基于核心素养的初中生物学测试框架建构——以江苏省义务教育学业质量监测为例

吴举宏

(江苏省教育科学研究院 南京 210013)

教育部在《关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》中，明确界定了“核心素养”，即学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。以学生核心素养推动教育和课程改革，不仅成为当前国际教育焦点，而且成为我国基础教育改革的热点。江苏省义务教育学业质量监测(以下简称为“江苏省质量监测”)始于2006年，研制江苏省质量监测学科核心素养与关键能力评价框架现已迫在眉睫。

1 建构基于核心素养测试框架的基本原则

1.1 借鉴国内外研究成果 20世纪90年代以来，联合国教科文组织、经济合作与发展组织、欧盟和美国等纷纷开展关于学生“核心素养”的研究工作。2003年经合组织发表《未来成功人生和健全社会的核心素养》，2004年联合国教科文组织出版《发展教育的核心素养： 来自一些国际和国家的经验和教训》，2006年欧盟正式提出“8项核心素养”，美国21世纪素养联盟(The Partnership for 21st Century Skills)分别于2002年制定、2007年更新建构21世纪的核心素养体系。这些国际研究成果，让我们明确关于核心素养的国际共识： 除了关注语言素养、数学素养等基础领域素养外，全球教育越来越重视信息素养、环境素养等新兴领域素养，以及高阶认知(批判性思维、创造性与问题解决、学会学习与终身学习)、个人成长(自我认识与自我调控、人生规划与幸福生活)与社会性发展(沟通与合作、领导力)等通用素养[1]。

2016年北京师范大学发布中国学生发展核心素养研究成果，将核心素养分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，具体细化为国家认同等十八个基本点[2]。该研究成果为我们研制初中生物学核心素养与关键能力评价框架提供了参考。

1.2 彰显生物学课程性质 初中生物学测试框架的研制，一方面要高度重视国内外相关研究成果，另一方面要彰显生物学课程性质。生物学是一门自然科学，它不仅包含内容丰富、逻辑严密的知识体系，而且还包括独特的学科思想、思维方式和探究历程。凝练生物学核心素养与关键能力时理应凸显科学本质，彰显生物学特有的、其他学科不可替代的价值。《普通高中生物学课程标准(2017年版)》指出，生物学核心素养是学生在学习生物学过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中实际问题时所表现出来的正确价值观念、必备品格和关键能力，它主要包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。对于生物学学科而言，核心素养的四要素既凸显了科学本质，又彰显了以生命科学为支撑的独特价值，因为科学思维和科学探究正是现代科学本质观的主要涵义，生命观念、社会责任(生态文明、健康生活等)是生物学课程特有价值和效能。

1.3 遵循初中生认知水平 生物学学科核心素养是适应学生未来社会发展和个人生活需要的正确价值观念、关键能力和必备品格，具有终身性等特点。因此，高中生物学学科核心素养的四个维度理应适用于初中学生，但是初中学生群体的认知水平和能力层次一定是低于高中学生群体的。在划分和描述初中学生核心素养与关键能力水平时，最主要的困难也是最关键的问题有二： 如何区分初、高中学生核心素养与关键能力水平，如何区分初中学生核心素养同一维度不同水平。项目组经过三年研究提出的初步方案是： ①依据初、高中生物学课程标准中重要概念和关键能力的不同要求进行划分。初中课程标准中没有纳入的重要概念和关键能力不能列入本测试框架中，初、高中课程标准中都具有的重要概念依据初中课程标准提出要求。②依据江苏省初中学生群体认知水平和能力层次进行划分。因为初中生物学在八年级即学完，而此时学生还没有学习化学，学生在建立物质和能量观方面非常困难，因此物质和能量观未列入其中。由于初中阶段稳态与平衡观所涉及的知识基础非常少，内在机理比较复杂，对于初中学生来说要求过高(2017年版高中生物学课程标准中也未将其列入生命观念水平一、二要求之中)，故稳态与平衡观也不宜列入本评价框架。③依据问题情境的不同复杂程度进行划分。情境复杂而生疏的问题，其要求的能力水平就高，反之则低。④依据SOLO模型进行划分[3]。单点结构层次、多点结构层次、关联结构层次和抽象拓展层次，水平层次由低到高进行区分。⑤凭借江苏省质量监测组织机制进行检验和矫正。

2 基于核心素养的测试框架与例题简析

2.1 在生命现象中诠释生命观念 生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。“生命观念”中关键能力水平划分如表1。

表1 “生命观念”中关键能力水平划分

例1： 如图所示的是某些鸟的足，具备左、右图中足的鸟类分别适合生活的环境是( )

A.草原生态系统和森林生态系统

B.森林生态系统和湿地生态系统

C.农田生态系统和湖泊生态系统

D.河流生态系统和草原生态系统

考查能力： 结构与功能观；学业表现(水平二)： 能运用结构与功能相适应的观念，分析解释一定情境中的生命现象。

试题简析： 左图中鸟足短而强健，两趾向前，两趾向后，适应于攀缘树木，属于如啄木鸟、翠鸟等攀禽的足。右图中鸟足和腿很长，没有蹼，适于在浅水中涉行，属于如鹤、鹭、鹳、鹬等涉禽的足。参考答案： B。

