閆白洋

(上海市行知中學 201999)

生物學核心素養(yǎng)中科學思維是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴謹和務實的求知態(tài)度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。思維的表現(xiàn)性評價是當前教育評價的熱點和難點，本文嘗試利用SOLO分類理論進行科學思維核心素養(yǎng)的表現(xiàn)性評價，希望為生物學核心素養(yǎng)測評工作提供一些參考。

1 SOLO分類理論的基本內涵

SOLO(Structure of the Observed Learning Outcome)意為“可觀察的學習成果結構”，該理論是由彼格斯和科利斯在皮亞杰的發(fā)展階段論的基礎上建立起來的[1，2]。SOLO分類理論目前在國際上已被廣泛應用于諸如科學、數(shù)學、地理和歷史等學科的測評上。該理論認為一個人回答某個問題時所表現(xiàn)出來的思維結構是可檢測的，并確認了五個不同的思維水平層次，即前結構層次、單點結構層次、多點結構層次、關聯(lián)結構層次和抽象拓展結構層次[3]。前結構層次表現(xiàn)為拒絕回答問題或者重新敘述問題；單點結構層次表現(xiàn)為根據(jù)某一事件進行概括；多點結構層次表現(xiàn)為根據(jù)有限的、孤立的事件進行概括；關聯(lián)結構層次表現(xiàn)為能在設定的情境或已有的知識內利用相關知識進行概括；抽象擴展層級表現(xiàn)為能對未經(jīng)歷的情境進行概括。SOLO分類理論體現(xiàn)了思維的認知過程，在科學思維評價中有著重要價值[3]。

2 科學思維核心素養(yǎng)與SOLO層級的表現(xiàn)參照

筆者嘗試對科學思維水平與SOLO分類層級制定了表現(xiàn)參照表?？茖W思維核心素養(yǎng)水平一要求學生能夠認識到生物學概念，都是基于科學事實經(jīng)過論證形成的，對應SOLO層級的2和2A；水平二要求學生能夠以特定的生物學事實為基礎形成簡單的生物學概念，對應SOLO層級的3和3A；水平三要求學生能夠從不同的生命現(xiàn)象中，基于事實和證據(jù)，運用歸納的方法概括出生物學規(guī)律，對應SOLO層級的4；水平四要求學生在面對生活中與生物學相關的問題并作出決策時，利用多個相關的生物學大概念或原理，通過邏輯推理闡明個人立場，對應SOLO層級5。SOLO層級1和1A為拒絕問題的回答或者重復問題，歸為科學思維無意義(null)表現(xiàn)水平(表1)。

3 利用SOLO分類理論對科學思維進行表現(xiàn)性評價的案例

3.1 考察科學思維的試題案例 具體如下：

每年7月～10月，在加拿大、美國阿拉斯加和挪威等地可觀賞到三文魚洄游的奇觀。臨近產(chǎn)卵期的三文魚浩浩蕩蕩地逆流而上，跳躍小瀑布和小堤壩，歷經(jīng)艱辛地回到出生地產(chǎn)卵，隨即結束自己的生命。而孵出的小魚苗將順流而下回到海洋，通常3～5年長大成熟。據(jù)統(tǒng)計，野生三文魚數(shù)量在過去30年內已減少2/3。僅在1994年～1999年間，北美河流的三文魚年穿行量就從大約20萬尾下降到8萬尾。自20世紀60年代開始的肆無忌憚的商業(yè)捕撈是三文魚瀕臨生存警戒線的根本原因。

2015年11月，美國食品藥品監(jiān)督管理局在經(jīng)過5年食用安全性和3年環(huán)境安全性的評估后，批準了轉基因三文魚上市。該轉基因三文魚是在大西洋三文魚的基因組中導入了兩個基因，其中一個是奇努克三文魚的生長激素基因，從而改變了大西洋三文魚原有的生長激素調節(jié)方式。這些轉基因三文魚經(jīng)進一步實驗處理成為三倍體雌魚。經(jīng)過基因修飾后的大西洋三文魚生長迅速，僅需18個月便能生長到成年體型。

問題：對轉基因生物釋放到自然界中的擔憂之一是：轉基因生物中含有的目的基因會通過有性生殖擴散到野生種群的基因庫中，從而對遺傳多樣性造成影響。你認為本例中的轉基因三文魚是否會發(fā)生此種情況？為什么?

