基于布鲁姆教育目标分类学的高考生物学实验试题分析

第37卷第4期
2021 年
中学生物学
Middle School Biology
Vol.37 No.4
2021
文件编号：l〇〇3- 7586(2021)04 - 0046 - 03
基于布鲁姆教育目标分类学的
高考生物学实验试题分析
曾凡伟“2罗颖强：
(1.华中师范大学教育学院湖北武汉430079)
(2•江西省赣州市第三中学江西赣州341000)
对高考试题进行分析，有助于教育工作者了解和 把握高考试题的命制特点、考查侧重点，可以充分挖 掘高考对教学的价值引领和引导教学功能，全面落实 立德树人的根本任务。

布卢姆教育目标分类学修订 版（以下简称修订版)在知识和认知过程维度上有独 特见解，从知识维度分析有助于可以检测到髙考所考 查的知识类型，从认知过程维度分析能反映出试题所 达到的认知水平，目前被广泛应用于教育教学研宄 中。

本研宄基于布卢姆教育目标分类学的理论框架，从知识和认知过程两个维度，对2016—2020年全国高 考I卷的生物学实验试题进行对比分析，以期为生物 学教师提供教学参考。

1布鲁姆教育目标分类学
修订版是2001年安德森和梅耶等专家对原布卢 姆教育目标分类学进行修订后形成的。

修订版继承 并优化了之前的理论，将认知领域的教育目标分为知 识和认知过程两个维度。

其中知识维度从具体到抽 象分为了四大知识类型:事实性知识、概念性知识、程 序性知识和元认知知识4个类目。

认知过程维度则划 分为记忆、理解、应用、分析、评价、创造6个水平要 素。

修订版将学生对学习内容的掌握水平进行阶梯 式描述,因此经常被用于试题分析。

2基于布鲁姆教育目标分类学的高考生物学 实验试题分析
以修订版中的二维分类表为试题分析的工具，通 过找到试题中对应的测评目标，确认测评目标的“动词 和名词”。

其中，动词一般指明了认知过程维度，通过 分析找到其所对应的认知层级，锚定测评目标中的名 词。

名词则是生物学知识术语，以明确该题所考查的 知识类型,如此形成生物学实验试题的测量目标分类 表。

教师借助二维分类表，可以将内隐的知识类型和 认知水平外显出来，从而根据试题反馈调整教学所应达到的深度和广度，调整课堂教学的重难点。

此外，教 师分析解试题所应经历的认知过程，能掌握学生解题 时认知过程可能出现的障碍，进而更好地指导教学。

本研宄选取2016—2020年全国髙考理科综合试 卷（全国I卷）生物学必修部分的实验试题为研宄对 象，即选择题第]〜6题和非选择题第29〜32题中考查 实验的试题，并基于布鲁姆教育目标分类学对其进行 分析。

2.1 试题考查目标的统计结果
经统计，得到2016—2020年高考全国I卷生物学 试题的知识与认知过程维度的目标分类表(表1)。

2.2 基于知识维度的分析
事实性知识是指题目中反映的基本生物学术语 和具体生物学要素的知识。

例如，试题2017年第4题 选择题，在实验背景下，间接考查胰岛素和乙酰胆碱 的作用。

事实性知识考查的水平一般较低，所占题量 也很少，主要由于此类型题目不能很好反应出学生的 能力差别。

生物概念性知识是指分类和类别的知识。

原理和 通则以及理论和模型的知识，反映了生物学现象和事 实的本质属性。

因此概念性知识比事实性知识更抽 象、更系统。

对概念性知识的考查能较好体现出学生 的认知水平，在实验试题中也明显占的分值较高，如 2017年第4题涉及到过敏反应，2018年第4题涉及细胞 增殖，第31题的体液调节，2019年第6题种群增长模 型，2019年32题涉及的减数分裂。

这些试题反映出命 题人对生物学概念的重视，编制试题时往往聚焦生物 学概念，以实验试题为载体，既能考查出学生对概念的 理解准确与否，又以实验试题为背景。

试题的回答能 从侧面反映出学生的科学思维和科学探究的能力。

生物程序性知识是以生物学技能和算法的知识，强调解决生物学的步骤和过程，反映的是“怎么做”的
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表12016—2020高考生物学实验试题目标分类表
知识维度
认知过程维度
记忆理解应用分析评价创造
事实性知识2017 年 3
2017 年 4
2017 年 3、4;2019 年 29(1);
2020 年 6;2020 年 31(1)
2019 年 29(2);2020 年 3、4、31(3)
⑷、6
2020 年 31 (4)
概念性知识2018 年 4、6、31(1)、（3)
2019 年 6
2018 年 4、6、31(2)(3)、
2019 年 6;2020 年 31(2)
程序性知识2016 年 3、30(1);2018 年 32(1);
2019 年 2、29(3)、32(1)(2)
2016 年 30(2)
2019 年 32(1)(2)(3)
2016 年 30(3);2017 年 29;2018 年
32(2)(3);2019 年 2、4、29(3)、32(3)
元认知知识2019 年 29(3)
问题。

