生物学科学类生物学开放题编制和评分

摘要 科学探究类生物学开放题在问题情境和设问上都有较大的开放性，可以通过开放题考查学生提出问题、设计对照实验、对生命现象进行解释的能力。由于学生的回答具有较大的开放性，可以采用双位编码分级计分的方法进行评分。
关键词 科学探究 生物学 试题编制 开放题
B

1.科学探究类生物开放题的基本特点

同科学探究类选择题一样，科学探究类开放题同样具有探究性、情境性、开放性的特点。
开放题的探究性主要体现在试题的素材来源于探究活动，试题中的数据都是探究活动获得的，学生回答问题的过程也是探究的过程，而且这一探究过程可以持续到学生离开考场，回到家中继续探究。
开放题的情境性是指问题来源于真实的情境，这种情境可能是生活中的，也可能是实验室里的，都是活生生的真问题，这样的试题会给人更多的亲切感。
开放题比选择题具有更大的开放性。一道选择题，只能考查到学生有限的几种可能回答，但是一道开放题却可以考查出尽可能多的学生的回答。就思维过程而言，即便选择题具有开放性，教师很难直接看到学生的思维过程，但是通过开放题的学生回答，就可以对学生的思维过程、思维方式有更多的了解。也就是说，开放题可以知道“学生是怎么想的”，也可以知道“学生为什么这么想”。
[例1]小麦中的淀粉是通过哪个过程制造的？
A.吸收作用 B.呼吸作用
C.蒸腾作用 D.光合作用
[例2]春天来了，留心观察桃树，会发现桃枝上的叶芽、花芽同时开始生长；几天后，叶芽变成了嫩小的桃叶，花芽长成了鲜艳夺目的桃花。应用所学的科学知识，分析桃花生长需要哪些营养物质，并推测这些营养物质的来源。
解析：上面两个例题都是考查植物光合作用制造有机物的过

源于：查抄袭率硕士毕业论文www.udooo.com

程。例1虽然引入了小麦这种具体的植物，但是设问方式还是有些直白，没有太多的情境，探究的意味也不浓。而例2给出了一个情境，这个情境是仔细观察到的自然现象，这明显是一个探究的结果。学生在回答这两道题的时候，思维过程显然会有差异，例1更多的是调取短时记忆的内容，而例2却需要联系学过的知识和生活经验，有了探究的过程。例1是选择题，明显受到了选项数量的限制；而例2是开放题，其答案是开放的，学生可以按照自己的想法回答，可能说小麦的淀粉来自光合作用，也可能说来自呼吸作用，还有可能说来自土壤、水分等。学生可能知道是来自光合作用，但是他没有用“光合作用”这个术语，而是说“小麦利用阳光，把空气中的二氧化碳和水合成了淀粉等有机物”，显然这也是可以接受的。

2.科学探究类生物开放题的编制

2.1试题素材的选取

科学探究类开放题的素材来源是很广泛的，如改编学生做过的课堂实验、课外科技活动、教师自己开发设计的实验、科研人员的研究文献、自然界和生活中的生命现象等。素材的选取需要注意几个问题。①素材具有正确的价值导向，能够让学生对生命科学、科学探究发生兴趣，避免枯燥乏味的素材。②素材具有亲和力，能够让学生觉得科学探究就在身边，试题中的探究活动不仅可以在考场上做，还可以在学校实验室和家里做。③素材能够适合被试学生的认知水平，涉及的知识背景和能力要求不能过高，当然也不能太低，如果有与作答无关的背景，应该加工处理或者作出说明。④对素材加工处理，因为真实情况下的科学探究往往是比较复杂的，放在测试题目中，需要剥离一些次要或无关因素，突出需要考查的因素，同时要保证数据的真实性和可靠性。
[例3]表1是从一棵生长着的松树上测得的一些数据。
这些数据是每年的同一时间测量的。根据这些数据你能得出哪些结论？
解析：该题以松树的生长为素材。学生对于生物的生长、包括自身的生长都是很感兴趣的，但是对于自然界的各种生物如何生长，并没有多少仔细观察和研究。以松树的生长为例，有的学生认为松树的各部分每年都会生长，当学生看到这组数据的时候，起初会有出乎意料的感觉，而后就要从数据出发，分析数据背后的道理：原来松树的生长是顶端生长的！事实上，如果留心观察周围的树木，会发现它们的生长很有意思、也很有规律的。学生在做了这样的试题之后，会自觉地去观察这些现象了。