3.2 對學生科學思維的表現(xiàn)性評價 本題試以社會廣泛關注的轉基因三文魚上市為情境，運用減數(shù)分裂與有性生殖、基因工程以及生物多樣性保護等相關內容，主要考查學生運用科學思維解決問題的能力。正確解答本題需學生具備理性思維三、四級水平。

3.2.1 科學思維水平無意義表現(xiàn)評價 在此水平學生的答案可能是空白或者“可能會發(fā)生，也可能不會發(fā)生”。

第一位學生拒絕回答問題，回避問題，屬于SOLO層級1；而第二位學生試圖回答問題，但給出了無意義的答案，所以屬于SOLO層級1A。此類答案均屬于科學思維水平無意義表現(xiàn)。

3.2.2 科學思維水平一的表現(xiàn)評價 在此水平學生的答案可能是“會發(fā)生，因為三文魚是轉基因的”“不會發(fā)生，因為三文魚已被批準上市”和“不會發(fā)生，因為三文魚有外源基因，且是三倍體”。

在第一位學生和第二位學生回答中，學生都選擇了材料中提供的具體信息，但是他們都只給出一個因素而不是把它們綜合起來。這種單維度的認識意味著，該學生沒有完全理解材料的多個信息，屬于SOLO層級2。第三位學生的回答可以歸為2A的過渡階段，因為他注意了兩個因素，但無法協(xié)調兩者之間的矛盾，只是直接闡述，沒有具體分析，因此介于單點與多點的過渡性回答。此類回答均可以看出該學生已經(jīng)達到科學思維水平一的要求。

3.2.3 科學思維水平二的表現(xiàn)評價 在此水平學生的答案可能是“不會發(fā)生此種情況，因為轉基因三文魚是三倍體，而且已經(jīng)被批準上市”“不會發(fā)生此種情況，因為轉基因三文魚雖有外源基因，但是三倍體，被批準上市”。

第一位學生回答基于素材中兩個相一致的事實提出的，且得出了正確的答案，屬于SOLO層級3。第二位學生已經(jīng)注意了轉基因三文魚的外源基因、三倍體和批準上市等多個信息，但是無法解釋具體原因，只是片面地綜合素材，屬于3A的過渡性回答。此類回答可以看出該學生能夠以特定的生物學事實為基礎形成簡單的生物學概念，達到科學思維水平二的要求。

3.2.4 科學思維水平三的表現(xiàn)評價 在此水平學生的答案可能是“不會發(fā)生此種情況，雖然轉基因三文魚含有外源基因，外源基因必須通過有性生殖才能擴散到野生種群的基因庫中，但此三文魚是三倍體生物，無法進行減數(shù)分離形成可育的配子，無法進行有性生殖，無法擴散到野生種群基因庫中，無法改變遺傳多樣性?！?/p>

該答案能夠使用素材中的大部分信息，包括轉基因三文魚是轉基因生物，且有外源基因；三倍體無法生成可育配子無法擴散等等，并在是否破壞遺傳多樣性的給定情境下，建立它們之間的相互聯(lián)系，并對外源基因和三倍體生物之間相互矛盾的信息做出了詳細解釋。屬于SOLO層級4，達到了科學思維水平三的要求。

3.2.5 科學思維水平四的表現(xiàn)評價 在此水平學生的答案可能是“不會發(fā)生此種情況，主要原因包括理論和實踐兩個層面。從理論上講，如果要對遺傳多樣性造成影響，必須包括兩個要素：一是有外源基因，二是能通過有性生殖擴散到野生種群的基因庫中，而轉基因三文魚只有其中一個要素，就是有奇努克三文魚的生長激素基因，但是因為它是三倍體，無法進行有性生殖，因此不能進行擴散，也就無法影響遺傳多樣性。從實踐方面來看，美國食品藥品監(jiān)督管理局在經(jīng)過5年食用安全性和3年環(huán)境安全性的評估是安全的。綜上兩個方面，可以得出不會發(fā)生此種情況。”

這個回答表明了該位學生對問題的分析具有系統(tǒng)性，能夠將具體的事情分析轉化為抽象原理，能夠認識到轉基因三文魚的特點是否破壞遺傳多樣性只是其中一個案例。并使用素材支持他的推論，從理論和實踐兩個方面進行綜合分析，表現(xiàn)出抽象擴展結構的特點，既考慮素材中不一致的部分，做出解釋，得出可能的結果。此答案屬于SOLO層級5，達到了科學思維水平四的要求。

4 小結與討論

生物學核心素養(yǎng)的測評研究是推動核心素養(yǎng)課程政策改革的重要舉措，用中高考測評改革促進課程與教學改革[4]。SOLO分類理論評價的目標是學生學習行為的結構，從學習結果在結構上的復雜程度出發(fā)來評價學生的思維能力，評價目標界定清晰、目標明確，可以為科學思維評價提供新的思路。

(基金項目：教育部基礎教育課程教材發(fā)展中心“普通高中課程標準測試生物學工作”，No.201412；上海市教委“以培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維品質為導向的新行知課堂教學形態(tài)的實踐與研究”，No.B12108)