这部分知识的考查要求学生己经具备生物学 知识的基础上，还要利用知识能解决生物问题，对学 生的能力和生物学素养要求较高。

例如，2018年32 题和2019年32题考查分离和自由组合定律的计算。

这类计算在实验试题中主要以实验为背景呈现，实际 是对分离和自由组合定律的考查，主要考查了学生对 遗传定律的理解和计算能力。

又如，2017年第29题 对实验思路的考查，要求学生清楚地理解实验的基本 过程，对自变量、无关变量及因变量的把握。

这部分 试题要求学生有较高的科学探究素养。

生物元认知知识是指一般认知的知识以及关于 自我认知的意识和知识,包括解决生物学知识的思路 和选择的策略。

实验试题中的元认知知识。

如2019 年第29(3)题，要求学生设计实验证明气孔开度减小的原因，要求学生首先通过自己认知分析出需要设计 三组实验证明，进而制定实验方案。

该题需要学生确 定分组和写思路过程中反复推敲、思考并评估，否则 实验设计思路就无法顺利设计出来。

经统计,2016—2020年高考生物学实验试题各知 识维度的分值及所占比例见表2。

从表中可知，高考 生物学实验试题考查的知识类型分布较为集中，多为 概念性知识和程序性知识，事实性知识也有所涉及，说明试题对实验试题知识类型考查是有选择和侧重 性的。

值得说明的是，2020年高考中事实性知识比例 较大。

这与历年试题分布情况存在较大差别，主要由 于疫情，学生复习备考方式与往年有较大变化，各地 返校复课时间不一致，高考命题充分考虑到学生的作 答感受而做出的适当调整。

表2 2016—2020年高考生物学实验试题各知识维度分值及比例
2016 年2017 年2018 年2019 年2020 年事实性知识27%15%86%概念性知识27%62%27%14%程序性知识100%46%38%44%
元认知知识14%分值14分22分32分41分28分
2.3基于认知过程维度的分析
认知维度的记忆要求学生能从长时记忆中提取 出相关生物学知识。

例如，2017年第3题提到的细胞 分裂素的作用，解题关键在于对细胞分裂素作用的记 忆。

不难发现，与记忆相关的这类知识一般是较为孤 立零散的知识点,考查学生平时的积累和记忆。

识记 所处水平较低，对学生的能力要求也不高。

理解要求学生能对试题中的图像信息构建意义。

理解这个认知层次涉及的知识类型最多，涵盖了 事实性知识、概念性知识和程序性知识，如2018年第 4题以实验为背景，聚焦于细胞增殖这个生物学概念,结合图表考查学生对细胞增殖概念的掌握情况。

应用要求学生在给定的生物学情境中执行程序。

这一类型的题目主要考查学生如何在生物情境中运用 知识解决问题。

例如，2019年32题要求学生运用分离和自由组合定律来计算子代性状分离比，相应表现型 的概率。

应用水平要求学生在理清知识间的内在逻辑 后，能够对知识进行迁移运用。

柱状图呈现结果。

分析要求学生能将信息分解为它的组成部分，确 认组成部分之间的关系并解决问题。

从表1可以看 出，处于分析这个层级的试题很多，说明命题人注重 对学生信息整合和分析能力的考查。

例如,2017年的 29题要求学生运用同位素标记法确定病毒类型。

这 就要求学生分析DNA病毒和RNA病毒的真正区别，才能设计实验方案，对学生思维逻辑性和处理信息的 能力要求较高，能够很好地考查学生的科学探究和科 学思维的能力。

