高中生物学核心素养测评框架与评价指标体系的构建

 

作者：孙鹏（北京教育考试院）

摘要：在推进新课程改革深入实施的过程中,评价既是重点也是难点。目前,对于高中生物学核心素养评价标准的研究尚显不足。生物学核心素养测评框架包含情境与任务、学科知识、关键能力、思想观念四个测评维度。生物学核心素养测评框架与评价指标体系科学合理并具有可操作性,可为基于新课程标准的高中生物学学业水平考试等大规模教育考试的命题与评价提供直接依据或有价值的参考。

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“新课程标准”）与上一版课程标准最显著的不同在于，引入了核心素养这一新的概念。新课程标准着眼于青少年身心发展和国家对人才培养的需求，为新一轮基础教育课程改革的开展指明了方向，注入了动力。对于推进新课程改革的深入实施，评价是重点工作之一，也是难点之一。这主要面临两个挑战：一是，要深刻认识和分析所要测量的每个核心素养的内涵、构成或结构、不同水平的实质特征；二是，要在核心素养水平和任务表现之间建立明确的关联。这也是制定核心素养测评框架或测评标准的依据。

为促进学科核心素养在教学与评价中的落实，新课程标准同时增加了学业质量标准的相关内容。学业质量标准是依据学科核心素养及水平，结合必修课程和选择性必修课程的重要内容，对学生在学习相应课程后表现出的核心素养水平的描述，是阶段性评价、学业水平考试命题的重要依据。仔细研读学业质量标准可以发现：其对于核心素养水平表现的描述具有较强的概括性，很好地凸显了核心素养的整体性，但也使得个别核心素养要素未被明确地指出；学业质量标准是对学生学业成就的总体刻画，既指导过程性评价，也面向终结性评价，大规模考试命题时仍需要对纸笔考试所能测评的素养表现作进一步区分；不同学业质量水平的差别在于“不同复杂程度的情境中运用各种重要概念和方法解决问题的程度”，然而学业质量标准对情境和问题复杂程度的表述相对抽象，致使实际操作存在一定难度。那么，大规模纸笔考试如何才能准确有效地测评核心素养，如何才能更好地与学业质量标准对接？这些都是亟须深入研究的课题。

有学者指出，学业质量标准不是学业考试评价标准，而是后者的主要依据。测量、判断学生的学业成就，需要制定学业考试评价标准（指标体系）并确定考评方式。目前，对学科核心素养评价标准的研究在高中不同学科相继展开。已有数学、物理、化学、地理等学科发表了构建学科核心素养评价指标体系的研究结果。还有若干研究聚焦于学科某一项核心素养的评价指标体系，尚未见到研制完整的高中生物学核心素养评价指标体系的有关报道。本研究旨在厘清高中生物学学科核心素养测评维度与水平差异，明确核心素养要素及以纸笔考试形式可测评的素养表现，结合考试命题实践经验，构建高中生物学学科核心素养测评框架与评价指标体系，实现生物学核心素养测评实践，尤其是高中学业水平考试命题，与学业质量标准更有效地对接。

一、核心素养测评框架与评价指标体系构建原则

（一）科学性

高中生物学核心素养测评框架与评价指标体系的构建，首先应遵循科学性原则。要以新课程标准生物学核心素养的内涵为基本依据，基于学业质量标准的整体框架与素养表征，结合教育测量理论与国内外有影响力的核心素养测评研究成果，明确核心素养测评维度，厘清核心素养水平划分标准，提取各个核心素养的素养要素，区分纸笔形式可测评的素养内容，科学地构建核心素养测评框架，并据此形成核心素养评价指标体系。核心素养测评框架的构建，应符合核心素养所蕴含的学习观，符合学生学习活动进程与认知发展的客观规律。评价指标体系中各层级指标的生成均应遵循统一的标准，每一项指标都应能客观真实地反映学生相应的素养与水平。

（二）可操作性

可操作性是构建高中生物学核心素养测评框架与评价指标体系应关注的重点。核心素养测评框架与评价指标体系将直接用于指导制备核心素养测评工具，尤其是纸笔考试形式的试题及评分标准。因此，对测评维度的界定应明确易辨别，避免模糊重叠；各个水平的区分应依托统一的术语体系以廓清界限，避免交叉含混；评价指标，特别是最末层级指标的表述应简洁、明确、可操作性强，便于使用者直接对照实施，从而通过测评获得确切结论。此外，由于最末层级评价指标往往条目较多，描述相对复杂，其与测评框架的一致性越高，将越有利于教师、命题人员、评价人员等使用者记忆、理解和把握，有助于促进教、考、评各个环节衔接一体。

