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生物学IB课程内部评估模型评介

2017-02-18崔荣荣

生物学教学 2017年9期
关键词:探究实验评价

姚 舒 崔荣荣

(首都师范大学生命科学学院 北京 100048)

国际文凭组织(IBO,The International Baccalaureate Organization)成立于1968年,是一个非赢利性的国际教育机构,IBO有意识地抛开偏见与倾向,在各国教育特色中寻求一种国际性的教育,从而形成国际公认的高校选拔学生的标准,并以此为尺度设计了IB课程[1]。如今,IB课程的学习已经成为各国学生申请世界名校的重要考评依据之一。IB课程项目共设六类学科课程和三门核心课程。六类学科课程分别是:实验科学、母语、第二语言、人文科学、数学以及艺术与选修。学生可在每一类学科课程中任选自己感兴趣的课程进行学习。内部评估属于质性评价,由任课教师实施,关注学生学习全过程,一般占最后成绩的20%~50%,在学习期间由学科教师按照评价标准完成,以档案袋方式为主,并提交IBO指定的评审官进行评审[2]。

2016年5月开始,IBO对DP科学科目有了新的内部评价标准,其中有几点改动:①内部评价如今成为学生的一项单独的探究,包括研究过程以及对其科学背景的理解;②每一位学生必须进行一项个人的探究,需要呈现出有目的性的研究问题以及相关联的科学原理;③学生需要自行想出研究问题和方法——教师在此过程中仅仅充当指导者;④研究的范围扩大,平时动手实验、开放式建模以及电子表格分析、计算机模拟分析和在线数据库分析,或这些类型的各种集合,都是被允许的;⑤新的测评标准和新的“最佳”评价方法用于进行评价;⑥新的内部评价不再仅仅是一篇拓展论文,或者期望学生在某个领域完成一项超越于课程内容程度的工作,而是让学生基于个人兴趣自行决定一个课程之外的课题。

1 IB内部测评的五项要素

以实验科学课程中的生物学为例,在IB生物学教材中专门有一章内容对内部评价进行了详细的介绍,并且将其归属于学生的一项自主探究内容,其中包括五个评价标准,每个标准占整体的8%~25%,每一个标准反应了整个研究的不同部分。而内部测评的总分将计入整体生物学评分的20%[3]。

1.1 能动性 能动性分值0~2分,占比8%。能动性评价了学生自己参与该研究时达到的程度,能动性的评分可通过不同的品质和技能来确定:如独立思考、创造力、个人兴趣和用自己的方式陈述科学思想。学生必须提供清晰的证据证明其已经进行了有意义的思考、行动或对该研究有深入理解,研究问题则需要基于课堂或者个人兴趣进行扩展。学生也可通过展示个人投入、主动设计、执行实施或研究的汇报陈述来展示自身能动性。通过改进方法来测量或设计一个分析数据的有趣方法,而不仅仅是进行食谱式的实验或进行毫无新意的实践活动。

例如,一位学生对潜水有兴趣,想要研究潜水员在憋气状态下心脏减速跳动(心搏徐缓)的问题。她在水面上测量其脉搏,接着在泳池底憋气30 s,此时脉搏速率会减慢,她可以运用简单的方法去测量脉搏,如感受桡动脉30 s。这位学生希望找出脉搏在多长时间后开始减缓?它是突然减缓,还是逐渐减缓的?脉搏在较低速率下是否仍然保持稳定?她需要监测心率连续一分钟或更久。因此,她需要一个电子探针。但是,教师给她的设备必须保持干燥。如果这位学生在这种情况下能够设计出自己的方法,那就会突显出她个人的能动性。

在这个案例中,这位学生根据兴趣找出问题,并克服困难设计研究方案,充分展示了她的能动性。如果该学生的设计只是按照教材中给出的题目和思路去完成研究任务,就没有体现她自己的思考,则能动性一项欠缺。

1.2 探索 探索分值0~6分,占比25%。探索标准是用来评价学生在学习工作中建立的科学背景,呈现一个清晰又聚焦的研究问题,并且善于运用适当的概念和技术。该维度关键在于选择、开发和应用适当的方法来开展科学研究。学生确定的主题必须合理,描述的研究问题有意义且充分聚焦,研究背景信息必须恰当且有关联,研究方法必须适用于解决研究问题。另外,学生如果想得高分,他的研究必须鉴别出可能影响数据关联性、可靠性和充分性的重要因素。

例如,以“探究酶活性影响因素”为例,学生首先需要对酶的背景资料进行尽可能全面的查阅,接着选择一个感兴趣的课题:如不同的实验材料(梨、马铃薯)的过氧化氢酶的活性有什么不同?这个问题的提出是具体且科学的,与酶的活性这一概念相结合。学生设计实验方法,运用控制变量法,确定实验中的自变量、因变量和无关变量,除控制实验材料这一条件有所差别以外,其他条件必须完全相同。另外,在这个实验中,必须保证两种实验材料的质量或研磨液的浓度用量保持一致。如果采用单位时间内收集氧气的量代表过氧化氢的分解速率来测定酶活性的大小,实验中需要保证装置的气密性,以及需要严格记录时间所对应产生气体的体积。

