查學生應用科學事實、概念和規(guī)律的能力。典型例題如下：

例2 很大一部分美國人超重。列舉使我們美國人比其他國家的人更容易超重的(生活方式中的)兩個因素。

參考答案： 吃高脂肪的食物，吃太多，吃垃圾食品和糖果，沒有足夠的鍛煉，以及其他合理的答案。

解析： 這是NAEP中的一道生物學簡答題，難度不大，通過美國人普遍超重的社會現(xiàn)象，引導學生結(jié)合所學的生物學知識和生活常識思考超重的原因，考查了學生在實際生活中運用科學原理的能力。同時，該題也能夠引發(fā)學生對健康飲食的關(guān)注，進而引導學生建立健康的生活觀念和生活方式。

2.3 延伸式問答題 NAEP的延伸式問答題通常是多維的，在科學內(nèi)容方面涉及不同的生物學知識，在考查的能力方面涉及辨別科學原理、運用科學原理或使用科學探究，在認知需求方面涉及“知道(陳述性知識)”“知道如何(程序性知識)”或“知道為什么(圖式知識)”。此類試題具有開放性的特點，學生需要分析情境，提出自己的解決方案；同時，學生還有機會解釋自己的回答，展示推理的思維過程。典型例題如下：

例3 根據(jù)一個重要的特征，將下面列出的8種生物分為兩組。

8種生物： 大猩猩、鸚鵡、蛇、蚯蚓、海蜇、海綿、魚、蒼蠅。

第1組：

第2組：

(1) 你在分類中使用了什么特征？

(2) 將以上8種生物分為兩組，列舉你還可以使用的不同特征。

參考答案： 以上兩個問題的參考答案見表2。

表2 分組和解釋分組特征的得分回答

解析： 這是NAEP中的一道延伸式問答題，涉及有關(guān)動物特征的知識，考查學生應用所掌握的知識對動物進行分類的能力。該題的第一問沒有指定分類特征，而是允許學生自選特征對動物進行分類，這種開放的問答形式，給予了學生充分的作答空間，同時賦予本題一定的綜合性；該題在第二問中繼續(xù)問詢學生其他的分類方式，引導學生發(fā)散思維、聯(lián)系不同的知識內(nèi)容，促使學生形成對動物的立體認識。

例4 兩位農(nóng)民注意到一些豆類植物比其他豆類植物高得多，即使它們在同一地區(qū)生長。一位農(nóng)民認為高度的差異是由于遺傳造成的。另一位農(nóng)民認為這是因為該地區(qū)的一些植物比其他植物獲得了更多的水。

(1) 描述一個實驗，為任意一位農(nóng)民是正確的提供證據(jù)。你可以使用來自高矮植物的種子。寫下你將采取的實驗步驟。

(2) 描述你將如何收集數(shù)據(jù)。

(3) 如果植株高是由于遺傳或獲得了更多的水，你如何得出結(jié)論?

參考答案： 此題的實驗設(shè)計可以控制種子的類型或控制水量，學生的作答符合以下一種方案即可。

方案一： 在每組中使用相同類型的種子并改變水的量。作答內(nèi)容包括以下五個組成部分： ①來自高植物或矮植物的種子；②用不同量的水處理植物；③控制至少一種環(huán)境條件，如日照量、可用養(yǎng)分、土壤類型；④測量每組植物的高度；⑤解釋如果植物在含有較多水的組中較高，則高度由水量控制。

方案二： 給每組提供相同量的水，并改變種子的類型。作答內(nèi)容包括以下五個組成部分： ①來自兩種植物的種子；②用相同量的水處理植物；③控制至少一種環(huán)境條件，如日照量、可用養(yǎng)分、土壤類型；④測量每組植物的高度；⑤解釋如果在相同水量的條件下所得植物的高度不同，那么高度由遺傳因素控制。

