论文题目：基于PTA量表评价高中生生物实验设计能力的实践研究 ——以人教版必修一模块为例
摘要：生物学实验是生物学教材的有机组成部分,是学生学习和巩固生物学理论知识的有力支撑依据。实验设计不仅是科学探究的环节之一,还在学生科学探究素养的形成中承担着重要角色,是学生科学探究能力培养和科学思维养成的重要途径,对落实培养学生的生物学学科核心素养具有积极意义。PTA量表作为一种实操性强的评价工具,能够多维度、多层次的评价学生的某种行为表现,PTA量表根据评分标准将学生的不同表现划定为不同的等级。它先将学生的某种行为表现拆分为几个基本要素,对各个基本要素有标准的评分依据,分别对这些基本要素进行单独评价,再将各个要素评价进行归纳,就可以对学生的整体行为表现进行评定,这样的评价方式真实客观的体现了学生的学习状况,能够针对性的对学生存在的问题进行改进,符合以“学生为主体”教育理念。本研究选取实验工作单作为体现学生实验设计能力载体,旨在运用PTA量表评价高中生生物实验设计能力。首先对实习中学生物实验教学现状进行调查,归纳必修一《分子与细胞》模块中适于开展评价的实验素材,以生物学课程标准要求和学生学情为依据设计实验工作单;其次根据高考试卷中实验设计相关试题考查特点,结合已有研究,编制了实验设计能力PTA评价量表;最后选取实习学校高一年级三个不同层次班级学生作为研究对象开展评价,引导学生填写实验工作单,利用PTA量表对学生工作单完成情况进行评价,对学生实验设计存在问题进行原因分析,提出提升策略,将策略应用于教学设计中,并选取第三层次班级展开教学实践。生物实验教学现状调查发现:学生的实验设计能力处在萌芽发展阶段,他们对生物学现象或实验兴趣浓厚、动手意愿强,但设计实验进行探究的能力欠缺;教师在课堂教学中对实验内容的处理过于简单化,忽视实验在生物课程中承担的作用,将“实验探究课”上成了“理论背诵课”,同时在学生实验设计能力评价上,传统纸笔测验仍占据主导地位,或基本不涉及该项内容。PTA量表评价学生实验设计能力结果表明:不同层次班级学生的实验设计表现各异,实验设计能力有悬殊。各班级均在实验目的环节得分最高,说明学生基本上能够明确实验目的,初步掌握了首要环节。在定位阐述实验变量间关系、实验过程的描述、实验预期结果及结论的表达三个环节上,各班级表现存在差距,但三项总体得分低于明确实验目的,学生不能够准确地阐述各变量间的关系、科学合理的设计实验步骤、规范清晰表达实验预期等。本研究根据评价结果及前期调查数据,制定了高中生生物实验设计能力提升策略,将其与教材实验内容结合并创新教学设计,展开课堂教学实践。教学实践说明:“小组合作”、“设置问题串”、“模型建构”等策略对提升学生对生物学实验的学习兴趣、大胆做出猜想与假设、实验设计、书面语言表达能力等有促进作用。
关键词：PTA量表;生物学实验设计能力;评价;教学策略
学科专业：教育硕士（专业学位）
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 2019版高中生物学教材突出对学生实验设计能力的培养
1.1.2 高中生物学实验教学现状
1.1.3 实验设计能力是生物学科高考试题重要考查内容
1.2 研究意义
1.2.1 促进学生实验设计能力培养与发展
1.2.2 促进学生实验设计能力评价方式的转变
1.2.3 丰富教师教学方法、更新教学理念
1.3 研究目的
1.3.1 以实习中学为例了解高中生生物实验设计能力水平现状
1.3.2 基于PTA量表评价结果,制定提高学生生物实验设计能力策略
1.3.3 策略与教学设计结合,使生物实验教学方式多元化
1.4 研究进展
1.4.1 PTA量表研究现状
1.4.2 实验设计能力研究现状
1.4.3 PTA量表评价高中生生物实验设计能力研究现状
1.4.4 小结
1.5 研究方法
1.5.1 文献分析法
1.5.2 问卷调查法
1.5.3 访谈法
1.5.4 PTA量表法
1.6 研究思路
2 相关概念界定及理论基础
2.1 概念界定
2.1.1 PTA量表
2.1.2 实验设计能力
2.1.3 工作单
2.2 研究理论基础
2.2.1 布鲁纳认知—发现学习理论
2.2.2 语言学理论
2.2.3 多元智能理论
2.3 PTA量表特点
3 高中生物学实验教学现状调查
3.1 调查目的
3.2 调查准备及时间
3.3 调查对象
3.3.1 学生群体
3.3.2 教师群体
3.4 调查方法
3.4.1 问卷调查法
3.4.2 访谈法
3.5 学生问卷调查结果
3.5.1 学生对生物实验感兴趣程度
3.5.2 学生对生物实验重视程度
3.5.3 学生喜爱实验教学方式
3.5.4 学生实践意愿
3.5.5 学生对实验设计原则及环节了解程度
3.5.6 学生自我实验设计能力评估
3.6 教师访谈结果
3.6.1 教学经历
3.6.2 实验在生物教学中的占比
3.6.3 实验教学方式
3.6.4 学生实验设计能力评价
3.7 小结
4 实验工作单设计及PTA量表制定
4.1 设计实验工作单
4.1.1 实验工作单的类型
4.1.2 实验工作单的设计依据
4.2 编制PTA量表
4.2.1 选取评价内容
4.2.2 确定评价要素
4.2.3 制定评价指标
4.2.4 划分评价标准
4.2.5 生成PTA量表
4.3 PTA量表评价流程
5 运用PTA量表评价高中生生物实验设计能力
5.1 评价对象及课例
5.1.1 评价对象
5.1.2 评价实验
5.1.3 评价开展时间
5.2 评价方法
5.2.1 PTA量表法
5.2.2 SPSS数据分析法
5.3 评价结果分析
5.3.1 学生实验设计能力总体表现
5.3.2 学生实验设计各环节具体表现
5.3.3 实验设计各环节与实验设计能力相关性
5.3.4 不同层次班级学生在同一实验的表现差异
5.3.5 第三层次班级学生在不同实验各环节表现差异
5.4 评价结果讨论
6 高中生物学实验教学改进
6.1 学生实验设计存在问题
6.1.1 审题不清
6.1.2 实验原理不清
6.1.3 逻辑关系混乱
6.1.4 书面语言表达能力欠缺
6.2 高中生生物实验设计能力提升策略
6.2.1 “组建”兴趣小组,“促进”合作交流
6.2.2 “创设”问题情境,“激发”探究意识
6.2.3 “设置”问题小串,“引导”猜想假设
6.2.4 “创新”教材实验,“培养”逻辑思维
6.2.5 “建构”实验模型,“领悟”实验规律
6.2.6 “练习”实验试题,“提升”书面表达
6.3 高中生物学实验教学改进实践
6.3.1 实践对象
6.3.2 实践方法
6.3.3 实验内容
6.3.4 开展教学实践
6.3.5 实验教学效果
6.4 高中生物学实验教学实践小结
7 研究总结
7.1 研究结论
7.2 研究不足与展望
参考文献
附录1 学生调查问卷
附录2 教师访谈提纲
附录3 实验工作单一
附录4 实验工作单二
附录5 实验工作单三
附录6 第三层次班级“问题串”教学设计
附录7 第一层次班级“自主探究”教学设计
附录8 第二层次班级“模型建构”教学设计
致谢