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我国新一轮的理科课程改革倡导探究性学习,重视技能的培养和训练。科学过程技能(Science Process Skill,SPS)是理科教育三维目标中不可或缺的组成部分。而生物学过程技能(Biological Science Process Skill,BSPS)作为科学过程技能的一个重要分支,它在生物学教育中占据着极其重要的地位,是学生技能综合发展的一个重要维度。因此,对生物学过程技能的评价研究具有非常重要的理论和实践意义。
本研究从探讨生物学过程技能的组成要素入手,通过实证的研究方法,利用自行设计的评价工具对中学生的生物学过程技能做了评价研究。
本研究首先定义了生物学过程技能这一概念,探讨了它所包含的主要技能。通过比较和分析多个国家和地区的科学教育或生物教育课程文件,对各项技能进行了细化和分解,最终形成用目标行为动词描述的生物学过程技能评价指标体系。以修正后的评价指标体系为依据,开发了生物学过程技能的评价工具--TBSPS。
本研究选取了北京市四所学校的747名中学生作为样本,利用TBSPS对他们的生物学过程技能进行了评价研究。根据评价的结果,从整体情况、性别和学段三个方面对中学生的生物学过程技能进行了统计分析。最后,讨论了生物学过程技能的逻辑架构。
通过以上工作,本研究获得了以下主要结论和发现:
1.生物学过程技能是指生物学家在进行科学研究时所发生的一系列事件。包括观察、分类、测量、预测、推理、作出假设、识别和控制变量、实验、解释数据、提出问题、建立模型等11项技能。
2.生物学过程技能评价指标体系的构建程序大致包括:确定一级指标→确定二级指标→修正二级指标(专家访谈、调查研究、计算态度系数)→评价指标体系。
3.依据评价指标体系开发的生物学过程技能评价工具--TBSPS对评价中学生的生物学过程技能是有效的。
4.初中生的生物学过程技能整体水平符合正态分布。平均得分率为0.58,未达到及格水平。其中5项技能的得分率超过0.60,分别为解释数据(0.67)、作出假设(0.69)、分类(0.72)、预测(0.76)和实验(0.86)。而其他6项技能的平均得分率低于0.60。
5.高中生的生物学过程技能整体水平符合正态分布。平均得分率为0.76,达到了及格水平。其中观察(0.54)和推理(0.55)技能的平均得分率低于0.60,其他9项技能均超过了0.60。
6.初一和初二学生的TBSPS总分无统计意义上的显著性差异。初中学生的TBSPS总分低于高中学生,在0.01水平上具有极其显著的差异。
7.在初中和高中两个学段,男生的TBSPS总分均低于女生,且在0.01水平上都有极其显著的差异。
8.11项生物学过程技能的得分均与总分之间均存在0.01水平极其显著的相关性。
9.统计分析的结果显示,这些技能可以被聚类为2类:基本生物学过程技能和综合生物学过程技能。前者包括观察、分类、测量、提出问题、预测、识别和控制变量,后者包括实验、解释数据、推理和建立模型。
10.生物学过程技能与科学探究之间存在一定的关联性。