诊断性评价与科学概念的转变

诊断性评价与科学概念的转变

1前概念的研究大量生物实践表明，在学习生物科学课程之前，学生通过日常生活的各种方式和自己的实践，对客观世界上的各种生物现象有了自己的看法，并在现实中培养了自己独特的思维方式。这种在接受正规的科学教育之前所形成的概念一般称之为前科学概念(pre-scienceconception)或前概念(preconception)。这些前概念中有些是对客观世界的朴素观念(naiveconcept),有的则完全与科学概念相悖,后者也叫错误概念(misconception)。学生头脑中的前概念尤其是错误概念不但会妨碍新知识的理解,而且会导致学生产生新的错误概念。因此,加强对学生的前概念尤其是错误概念的研究就成为生物学教学一项重要任务。本文拟对生物学教学中的前概念及其揭示方法作点初步探讨。2数学前概念的调查研究研究发现,学生头脑中的错误概念有极强的顽固性。学生甚至在学习了生物学课程几周后,又恢复了最初的错误概念。为什么错误概念如此顽固呢?这是因为学生花了相当多的时间与精力建构了自己的朴素理论(naivetheories),他们无论在感情上还是在理智上都离不开它们。学生头脑中的错误概念含有自己对自然界的先入为主的印象,又是自己切身体验到的东西,同时,学生又要凭借这种错误概念来认识世界。因此,学生往往对自己早先形成的各种错误概念深信不疑,并试图将这些错误概念迁移到对新环境新现象的解释中去。笔者曾做过一个关于初中学生的生物学前概念的调查研究。在调查中,720名被调查者被要求回答几个多项选择题,结果表明:45%的回答者认为菊花是一朵花;仅有24%的回答者认为一粒玉米是一个果实;68%的回答者认为癌症与遗传有关,他们认为癌症有传染性并对此表示忧虑,92%的人担心接触癌症患者会给自己带来危险。这些数据表明,用传统传授方法学习生物科学概念是无效的。3诊断性评价是前概念发现和转换的有效手段所谓诊断性评价(diagnosticassessment),就是通过一定方式发现学生学习中存在的问题,分析这些问题产生的原因,从而为改进和调整教学策略提供依据。诊断性评价是揭示学生的前概念的有效手段。具体地说,通过诊断性评价,能够帮助我们发现前概念,查明学生概念学习中的困难的真正原因,从而采取对策,促进学生实现概念的生成和转变。诊断性评价既需要以日常观察为主要手段的定性分析,又需要以诊断性测验为主要手段的定量分析。这是因为,虽然诊断性测验能提供大量有关学生的前概念的信息,但是,诊断性测试题的编制与设计又必须以日常观察为基础,所以,在运用诊断性评价揭示学生的前概念时,必须将两者结合起来。3.1观察,及时评价教师每天在课堂上或其他教学活动中可以随时对学生进行观察,对学生的反应作出准确和及时的评价。日常观察可以通过提问、访谈、问卷调查、制作概念图等方式进行。3.1.1掌握学生对有关概念的理解课堂提问有两种,一种是集体提问,可以粗略地诊断出全班对有关概念的理解水平。另一种是个别提问,可以诊断出不同学生可能拥有的前概念。3.1.2土壤样品的吸收访谈也能诊断学生在某些知识点上的“缺陷”,特别是深层访谈可以收集学生已有生物学概念的想法,为编制诊断性测试题打下基础。例如,笔者曾运用访谈法收集到学生有关光合作用的想法有:·植物白天进行光合作用,吸收二氧化化碳,放出氧气;晚上进行呼吸作用,吸收氧气,放出二氧化碳,所以植物白天不会吸收氧气。·植物的气孔白天关闭,晚上开放,因为植物白天需要吸收二氧化碳,晚上则不需要。·因为土壤中养分不足,所以植物才需要进行光合作用。·植物进行光合作用时除了吸收太阳的光外,还吸收太阳的热。·用塑料袋套住植物,袋内会产生雾气,这些雾气是二氧化碳。·用塑料袋套住植物,就不能进行光合作用,因为前者夺走了阳光。总之,运用访谈法可以收集到大量学生自己的想法,对于这些想法,研究者还必须进行以下深度加工:①指出学生严重的知识空白点,或对学生的想法(回答)进行分类,并弄清各类回答的原因模式。②根据学生的回答,推测学生头脑中对教学具有干扰作用的错误概念。③根据学生的错误概念编制诊断性测试题。3.1.3问题2:理解分配为了了解学生对生物学概念的理解,可以采用问卷调查,例如,要求学生回答“你是如何理解光合作用的?”“什么叫做吸收?人体是怎样吸收营养物质的?”等。问卷调查的最大优点是可以在短时间内收集到范围广泛的材料。