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本文刊发于年上半月·高初中12期。
●编者按
年7月16—20日，由我刊主办的第四届“生物教科研课题研究与论文写作高级研修班”在江苏省苏州实验中学成功举办。会议征集了学员论文，经过专家评审，《基于四阶测试的前科学概念诊断方法研究——以“人类遗传病”一节为例》获特等奖。作品的创新性、可读性较强，特此展示，以飨读者。
基于四阶测试的前科学概念诊断方法研究
——以“人类遗传病”一节为例
江苏省泰州中学（）韩涵
摘要
前科学概念指学生在正式学习概念之前，已经建立的对相关概念的理解。以“人类遗传病”一节为例，阐述了四阶测试编制的流程，并通过相关测试题，总结了学生在本节中存在的前科学概念。
关键词
前科学概念；四阶测试；确定度；人类遗传病
学生在正式学习科学概念之前，会受到家庭、社会等外界环境因素的影响，已经形成了对相关概念的理解，这些理解可能与科学概念一致，可能与科学概念不一致甚至相悖，这些理解就被称之为“前科学概念”。前科学概念往往具有内隐性，学生自行难以发现并纠正，导致课堂上概念构建时会存在偏差。因此，需要采用合适的方法探测学生的知识结构，充分挖掘学生的前科学概念，便于教师更高效地组织教学。四阶测试就能高效诊断学生的前科学概念，为概念转变教学的实施提供保障。
1四阶测试的概念与结构
传统考查学生科学概念的方式是选择题，这种考查方式直观且便于数据的统计分析，但选择不可避免地会带有一定的主观猜测成分，这种不确定因素的存在就会导致最终答案产生较大误差。为了提高数据的可靠性与准确度，国外学者提出了二段式诊断试题的编制方法——分为两部分：第一部分保留传统的考查方式，测试学生对概念的理解（简称为“答案阶”）,第二部分为选择相关答案的理由（简称为“理由阶”）。二段式诊断试题答案阶和理由阶一般为选择题，也可以编制成判断题+描述题等多种形式，答案阶、理由阶必须全部正确才能说明学生对概念有正确的理解。然而二段式诊断测验的结果同样无法辨别学生的选择是源自正确的理解还是猜测，难以呈现学生的思维状态。而四阶测试题的编制就修正了这一缺陷，它要求学生分别对答案阶和理由阶做出的选择进行确定程度的判断（简称为“确定度阶”），即共分为4个阶层：答案阶-确定度阶-理由阶-确定度阶。确定度的加入可以显示学生答案的获得路径，即答案是猜测的还是真正理解的，还可以区分错答的原因是相关知识的缺乏，还是头脑中已经产生对相关知识的零碎的、不正确判断。笔者以人教版《生物·必修2·遗传与进化》“人类遗传病”一节为例，阐述四阶测试题编制的过程。
2四阶测试题的编制和诊断流程
2.1第一阶段：确定研究内容，绘制概念图
“人类遗传病”是人教版《生物·必修2·遗传与进化》第5章第3节内容，主要涉及以下概念：人类遗传病、单基因遗传病、多基因遗传病、染色体异常遗传病、遗传病的监测和预防、人类基因组计划。整合上述名词，绘制出的概念图如图1所示。
2.2第二阶段：通过多种途径，初步了解并收集学生的前科学概念
通过对个别学生进行非结构访谈可以发现，学生对遗传病的认知并非一片空白，通过媒体资料的宣传、初高中生物学相关知识的学习、自身生活经验的积累，学生对遗传病、基因组等大概念已经形成认知，能举例说出一些遗传病。但关于大概念下的子概念，如多基因遗传病、染色体异常则比较模糊。通过查阅资料以及自身工作经验，笔者初步收集了部分学生容易存在的前科学概念。例如，大多数学生对人类遗传病这一概念的理解是依靠对字面意思的分析，“遗传”即“遗传给下一代”。许多学生会认为个体生下来就具有的病，如先天性心脏病、呆小症属于遗传病。还有部分学生由于对基因、染色体间的关系理解不到位，认为“单基因遗传病”中的“单”就是“成单”“一个”的意思，或将基因组和染色体组两个概念混淆，在没有深度思考的情况下，认为HGP计划测定的是所有染色体上的碱基序列。教师在编制试题的时候，就需要围绕学生高频错误点详细且尽可能全面地进行阐述。
2.3第三阶段：整合第二阶段资料，完成四阶测试题的编制
将收集到的有关“人类遗传病”前科学概念进行汇总、整理，编制成理由选项，附在前面的选择题后面，格式如图2。
编制说明：该题围绕“人类遗传病”这一概念，探测了学生对遗传病概念的理解。题目中的几种病例——呆小症、夜盲症、兔唇及艾滋病都是学生比较熟悉的，如果学生能掌握判断遗传病的方法，则答案会非常清晰，确定度阶以及理由阶均会正确选答。
再如，围绕“多基因遗传病”这一概念，笔者编制的诊断试题如下：
下列是有关多基因遗传病的叙述，你认为正确的是()
A.多基因遗传病是遗传病的一种常见类型，受到人体内多个基因的共同控制
B.多基因遗传病属于基因异常疾病，可以通过孟德尔遗传定律推测出后代的发病率
C.多基因遗传病在患者家族中的发病率要比在普通人群中的发病率高得多
D.多基因遗传病可能会在患者的特定年龄段表现出来，外界环境因素不会加快或延迟发病年龄
你是否确定上述选择？（）
A.非常确定B.不太确定C.猜的
你的理由是（）
A.基因大都在染色体上，且是成对存在的，因此多基因遗传病的“多”是“多对”而不是“多个”
B.后天环境因素会影响多基因遗传病患者发病的时间，所以无法用孟德尔定律计算出后代的发病年龄及发病率
C.由于家庭成员饮食和生活习惯大都十分相似，因此患者家族中的个体发病率要比普通人群中个体的发病率高一些
D.多基因遗传病受多对基因共同控制着，所有相关基因全部异常才会表现患病，所以发病率比较低
你是否确定上述选择？（）
A.非常确定B.不太确定C.猜的
编制说明：该题探测了学生对多基因遗传病概念的理解，学生普遍对这个词比较陌生，课前对该概念的理解只是通过拆字分析。教材中对于多基因遗传病的介绍比较简短，该题考查了学生科学思维的能力，主要探测了学生能否运用遗传学知识解释生命现象。
2.4四阶测试的诊断方法
每道诊断试题都由4个小题构成，每个小题中又包含多个选项，这就导致答案的组合方式多种多样，笔者所在的学校购买了极课阅卷系统，通过机器阅改选择题，可以非常便捷地对学生的作答数据进行汇总，这也是笔者编制成选择题题型的原因之一。如果学生选择的结果为“正确答案+非常确信+正确理由+非常确信”，则表明学生已经真正掌握了该概念。如果为“正确答案+非常确信+错误理由+非常确信”或者“错误答案+非常确信+错误理由+非常确信”说明学生可能存在错误的前科学概念。若为其余答案组合则可能是由于缺乏信心或知识上存在缺失。
3四阶测试题施测结果分析
笔者围绕“人类遗传病”编制了5道四阶试题对本校高一年级4个班共个学生进行了测试，总结出学生在“人类遗传病”一节存在以下错误的前科学概念（表1）。
4启示
本节内容密切联系生活，且对将来的生活也有很好的指导作用，是深受学生喜欢的一节课，但许多学生的