2.2试题的编制加工

与选择题开发相类似，开放题的开发同样需要经过原始素材加工、形成试题雏形、试题的打磨成型等若干阶段。然而，开放题本身的特点要求其开发过程需要有不同的要求。
①具有一定探究情境的开放题，需要将情境交待清楚。如果使用了一些学生不是很熟悉、同时也不是需要作出反应的材料，则应该尽量介绍详细。
②考查目标要明确。同样的一个素材和情境，既可以考查学生控制变量、设计实验的能力，也可以考查学生对实验数据进行解读分析的能力，还可以考查学生作出检测设或预测的能力等。为了保证测量的信度和效度，一道试题最好只考查学生的一种探究能力。
③设问要有开放性。不可否认，设问需要明确，不明确学生就不知道怎么回答。但是设问不能指向性唯一，否则学生的思路就被局限了。如下面的两个例子，例5就要比例4开放一些，也可能探查到更多的学生想法。
[例4]学校的草坪旁边有一条水泥路。晴朗的夏日，从早上9点到下午4点，每隔1h测一次草坪表面和水泥路面的温度。发现在每个测量的时刻，水泥路面的温度都比草坪表面的温度高，原因是什么？
[例5]学校的草坪旁边有一条水泥路。晴朗的夏日，从早上9点到下午4点，每隔1h测一次草坪表面和水泥路面的温度。在每个测量的时刻，草坪表面和水泥路面的温度是否相同？请写出你的推测，并说明理由。
需要补充的是，上面两个例题都没有给出具体的数字，要么是定性描述，要么是让学生预测。如果给出具体的实验数据，学生的回答可能就不一样了。最后，要有一个评分标准的“草稿”。选择题是通过四个选项对学生正确或错误的回答做了预设，开放题也需要做预设。

摘自：毕业论文小结www.udooo.com

在命题的时候，就需要设想一下，不同水平的学生在该题目上会怎么回答？有哪些类型？能否把不同水平的学生鉴别开来？开放题的评分标准需要在测试结束后通过试评一定数量的试卷来确定的，但是在命题的时候，对学生可能的答案类型进行预估是必不可少的步骤。这样在测试结束后，教师就可以方便制定评分标准，也可以初步检验测试的目标是否有所偏离。

2.3如何考查科学探究

在开放题中，考查学生的科学探究能力，包括两个方面，一是对于科学探究的理解，二是科学探究的技能。具体来说，可以考查学生提出问题的能力、控制变量设计对照实验的能力、应用生物学知识对生物学现象进行预测、推断或解释的能力等。考虑到纸笔测验的局限性，在开放题中，要考查整个探究过程，还是有困难的，因此可以考查科学探究的—个或几个方面。

2.3.1考查学生提出问题的能力

如果随便给出一个情境，问学生可以提出什么问题，这样的开放题就太过开放了，很难判断问题的质量。不能单单看学生提出问题的数量，而只是对单一的问题作出质量判断也是很难的。但是，教师必须给定一个相对简化的情境，让学生判断这个情境可以研究什么问题，这可能就相对可行了。
[例6]在颜色分别为黄、红、绿、蓝、银灰的五块塑料板上涂上机油（有黏性），放在菜地里，过一段时间后，数出这些板上粘有的蚜虫数量。用这个实验，你可以研究什么问题？
解析：题目中的情境不是来自学生的生活，而是科研人员的一项科研活动，这项活动具体要研究什么问题，可能不是最关键的。关键在于，学生能否运用学过的科学探究技能，判断这样一个实验可以研究什么问题。在全国大规模测试中，学生的回答体现出了层次性，有的学生回答：可以研究塑料板对蚜虫的吸引力；有的回答：可以研究不同颜色对蚜虫的吸引力；还有的学生回答：可以研究不同的光对蚜虫的吸引力；也有的学生只能回答：可以研究蚜虫是否喜欢机油。关于本题目的详细分析，可以参见“大规模学业测评中对科学探究的考查”。