（三）完备性

高中生物学核心素养测评框架与评价指标体系是一个整体，应能够相对完整地表征学生生物学核心素养及发展水平。既要囊括生物学核心素养中可凭借纸笔形式测评的所有内容，又要涵盖符合新课程学科核心素养测评要求所涉及的各个测评维度及全部内容要素，确保基于这一测评框架与指标体系能够开发出充分反映学生生物学核心素养发展情况的测评工具。

二、生物学核心素养测评框架的构建

（一）明确生物学核心素养的测评维度

学科核心素养的测评旨在通过学生完成具体任务的表现，推断其某个素养的水平。要想合理评价学生核心素养的发展情况，需要思考核心素养、情境、课程内容之间的关系，构建多维的核心素养评价框架。[4]本文基于生物学核心素养内涵，参考杨向东的学科核心素养发展模型和PISA评价框架，将学科核心素养分为关键能力、思想观念2个维度，进一步提出包含情境与任务、学科知识、关键能力、思想观念4个测评维度的生物学核心素养测评框架。

情境与任务是引发学科核心素养表现的媒介。在基于纸笔形式的学科核心素养测评中，试题的情境与任务紧密配合，共同营造素养表现的场域。试题情境是创设学科核心素养测评任务的重要依托。一方面，情境将现实生活与学科领域联结起来，提供引发学生学科核心素养表现的可能性；另一方面，情境为任务的设置提供必要信息与前提条件，初步勾画任务空间。任务是联结试题情境与考查目标的纽带，试题任务的创设既要依托真实情境，又要指向生物学核心素养及其发展水平。因此，只有将情境与任务进行有机结合，才能够有效引发学生学科核心素养的外显。基于上述分析，本研究将情境与任务作为核心素养测评框架的一个维度。这个维度不是学科核心素养自身的维度，而是引发学科核心素养表现的外部媒介。

学科知识是承载学科核心素养表现的载体。学生学科知识的发展是从事实入手，通过让学生与源于现实世界的真实情境互动，实质性地形成概念和掌握原理，并在此基础上形成结构化的知识。虽然学生对学科知识掌握的多少并非核心素养测评关注的重点，但是正如余文森所说，素养就是外在的知识和人内在的所有东西产生化学反应的结果[5]，学科核心素养的测评无法脱离学科知识展开。在测评中，学科核心素养表现是被试在情境与任务这一媒介诱发下，调用学科核心素养结合学科知识对相应信息进行处理、加工的结果，这一结果需要通过学科知识承载并外显。因此，学科知识也应成为核心素养测评框架中一个不可或缺的维度。学科核心素养包含正确的价值观、必备品格与关键能力。关键能力属于认知领域。在纸笔考试中，生物学学科关键能力是学生在接受生物学教育过程中认知能力与学科内容的有机结合，是学生认知能力在学科中的具体体现。关键能力是生物学学科核心素养测评的一个重要维度，其与学科核心素养测评的关系在以往研究中有详细阐述，在此不再赘述。

在杨向东提出的学科核心素养发展模型中，除了情境、知识与技能、过程与方法，还有一个维度是学科本质观。学科本质观是学生在形成学科方法和思维的过程中，通过潜移默化地理解和掌握学科思维方式和探究模式，进而达到能够深刻理解学科的观念及其性质，反思学科的价值和不足而逐渐形成的。由此看来，新课程标准中提出的价值观应包含学科本质观。品格是一个比较宽泛的概念，有学者把品格教育与道德教育等同看待，有的把品格和美德这两个术语作相互替换，还有的将品格与价值观交融论述。可以看出，目前大家对品格的内涵虽然难以达成共识，但能够判断，品格与价值观均属于情意领域，处于学科核心素养的同一个维度。综合以上分析可知，在情意领域中，价值观与品格相互交融，是由多种观念构成的观念系统。因此，本研究将思想观念作为学科核心素养测评的第四个维度。

（二）厘清生物学核心素养测评的水平特征

通过改变情境的开放程度、学科容量和问题解决过程，可以系统设计或控制任务解决过程中的心智要求，形成学科核心素养测评的难度梯度，实现对学科核心素养不同水平的合理评价。因此，想要测评学生学科核心素养的发展情况，需要划定各个核心素养测评维度的层级，通过对各个维度不同层级要求进行合理组合，指向核心素养不同水平的表现。基于此，本研究以新课程标准对生物学核心素养各个水平的描述为依据，梳理学业质量标准所刻画的各个水平表现，分析、提炼出上述4个测评维度的关键特征（见表1）。

