美国NAEP生物学典型试题分析

李洋洋

(陕西师范大学生命科学学院 西安 710119)

国家教育进展评估(The National Assessment of Educational Progress， NAEP)是美国国内唯一长期的且具有全国代表性的中小学教育评价体系，自1969年开展以来，在生物学测评领域积累了丰富的经验，可作为我国正处于初创期的基础教育质量监测(National Assessment of Education Quality， NAEQ)的成熟借鉴对象。因此，本文选取了美国NAEP中8年级的典型生物学试题进行分析，为我国NAEQ生物学测评试题的命制提供参考。

1 美国NAEP考查的生物学知识和能力

美国NAEP考查的8年级生物学内容广泛，涉及2个核心概念： 生命系统的结构和功能(structures and functions of living systems)、生命系统的变化(changes in living systems)，其中包括5个重要概念： 结构与发育(organization and development)、物质与能量转换(matter and energy transformations)、相互依存(interdependence)、遗传与繁殖(heredity and reproduction)、进化与多样性(evolution and diversity)，以及生命系统的结构层次等9个次位概念(表1)。NAEP考查的8年级生物学知识与我国初中生物学的内容具有较高的一致性。除了生物学知识外，美国NAEP还从四个方面考查学生的科学实践能力，分别是辨别科学原理、运用科学原理、使用科学探究和应用技术设计。

表1 美国NAEP考查的8年级生物学知识

2 美国NAEP的典型生物学试题分析

美国NAEP生物学纸笔测评试题的题型包括选择题、简答题、延伸式问答题和组合题。试题具有图文结合、情景贴近生活和开放性等特点，下面选取其中8年级的典型生物学试题进行具体分析。

2.1 选择题 NAEP的选择题主要涉及陈述性知识，考查学生回忆、定义、表示和使用所学知识的能力。此类试题具有题干简洁、图示清晰的特点，典型例题如下：

例1 下面四幅图是人类心脏的前视图，哪个图中的箭头正确指示了血液流经心脏的路径以及通向心脏和从心脏流出的血管？

参考答案： A。

解析： 这是NAEP中的一道生物学选择题，涉及人体血液循环系统的知识，即体循环和肺循环。我国《义务教育生物学课程标准(2011年版)》中要求“学生能够概述血液循环”[1]，而如果学生仅仅通过死记硬背记住了体循环和肺循环的内容，作答此题会存在一定难度，因为此题的选项不是描述体循环和肺循环的大段文字，而是采用图示的方式，需要学生调取记忆中相应的生物学知识，并对应到图示上。此题将知识内容呈现在图示中，集心脏的解剖学和血液循环知识于一体，将知识可视化、形象化，简洁且清晰，符合初中生形象化记忆的思维特点。

2.2 简答题 NAEP的简答题不像选择题那样要求学生从给定的备选方案中识别正确答案，而是要求学生根据问题提供简短的示例说明，或者为给定的情况或结果提供简明的解释，即学生在作答的过程中，必须依据掌握的知识生成相关信息。此类题一般涉及程序性知识，考查学生应用科学事实、概念和规律的能力。典型例题如下：

例2 很大一部分美国人超重。列举使我们美国人比其他国家的人更容易超重的(生活方式中的)两个因素。

参考答案： 吃高脂肪的食物，吃太多，吃垃圾食品和糖果，没有足够的锻炼，以及其他合理的答案。

解析： 这是NAEP中的一道生物学简答题，难度不大，通过美国人普遍超重的社会现象，引导学生结合所学的生物学知识和生活常识思考超重的原因，考查了学生在实际生活中运用科学原理的能力。同时，该题也能够引发学生对健康饮食的关注，进而引导学生建立健康的生活观念和生活方式。

2.3 延伸式问答题 NAEP的延伸式问答题通常是多维的，在科学内容方面涉及不同的生物学知识，在考查的能力方面涉及辨别科学原理、运用科学原理或使用科学探究，在认知需求方面涉及“知道(陈述性知识)”“知道如何(程序性知识)”或“知道为什么(图式知识)”。此类试题具有开放性的特点，学生需要分析情境，提出自己的解决方案；同时，学生还有机会解释自己的回答，展示推理的思维过程。典型例题如下：

例3 根据一个重要的特征，将下面列出的8种生物分为两组。

8种生物： 大猩猩、鹦鹉、蛇、蚯蚓、海蜇、海绵、鱼、苍蝇。

第1组：

第2组：

(1) 你在分类中使用了什么特征？

(2) 将以上8种生物分为两组，列举你还可以使用的不同特征。

参考答案： 以上两个问题的参考答案见表2。

表2 分组和解释分组特征的得分回答

解析： 这是NAEP中的一道延伸式问答题，涉及有关动物特征的知识，考查学生应用所掌握的知识对动物进行分类的能力。该题的第一问没有指定分类特征，而是允许学生自选特征对动物进行分类，这种开放的问答形式，给予了学生充分的作答空间，同时赋予本题一定的综合性；该题在第二问中继续问询学生其他的分类方式，引导学生发散思维、联系不同的知识内容，促使学生形成对动物的立体认识。

例4 两位农民注意到一些豆类植物比其他豆类植物高得多，即使它们在同一地区生长。一位农民认为高度的差异是由于遗传造成的。另一位农民认为这是因为该地区的一些植物比其他植物获得了更多的水。

(1) 描述一个实验，为任意一位农民是正确的提供证据。你可以使用来自高矮植物的种子。写下你将采取的实验步骤。

(2) 描述你将如何收集数据。

(3) 如果植株高是由于遗传或获得了更多的水，你如何得出结论?