3.1.4概念图的形象化所谓概念图,实质上就是用于组织和表征知识信息的工具,它通常是将有关某一主题不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中,再以各种连线将相关的概念和命题连接,这样就形成了关于该主题的概念图,以此形象化的方式表征学习者的认知结构及对某一主题的理解。通过制作概念,可以帮助研究者了解学生对有关主题的理解(包括前概念)。例如,通过制作“自然选择”的概念图,就能了解学生对这一概念的理解情况。3.2教学主题的测量这里是指以诊断学生普遍存在的前概念,揭示其错误概念产生的原因为目的的一种特殊的测试,也可称之为概念诊断性测试。其题目不是按教学目标面面俱到,而是在日常观察的基础上,经精心筛选、设计的有针对性的测试。题目一般包含学生可能产生的各种错误概念。总之,设法将学生容易产生错误理解的知识点呈示给学生,让学生的前概念在测试中“曝光”,这就是诊断性测验的目的所在,也是诊断性测验能提供大量有关学生学习中的前概念的关键所在。4前概念和诊断性评价诊断性测验(diagnostictest)是生物学教学中揭示学生的前概念和进行诊断性评价的最有效形式。诊断性测试题的设计和使用质量如何,直接影响对学生的前概念的揭示和诊断性评价的有效性。因此,对诊断性测验必须精心设计和合理实施。4.1诊断测试设计4.1.1诊断性测试方法要符合以下原则诊断性测试题的设计要遵循以下几个原则:①目的性原则。这是诊断性测试的灵魂,它要求编制测试题以诊断学生的前概念为目的。②可接受性原则。诊断性测试必须考虑不同层次学生的实际水平,力求符合学生的认知心理特点,符合特定学习阶段学生的接受能力。③针对性原则。在编制诊断性测试题时,既要考虑到揭示学生头脑中的前概念,又要注意诊断学生产生这些前概念的原因,以帮助研究者寻求促进概念转变的教学策略。④实效性原则。通过诊断结果的分析,查明学生头脑中存在的前概念,以帮助学习者调整自己的学习和教者改进其教学策略。4.1.2诊断测试的类型和特点诊断性测试题主要有以下3种题型:4.1.2.被试者独立显示这是一种客观性测试题,它可在较短时间内测试出较多的内容,另外,它有明确的评分标准,可以客观评分,但由于它有固定的答案,限制了被试者的独立发挥,不能全面反映被试者的想法。例1.植物进行光合作用的主要意义是什么?选出你认为较为正确的答案。A.制造氧气提供给动物和人类的呼吸作用;B.消耗空气中的二氧化碳,防止空气中的二氧化碳堆积;C.制造有机物(淀粉、蛋白质、脂肪等);D.将光能转变为氧气,不断更新空气。4.1.2.吸气作用和光照这是对传统选择题型的改进与发展。其特点是试题分为两层,第1层为是非或选择题型式,通常有2～3个选项;第2层为若干叙述选项,要求学生选择符合自己想法的叙述(理由)。从而能克服传统选择题不利于发表个人想法的缺点。例1.对于“植物白天进行光合作用,晚上进行呼吸作用”的说法你同意吗?A.同意B.不同意理由:①植物没有鼻子,所以不能进行呼吸作用;②在晚上,植物会吸进氧气,释放二氧化碳,这一过程称为呼吸作用;③植物会像动物一样,日夜随时进行着呼吸作用,吸进氧气,释放二氧化碳。光合作用只是在白天进行:吸进二氧化碳,释放氧气;④植物吸进二氧化碳,释放氧气的过程,在白天称为光合作用,在晚上则称为呼吸作用。⑤其他______例2.光合作用的过程分两个阶段:光反应和暗反应。你认为“植物在有光时也能进行‘暗反应’”这句话正确吗?A.正确B.不正确理由:①植物在有光时进行“光反应”,没有光时才进行“暗反应”;②植物在无光时先进行“暗反应”,在有光时再进行“暗反应”;③不管是“光反应”或“暗反应”,都要在有光的条件下进行;④“光反应”一定要在有光的条件下进行,“暗反应”就不一定;⑤其他4.1.2.学生思想自新自由权简答题是一种主观性测题。由于采用书写的方式自由作答,被试者有机会清楚地表达自己的思想,答案可以体现学生的思想、观点,对了解学生的前概念有重要的参考价值。例1.植物的种子种到土壤里,不久便会长成幼苗,最终长成一株植物,后者的养分从哪里来?4.2建立诊断性测试评价机制诊断性测试从编制到实施一般要经历以下几个环节:①研究者与资深生物学教师组成研究小组,共同参与研究;②研究小组讨论概念学习的特点及研究方法与技术;③研究者以访谈和概念图等方式,收集研究资料,探究学生的前概念或错误概念;④研究小组协商讨论,分享研究经验,共同解决困难;⑤分析讨论访谈资料;⑥根据访谈资料的分析结果,设计诊断性测试的试题;⑦研究小组共同协商讨论诊断性测验试题的适切性并作适当修改;⑧进行诊断性测试,分析测试的结果;⑨根据测试的结果进一步修订测验试题;(10)对测试结果进行分析评价,发展适当的教学策略,促进学生的概