①在本研究中不存在熟悉情境下的复杂任务。因为学生熟知该情境的结构与特征（前因后果），所以基于该情境创设的任务对于学生来说均不需要调用高阶思维能力、学科思想与价值观念即可完成；②必修模块为学业水平合格考要求的知识范围，必修模块和选择性必修模块为高考或学业水平等级考要求的知识范围。

在情境与任务维度，将情境分为熟悉情境和陌生情境，将任务分为简单任务、复杂任务、封闭性任务和开放性任务。通过设置不同类型情境与任务的组合，即改变引发素养表现媒介的结构化程度与空间大小，实现对核心素养不同水平的测评。熟悉的情境，指在教材或学习、生活中出现过，学生已经熟知其前因后果的情境，以及在此基础上有适度变形或延伸的内容。其中，“适度”是形容这些变形和延伸没有使该情境所引发的目标表现由基础水平（水平一、二）跨越到高水平（水平三、四）。陌生的情境，指在教材中未出现过，或者学生在学习、生活中不知其所以然的情境。简单的任务，指只需基础性认知操作，如调用理解能力或应用能力（主要包括辨认、比较、解读、推理、归因等基础思维能力），基于结构化程度不高的知识即可完成的任务。复杂的任务，指需要经过复杂的认知操作，如运用思辨能力或创新能力（主要包括论证、评价、假设、设计等高阶思维能力），基于高度结构化的知识才能解决的任务。封闭性任务，指任务条件即题目信息明确、完整，解决问题的路径、方法及结果均较为固定的任务。开放性任务，指任务条件即题目信息模糊、不足或有冗余，用以解决问题的路径、方法或结果不固定、不唯一的任务。

关键能力维度水平一至四分别对应的是生物学科能力测评框架4项能力中一项或两项的组合。水平一主要测评理解能力，关注对信息吸收内化的能力。水平二主要测评应用能力，关注对信息简单加工的能力。水平三主要测评思辨能力，关注对信息复杂加工的能力。水平四主要测评思辨能力或创新能力，关注在独立思考过程中对信息的迁移整合能力。

价值观的形成源于情感和态度，而态度含有情感成分。结合前文对思想观念维度的分析，学生价值观形成的基本过程为：学生基于对生物学学科价值积极认同的态度，理解和掌握解决生物学问题的程序或模式（学科方法），形成在认识生命活动的过程中自觉运用该程序或模式的思想意识（学科思想），进而能够领悟生物学观念及其性质，反思学科的价值和不足，逐渐形成稳定的价值观念系统。在这一过程中，态度、学科方法、学科思想、价值观念渐次形成，分别对应思想观念维度的水平一至水平四。

学科知识作为承载素养表现的载体，测评所要求的范围在不同考试中有所差异。根据新课程标准的规定，学业水平合格考只涉及必修模块内容，高考和学业水平等级考除必修模块内容外，还包括选择性必修模块的全部内容。综上，本研究得到如表1所示的生物学核心素养测评框架。学生生物学核心素养水平一的主要表现特征为：在熟悉或陌生情境中，能认同生物学基本观点，正确理解生命现象，完成简单任务。水平二的主要表现特征为：在熟悉或陌生的情境中，能借助学科方法，调用应用能力，完成简单任务。水平三的主要表现特征为：在陌生情境中，能结合学科思想，运用思辨能力，完成复杂的封闭性任务。水平四的主要表现特征为：在陌生情境中，能秉持正确的价值观念，运用思辨能力或创新能力，完成复杂的开放性任务。

三、生物学核心素养评价指标体系的构建

（一）素养要素

以新课程标准提出的4项生物学学科核心素养，即生命观念、科学思维、科学探究和社会责任为一级指标，通过分析研究4项学科核心素养的内涵，从每项核心素养中分别萃取、凝练得到4个素养要素。采用专家会议法，组织来自高校、中学教研和中学一线的多位专家反复讨论修改素养要素，将最终确定的16个素养要素作为二级指标：生命观念包括结构与功能、进化与适应、稳态与平衡、物质与能量4个要素；科学思维包括归纳与概括、推理与论证、模型与建模、质疑与创新4个要素；科学探究包括问题与假设、设计与预期、结果与结论、反思与讨论4个要素；社会责任包括生态与环保、生命与健康、辨伪与求真、科技与社会4个要素。