参考答案： 此题的实验设计可以控制种子的类型或控制水量，学生的作答符合以下一种方案即可。

方案一： 在每组中使用相同类型的种子并改变水的量。作答内容包括以下五个组成部分： ①来自高植物或矮植物的种子；②用不同量的水处理植物；③控制至少一种环境条件，如日照量、可用养分、土壤类型；④测量每组植物的高度；⑤解释如果植物在含有较多水的组中较高，则高度由水量控制。

方案二： 给每组提供相同量的水，并改变种子的类型。作答内容包括以下五个组成部分： ①来自两种植物的种子；②用相同量的水处理植物；③控制至少一种环境条件，如日照量、可用养分、土壤类型；④测量每组植物的高度；⑤解释如果在相同水量的条件下所得植物的高度不同，那么高度由遗传因素控制。

解析： 这是NAEP中的一道延伸式问答题，考查的是学生的科学探究能力，具有一定的难度。该题没有限定学生能够使用的实验材料(相同类型或不同类型的植物种子)，让学生自由选择控制种子的类型或控制水量，从而使学生可能设计出两种不同的方案，这种开放性的设问既增加了试题的难度，又能够发散学生的思维。此外，该题利用两个农民讨论相同植物为何高矮不同的情境，邀请学生解决两者的“争端”，学生需要根据给定的两个实验假设，设计实验方案、预设实验结果、得出结论，进而验证假设，其中涵盖了科学探究的基本要素，是对控制变量思想和科学探究能力的全方位考查，同时利用生活中常见的高矮植株的情景，引导学生细心观察生活、用生物学知识解决生活中的实际问题，还能够激发学生的学习热情。

2.4 组合题 组合题是选择题、简答题或延伸式问答题的混合。组合题是相关的试题串，两个或更多的题目关注学生一个重要的想法或“心理模型”，进而提供对学生表现的更深入分析。例5利用一个池塘生态系统对学生的食物链和食物网知识进行考查，在一个池塘生态系统中具有怎样的食物网，哪些生物属于分解者，分解者为什么对生态系统具有重要的作用，以及处于同一食物链上的生物彼此之间是如何相互影响的，这些题目聚合起来，一起深入探究学生对有关食物链和食物网知识的掌握情况。

例5 下面是一个池塘生态系统的图片。使用此图片以及你对其中的内容的了解来回答问题。

(1) 现在你将完成池塘里食物网的示意图。食物网显示了什么在池塘生态系统吃什么。在下面的图中，从每个生物到吃它的生物画一个箭头。(已为你画出第一个箭头。)

(2) 池塘生态系统中的哪些生物可以分解死亡的植物和动物？

A. 绿藻 B. 细菌 C. 鹭 D. 青蛙

(3) 说明为什么池塘生态系统中死去的动植物被分解是重要的。

(4) 如果池塘里所有的小鱼都死于一种只杀死小鱼的疾病，那么池塘里的绿藻会怎么样呢？大鱼会怎么样呢？解释你这么想的原因。

3 启示

3.1 题干清晰，注重图文结合 NAEP的生物学测评试题具有明确的测评意图，题干清晰，问题明确，避免使用无关的描述性信息，使用包含相关重要信息的图形代替繁复的文字，使评估对学生阅读水平的要求低于对学生生物学水平的要求，同时在测评题目中运用图形，更切合初中生形象思维的特点。

3.2 情景贴近生活，引导学生学以致用 生物学区别于其他学科的地方就在于它与人们的日常生活息息相关，如何引导学生在生活中理解生物学的意义，如何引导学生参与有关生物学的社会事务的讨论，以及如何引导学生利用所学的生物学知识解决实际问题，乃是利用评价促进学生形成核心素养的关键所在。NAEP的生物学测评试题通过设置贴近学生生活的情境，使学生在真实、有意义的情境中解决问题，引导学生学以致用。我们也应该使生物学试题的情景贴近学生的生活，使学生体验学习生物学的乐趣，以促进学生生物学学科核心素养的形成[2]。

3.3 开放式问答，促进学生发散思维 NAEP的生物学主观题具有开放性的特点，问题仅对学生的作答标准提出要求，不限制学生的思考维度，只要达到标准的回答就会给予相应的分数，这种开放式的问答给予了学生充分的发挥空间，能够促进学生发散思维、构建知识网络。然而，利用传统的评分方式对开放性试题进行评分的难度大，这也正是开放性试题在我国没有普及的原因之一，NAEP在主观题的评分过程中应用了SOLO分类法和双位编码，使主观题的评分科学化、准确化、简单化，值得我们借鉴。