评价要求学生能够基于一定的标准做出判断。

这一层级要求学生能够利用生物学知识对具体生物 学问题做出准确的评论。

从表1可知，（下转第51页）
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生。

当前，情境任务的呈现方式有计算机或网络、纸 笔和学生档案袋等。

计算机或网络使情境任务具有 交互性，更加生动，激发了学生的答题兴趣，还能记录 学生的答题轨迹，并自适应地推送试题等优点。

但 是，这种方式有情境任务开发成本较高、所需计算机 数量不足等缺点。

基于此，当前测量学生科学探宄素 养的呈现模型大多选择纸笔测验。

纸笔测验具有试 题编制容易、学生作答方便、教师批阅简单等优点。

不过，在科学探宄素养测量的纸笔测验的呈现模型 中，可以以文字、表格、折线图、曲线图等方式呈现试 题内容、实验结果等信息。

在测量学生科学探究素养 时，教师需要根据实际情况进行选择。

3 ECD理论测量学生科学探究素养的实践与 反思
笔者利用ECD模型进行了高中生物学科学探宄 试题的命题和测评实践。

结果显示,ECD模型下的科 学探宄素养的测量方式获得了学生和教师的普遍认
(上接第47页）涉及评价的试题只有2020年第31 (4) 题，评价此实验成功、某药物的意义。

这一问题就是 要求学生结合体液调节、激素的作用，进而对这种药 物作出评价。

这类试题可以测评学生批判性思维能 力的状况。

创造要求学生能够将某些要素组成全新的结构 或模型，从表3中可以看出近五年实验试题并没有对 创造层次进行考查。

其原因可能是创造层次试题一 定程度上和元认知知识联系，难以测评。

表3 2016—2020年高考生物学实验试题各认知过程维度分值及比例
2016 年2017 年2018 年2019 年2020 年记忆27%—
理解57%27%41%41%18%
应用14%15%—
分析29%46%59%44%75%
评价—7%
创造———
分值14分22分32分41分28分在认知过程维度上看，生物学实验对记忆、应用 和评价层次的考查较少，对高层次的创造考查则没 有，明显生物实验试题的评测是有所侧重的，多集中 为理解、分析这两个认知水平的考查。

生物学实验侧 重于考查学生的科学探宄和理性思维能力，要求学生 在理解实验原理和过程的基础上，结合具体实验情境 进行分析作答。

3结论和建议
综上分析，高考生物实验试题具有明显的特点：可，并科学地实现了科学探宄素养水平判定。

但是，
科学探究素养中“小组合作与组织”“实验操作”等仅
通过纸笔测试并不全面，还需要基于ECD模型制定工
作单或现场观察等方式进行命题测量。

科学研宄中
的科学精神和科学态度如何测评？这一系列问题将
是以后研宄的重点。

科学探宄素养的测评任重道远，
需要更多的教师进行探索和实践。

参考文献：
[1]MISLEVY R J,STEINBERG LS ALMOND RG.On the struc­
ture of educational assessments[j].Measurement：Interdisciplin­
ary Research and Perspectives» 2003» (1) ：3-62.
[2] STECHER B.Performance Assessment in an Era of Stan­
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[3]袁建林，刘红云.核心素养测量：理论依据与实践指向 [J].教育研究,2017, (7): 23-30.
[4]闫白洋.普通高中课程标准生物学科核心素养的测评研
究[J].生物学教学，2017,42(2): 10-14.
在分值上，有逐年增加的趋势，体现生物学实验的重
要性;在知识覆盖面上，基本保持稳定,体现高考试题
的公平性;在知识维度上，由从事实知识向概念性知
识和程序性知识侧重；认知过程维度上，多注重为理
解、应用、分析这几个认知水平的考查,体现高考试题
的能力导向和选拔性。

生物学是一门以实验为基础
的学科，在新课程标准和核心素养的导向下。

教师在
教学中可以从以下方面加强：
①教师要重视实验教学。

教师要更新教学理念，提高对生物实验重要性的认识;开足开齐教材中的实
验，重视对生物核心知识和主干知识的教学；开发实
验教学资源，开展实验教学创新；改变实验评价方法，
提升实验教学成效。

②教师要注重培养学生能力，重视教材中的经典 实验,注重科学史中的育人价值;改验证性为探究性，
培养学生科学思维和科学探宄能力；灵活运用情景教
学，培养学生设计实验方案、进行探究和评价的能
力。

另外，还可通过生物课外实践活动，拓展学生科
学思维深度和广度。

③教师要加强试题分析，持续关注历年实验试题 走向，分析命题趋势;跟踪生物学前沿知识，梳理生物
学实验前沿命题。

参考文献：
[1]姚娟娟，等.2017年全国高考理综化学试题分析—
—基于
布卢姆的教育目标分类学[J].化学教育，2018(5): 1-5.
[2] Anderson，L.W，等编著.蒋小平，等.译，布卢姆教育目标
分类学修订版:分类学视野下的学与教及其测评[M].北京:外
语教学与研宄出版社，2009: 21-22.
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