2.2 在问题解决中运用科学思维 科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。“科学思维”中关键能力水平划分如表2。

表2 “科学思维”中关键能力水平划分

例2： 某生物兴趣小组听说加拿大一枝黄花被称为“植物杀手”，为验证该说法，于是以其幼苗和青菜幼苗为材料进行种植实验。一段时间后，加拿大一枝黄花长势旺盛，而青菜生长不良，特别是靠近加拿大一枝黄花的青菜甚至停止生长(如图)。下列推测不合理的是( )

A.加拿大一枝黄花生长旺盛，可能是它抢夺了青菜的水肥

B.青菜生长不良，可能是被高大的加拿大一枝黄花遮挡了阳光

C.加拿大一枝黄花可能释放有害物质，抑制了相邻青菜的生长

D.如果将加拿大一枝黄花引入我国，可用来杀灭菜田里的杂草

考查能力： 批判性思维；学业表现(水平一)： 能对相关生物学观点作出简单判断。

试题简析： 植物之间的竞争广泛存在，主要表现有： 对养分的争夺(如水、矿物、空气等)、对能源的争夺(最常见的是争夺阳光)、对空间的争夺(如地上枝叶空间、地下根的空间等)、以及化学竞争(通过释放化学物质，抑制竞争对手的生长发育)。参考答案： D。

2.3 在实验活动中进行科学探究 科学探究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、方案实施以及结果分析与表达。让学生在探究活动中，乐于合作，勇于创新。“科学探究”中关键能力水平划分如表3。

表3 “科学探究”中关键能力水平划分

例3： 为探究常见饮品对牙齿的影响，小明将收集的8颗牙齿洗净晾干后称重，再分别放入矿泉水等8种饮品中浸泡，一周后取出牙齿洗净晾干后再称重。下面是小明在实验前后拍摄的图片和记录的实验数据：

1号牙齿+矿泉水2号牙齿+可乐3号牙齿+雪碧4号牙齿+橙汁5号牙齿+酸奶6号牙齿+鲜奶7号牙齿+绿茶8号牙齿+啤酒实验前牙齿质量1.55g2.15g1.85g1.9g1.85g1.9g1.85g1.5g一周后牙齿质量1.55g2.15g1.85g1.9g1.85g1.9g1.85g1.5g

为了使该实验更加科学严谨，你觉得该实验有哪些需要改进的地方？

考查能力： 方案设计与实施；学业表现(水平三)： 能根据科学实验的基本原则合理设计或优化实验方案；有效实施实验。

试题简析： 从图片可以看出颜色变化最为显著的是2号和7号，说明可乐和绿茶对牙齿影响最大；从表格数据可以看出： 8颗牙齿的质量没有变化。对该实验可以采取的改进措施及其原因可以有： ①应延长实验时间，因原实验的时间可能太短；②应选用更精确的测量质量的工具，因为牙齿质量变化比较小，原实验所用测量工具精确度不够。本试题引出了一个重要的实验话题： 研究方法要与研究对象相匹配，称量方法要与被称量物体的质量相匹配。通过解题过程，引导学生从数据分析、推测的思维过程延伸到实验方法的提炼和总结，从对原实验方案的分析与评价拓展到实验的优化和创新。

2.4 在生活实践中培育社会责任 社会责任是指基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，初步解决生产生活问题的担当和能力。“社会责任”中关键能力水平划分如表4。

表4 “社会责任”中关键能力水平划分

例4： 为研究开发生态旅游对自然保护区生物多样性的影响，科研人员于2012年8～10月间，分别在国庆节前、节中、节后对四川唐家河国家级自然保护区倒梯子、红石河两条游客较为集中的旅游线路进行了鸟类监测(倒梯子和红石河线路为自驾游线路)，监测数据如下图： 请根据科研人员的监测数据，为旅游管理部门提出合理化建议。

考查能力： 保护环境；学业表现(水平三)： 提出环境保护的合理化建议，并解决有关实际问题。

试题简析： 根据给出的四川唐家河国家级自然保护区倒梯子、红石河两条旅游线路在国庆节前、节中、节后鸟类监测数据的柱形图，分析节前、节中、节后鸟类监测数据变化的规律，联系国庆节前、节中、节后旅游人数的实际变化，推断鸟类数量变化的根本原因是受人类活动的影响，并据此提出自己的合理的建议。参考答案： 坚持开发旅游资源与保护生态环境、保护生物多样性协调发展；适度开发，边保护、边开发；适度控制游客数量；其他合理性答案。

学业质量评价是一件非常专业而复杂的工作，关于核心素养与关键能力评价研究才刚刚起步，上述内容是项目研究的阶段性成果，其中生物学学科核心素养与关键能力的凝练，及其水平划分还需要进一步验证和完善。