2.3.2考查学生控制变量、设计对照实验的能力

生物学是一门实验科学，在中学生物教学中，生物实验占有很大的比重，在中考和高考中，实验题也占有一定的分量。应该说，实验能力是比较宽泛的，涉及实验方案的设计、实验材料的选择、实验仪器的选择和操作、实验数据的读取和分析、实验结果的报告和解释等方方面面。可以想见，在一道题里，不可能全面考查出学生的实验能力，但是可以将实验能力进行拆解考查，特别是实验设计能力和对实验结果的分析解释能力。对照实验的设计与分析能力是贯穿中学生物学的核心能力，设计对照实验最重要的是控制变量。如果学生能够判断清楚哪些变量是研究的自变量，哪些是因变量，哪些又是无关变量，学生就可以很容易地完成对照实验设计任务。
[例7]在插花的水中放一些糖，是否会使鲜花开得更久，对此有两种不同的看法：①糖溶解在水中，为鲜花提供营养物质，从而延长鲜花生命。②水中有糖，会使细胞失水，鲜花更容易枯萎。用糖水插花到底能不能延长鲜花的生命，请设计实验弄清楚这个问题。
解析：这道题目考查的是学生控制变量设计对照实验的能力。实验中的自变量是糖水的有无，因变量是鲜花保存的时间长短，需要控制的变量包括花的种类、生长状况、水量等。全国大规模测试中，大部分学生能想到将是否加糖水作为自变量设计实验，有的甚至还想到了糖水的量；也有一些学生设计实验时没有对照，或者使用了不同种类的花；还有少数学生没有设计实验，而是去解释糖类对花的生长有何影响了。对于一个看似简单的问题，学生的回答却没有想象中那么好。从这道题还可以看出，让学生写出实验设计方案的考查方法，比起只是填空写出变量的考查方法，更容易看出学生在这方面存在的问题。

2.3.3考查学生应用生物学知识，对生命现象进行解释的能力

对于科学探究的结果，需要进行分析解释、表达交流。如果说对于提出问题的能力和设计实验的能力的考查更偏重于探究技能的话，那么对于生命现象的解释能力的考查则显得更综合一些，与学生学过的生物学知识结合得也更紧密一些。这里的生命现象，可以是自然现象（包括人本身的生命现象），也可以是学生实验的数据和现象，还可以来自生物技术的数据和现象（包括农业、畜牧、林业等均可）。考查的方式可以是给出一组数据，让学生分析数据，作出解释；也可以让学生根据一定的证据，对生命现象作出预测。不管是作出解释，还是作出预测，学生都需要将数据与现象分析、学过的科学知识、自己的生活经验三者协调起来。

3.科学探究类生物开放题的评分

在目前的生物学中考和高考中，没有放开使用开放题的一个重要原因是开放题的评分难度比较大。即便像语文作文，给出了详细的评分细则，约定了不同方面的分值，但是最后给分还是一个唯一的确定的分数，很难从分数高低上看出学生到底在哪个方面强势或者弱势。同时，大规模测试中，由于时间等因素的制约，开放题的评分标准不可能定的太细，给分也就不可能给的过细。另外，阅卷员的差异导致对评分标准的把握因人而异，从而会影响阅卷质量。
在长期的实践中，借鉴PISA、TIMSS等大型国际学生学业评价项目的经验，并结合我国的实际情况，引入了双位编码评分的计分方法，对开放题的学生回答进行分级计分。具体来说，就是先试评一定数量的试卷，按照学生答案的水平，将学生的回答分成不同的层次，同一层次内的回答又分为不同的类别，层次和类别用一个双位编码表示，如30和31是同一层次的两种类别，30和20则属于不同层次的两个类别，30比20所代表的学生回答水平要高一个层次。正式阅卷之前，只要阅卷员接受培训，掌握了不同编码代表的学生层次和类别，就可以去评阅试卷，阅卷工作不是给出一个确定的分数，而是将学生的回答进行分门别类。这种评分方式，可以有效降低阅卷员的主观漂移，提高阅卷的质量。
仍然以例1为例，给出评分标准简表如表2所示。
解析：这道题目来源于日常的观察，考查学生对植物生长、特别是光合作用有关知识的运用。经过试评大量的学生试卷，可以将学生的回答大致划分为五个层次，每个层次又可以有若干个类别，即：较高水平（代码40、49）、中上水平（30、31、39）、中等水平（20、29）、中下水平（10、11、19）、错误回答与没有作答（70、79、99）。接下来，将该评分标准培训给正式阅卷的教师，让教师熟悉这个评分标准，并将学生的各种回答与评分标准的各个编码所代表的类型一一对应，从而给出相应的编码，阅卷的过程即是编码的过程。由于前面制定评分标准的过程严谨细致，后面学生的回答都可以纳入该评分标准的框架中去。这样的阅卷方式，较好地减少了教师主观判断的偏差，同时将学生各种类型的回答划分得很清楚。经过抽样检验，该评分方式具有较高的信度；与学生的全卷成绩做相关分析，发现该阅卷方式具有较好的效度。
与传统的阅卷方式相比，双位编码评分具有较高的信度和效度、更有利于鉴别学生的类型和教师改进教学。该阅卷方式的关键是制定一个科学、实用的评分标准，同时对阅卷教师的培训要到位。在这方面，国际大型学业评价项目PISA、TIMSS、NAEP等已经形成了完善的体系，在多年的实践中也已经成熟地运用该技术，并发展出了自己的特色。或许这种评分方式会在将来的学业评价中有更大的用武之地。