解析： 這是NAEP中的一道延伸式問答題，考查的是學生的科學探究能力，具有一定的難度。該題沒有限定學生能夠使用的實驗材料(相同類型或不同類型的植物種子)，讓學生自由選擇控制種子的類型或控制水量，從而使學生可能設(shè)計出兩種不同的方案，這種開放性的設(shè)問既增加了試題的難度，又能夠發(fā)散學生的思維。此外，該題利用兩個農(nóng)民討論相同植物為何高矮不同的情境，邀請學生解決兩者的“爭端”，學生需要根據(jù)給定的兩個實驗假設(shè)，設(shè)計實驗方案、預設(shè)實驗結(jié)果、得出結(jié)論，進而驗證假設(shè)，其中涵蓋了科學探究的基本要素，是對控制變量思想和科學探究能力的全方位考查，同時利用生活中常見的高矮植株的情景，引導學生細心觀察生活、用生物學知識解決生活中的實際問題，還能夠激發(fā)學生的學習熱情。

2.4 組合題 組合題是選擇題、簡答題或延伸式問答題的混合。組合題是相關(guān)的試題串，兩個或更多的題目關(guān)注學生一個重要的想法或“心理模型”，進而提供對學生表現(xiàn)的更深入分析。例5利用一個池塘生態(tài)系統(tǒng)對學生的食物鏈和食物網(wǎng)知識進行考查，在一個池塘生態(tài)系統(tǒng)中具有怎樣的食物網(wǎng)，哪些生物屬于分解者，分解者為什么對生態(tài)系統(tǒng)具有重要的作用，以及處于同一食物鏈上的生物彼此之間是如何相互影響的，這些題目聚合起來，一起深入探究學生對有關(guān)食物鏈和食物網(wǎng)知識的掌握情況。

例5 下面是一個池塘生態(tài)系統(tǒng)的圖片。使用此圖片以及你對其中的內(nèi)容的了解來回答問題。

(1) 現(xiàn)在你將完成池塘里食物網(wǎng)的示意圖。食物網(wǎng)顯示了什么在池塘生態(tài)系統(tǒng)吃什么。在下面的圖中，從每個生物到吃它的生物畫一個箭頭。(已為你畫出第一個箭頭。)

(2) 池塘生態(tài)系統(tǒng)中的哪些生物可以分解死亡的植物和動物？

A. 綠藻 B. 細菌 C. 鷺 D. 青蛙

(3) 說明為什么池塘生態(tài)系統(tǒng)中死去的動植物被分解是重要的。

(4) 如果池塘里所有的小魚都死于一種只殺死小魚的疾病，那么池塘里的綠藻會怎么樣呢？大魚會怎么樣呢？解釋你這么想的原因。

3 啟示

3.1 題干清晰，注重圖文結(jié)合 NAEP的生物學測評試題具有明確的測評意圖，題干清晰，問題明確，避免使用無關(guān)的描述性信息，使用包含相關(guān)重要信息的圖形代替繁復的文字，使評估對學生閱讀水平的要求低于對學生生物學水平的要求，同時在測評題目中運用圖形，更切合初中生形象思維的特點。

3.2 情景貼近生活，引導學生學以致用 生物學區(qū)別于其他學科的地方就在于它與人們的日常生活息息相關(guān)，如何引導學生在生活中理解生物學的意義，如何引導學生參與有關(guān)生物學的社會事務的討論，以及如何引導學生利用所學的生物學知識解決實際問題，乃是利用評價促進學生形成核心素養(yǎng)的關(guān)鍵所在。NAEP的生物學測評試題通過設(shè)置貼近學生生活的情境，使學生在真實、有意義的情境中解決問題，引導學生學以致用。我們也應該使生物學試題的情景貼近學生的生活，使學生體驗學習生物學的樂趣，以促進學生生物學學科核心素養(yǎng)的形成[2]。

3.3 開放式問答，促進學生發(fā)散思維 NAEP的生物學主觀題具有開放性的特點，問題僅對學生的作答標準提出要求，不限制學生的思考維度，只要達到標準的回答就會給予相應的分數(shù)，這種開放式的問答給予了學生充分的發(fā)揮空間，能夠促進學生發(fā)散思維、構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。然而，利用傳統(tǒng)的評分方式對開放性試題進行評分的難度大，這也正是開放性試題在我國沒有普及的原因之一，NAEP在主觀題的評分過程中應用了SOLO分類法和雙位編碼，使主觀題的評分科學化、準確化、簡單化，值得我們借鑒。