（二）表现指标

为与学业质量标准的各个水平准确对接，基于本研究所建构的生物学核心素养测评框架，依据各个核心素养的内涵，考虑纸笔形式对素养表现的限制，提出各素养要素各水平的表现指标。采用专家会议法，组织专家组对表现指标反复讨论修改，最终得到4素养X4要素X4水平共64个表现指标，形成生物学核心素养评价指标体系（见下页表2）。由于对生命观念4个要素同一水平的表现指标描述较为接近，仅在反映其素养要素的具体观念上有所差异，所以在展示时统一用“生命观念”作相应替代，将生命观念的16个表现指标合并为4个。此外，在描述表现性指标中用到的“辨认、比较、解读、推理、归因、论证、评价、假设、设计”9个动词的内涵与《构建基于核心素养的生物学科能力测评框架》—文所述一致。

注：I表示在熟悉或陌生的情境中，面对简单任务；II表示在陌生的情境中，面对复杂的封闭性任务；III表示在陌生的情境中，面对复杂的开放性任务。

四、评价指标体系的检验

（一）二级指标的认同度分析

以4个生物学核心素养为量表维度，以16个二级指标为量表题目，采用Liketr五级量表（其中1表示非常不认同，5表示非常认同）编制了专家认同度问卷，并对121位具有高级职称的高校、教研员和一线教师进行了在线调查。回收有效问卷共121份，回收有效率100%。

专家认同度问卷4个分量表的α系数分别为0.87、0.74，0.73和0.84，表明4个维度具有较好的或可以接受的内部一致性。参与调查的教师对各项指标的平均认同度在4.37与4.83之间（M=4.68），说明专家群体对指标具有较高的认同度，整体认同度介于比较认同和非常认同之间。

（二）验证性因素分析

为了验证问卷的结构，借助mplus7.3进行了验证性因子分析。结果表明，因子载荷量在0.696至0.952之间，说明模型基本适配度良好。一阶模型的p值0.018<0.05，SRMR值0.061<0.08，CFI值0.988>0.96，TLI值0.985>0.95，RMSEA值0.052<0.06，说明符合模型适配标准。由相关性分析结果显示，一阶因子间存在高度相关性，因此，进行二阶模型的拟合，将4个核心素养一级指标设为彼此相关。结果表明，二阶模型拟合良好，其中p值0.001<0.05，SRMR值0.064<0.08，CFI值0.981>0.96，TLI值0.978>0.95，RMSEA值0.070<0.08，说明二阶模型基本符合模型适配标准。高中生物学核心素养测评指标一阶模型和二阶模型的基本适配指标均达到可接受标准，表明通过专家会议法建构的4个一级指标和16个二级指标的结构是较为合理的。

（三）表现指标的检验

为检验表现指标的科学性与可操作性，通过筛选、改编已有试题或命制全新试题的方式，获得与表2中各条表现指标——对应的64道试题。每道试题的情境与任务、考查的核心素养及素养水平全部按照各条指标的要求设置。测评核心素养水平一至水平三，均采用选择题形式的客观性试题。测评核心素养水平四，由于任务需要具有开放性，均采用简答或问答等形式的主观性试题。以这64道试题作为测评工具，对来自北京市城区和郊区不同水平学校的7584名高三学生进行抽样测试，测评核心素养水平一至水平四的试题难度系数分别为0.88、0.82、0.74和0.23，测试结果与预期相符。上述结果表明，本研究拟定的表现指标均具有良好的可操作性，同时表明测评框架的水平划分具有合理性。

当前，在深化新时代教育评价改革、高中育人方式改革、高中课程改革、高考综合改革等多改并行的背景下，大规模教育考试应如何切实落实对学科核心素养的测评，从而使考试评价能够产生与高中教学乃至整个基础教育的正向协同作用，促进教育教学进一步提质增效，已成为考试评价领域必须面对的重要课题。

本研究在新课程理念引领下，依据新课程标准，借鉴国内外核心素养测评相关理论，充分吸纳既往研究成果，初步构建了可应用于我国大规模教育考试的生物学核心素养测评框架与评价指标体系，并对该测评框架与评价指标体系从科学性和可操作性等方面进行了检验。测评框架包含情境与任务、学科知识、关键能力、思想观念4个测评维度，划分出核心素养测评的4级水平，为以纸笔形式开展的生物学核心素养测评提供了“脚手架”。在此基础上构建的“4素养X4要素X4水平”评价指标体系可作为生物学核心素养测评的操作指南。本研究结果不仅能为高中生物学学业水平等级性（选择性）考试、合格性考试等大规模教育考试的命题与评价提供直接依据或有价值的参考，而且由于所构建的核心素养测评框架具有一定通用性，也能够为其他学科核心素养测评标准的研制提供借鉴。

来源：孙鹏.高中生物学核心素养测评框架与评价指标体系的构建[J].课程.教材.教法,2023,43(09):130-137.DOI:10.19877/j.cnki.kcjcjf.2023.09.021.