如果学生在实验设计中,并没有考虑到如何保证两种实验材料质量或浓度一致,如何精确有效的测定酶反应速率,该实验方法则有所欠缺;如果学生没有考虑到实验中可能的干扰条件,研究过程的可靠性则降低。

1.3 分析 分析分值0~6分,占比25%。分析标准的关键是对研究数据进行适当又合理的分析。学生的研究必须包括足够多的原始数据去支撑详细又有效的结论,数据处理必须有充分的准确性。另外,报告须充分展示所分析的证据,以及对不确定性影响因子的适当考量。最后,学生必须正确地解释数据,让研究问题有一个完整、有效又详尽的结论。

例如,以“两种材料过氧化氢酶的活性比较”为例,学生在进行该实验探究的过程中,可以得到一系列的数据。下一步,学生需要充分利用数学方法对实验数据进行合理分析。在该实验中,若学生需要对每组实验都进行三次重复实验,一共会得到六组原始数据,用Excel表格录入数据后,计算平均值,生成时间-氧气量曲线图表,通过斜率求得速率,并进行比较。原始数据和二级数据都必须展示在实验报告中。通过对实验数据的解释,回答研究问题。

如果学生在此过程中,并没有进行重复实验和严格的记录,实验数据的准确性将缺乏保障;数据分析时,若只是直接观察数据,而不进行数学的计算分析,则无法得到速率值,不能回答问题;曲线的斜率大小会随着时间变化而变化,研究问题的结论应当与实验数据保持一致性。

1.4 评价 评价分值0~6分,占比25%。评价标准是用来评价学生的报告中提供的有关研究问题和结论的证据时达到的程度。最后的论文必须呈现一个描述详尽且合理的结论,且该结论必须和研究问题相关,完全由所展示的数据支撑。学生需要将其与相关已接受的科学发现做比较。研究中的优势和劣势(如数据的局限性和资源的不确定性)必须讨论,还有必须提供对研究方法的清晰理解。这意味着不仅需要鉴别其局限性,而且需要讨论局限性的影响和后果。最后,学生必须讨论提升和可能扩展该研究的现实意义及相关性。

例如,以“酶活性比较的实验探究”为例,学生在上述实验数据分析之后,往往已经有了一个初步的结论,但是还需在此基础上呈现详尽的结论,努力回答研究问题。同时学生还需要对该实验设计中的优点和局限性做分析:如梨的成熟度会对其过氧化氢酶的活性产生较大的影响,采用不同成熟度的梨,会让实验结果产生不同。学生也可进一步设计研究来比较不同成熟度的梨的过氧化氢酶活性的变化。

如果学生提供的结论和研究问题无关,与研究数据的关联性不强,则结论的针对性不强;如果学生没有对研究的优缺点做出评价,也没有思考进一步可能的研究,那该项维度应适当扣分。

1.5 表达 表达0~4分,占比17%,是指评估是否给出了研究报告,以及报告的方式是否着重于交流研究的重点、过程以及结果。报告必须清晰又易于理解。虽然写作可能不尽完美,但任何错误或误差不应该阻碍阅读者对研究重点、过程和结果的理解。报告必须结构良好,注重必要的信息,过程和结果必须用逻辑又紧密的方式呈现。文本一定不能偏离主题。运用特定的生物学术语时必须适当而准确。图表、表格和图片必须适当地呈现。实验报告不应篇幅过长,学生需要提供一份简明、有逻辑和表达良好的报告,便于理解并用科学语言书写。

例如,以“探究酶活性的比较实验”为例,学生在完成实验之后,需要撰写研究报告,研究背景中需对酶的相关基础知识进行叙述:“……在一定条件下,酶不仅在生物体内,而且在体外也可催化各种生化反应。……酶可以使反应加快,并且一种酶催化一个反应。”其中,“在一定条件下”几个字不可省略,表达需严谨;“酶会让反应加快”应改为“酶具有高效性”,“并且一种酶催化一个反应”应改为“酶也具有专一性”,尽量使用生物学语言。另外,在实验步骤的呈现中,涉及到多组实验添加不同试剂表述时,尽可能用表格形式来表示,既表达清晰,又减少篇幅。

学生一般在报告结构上能够做到完整性,但是表达水平却是一个需要长期练习的技能。在日常训练中,应对学生的不良表达做出纠正,冗长、白话的表达是不合格的,更不能出现错误的表达。教师在内部测评过程中虽可指导学生,但不能直接帮助学生修改其研究报告。评分时,两位教师同时独立对学生的研究报告进行打分,进而对有较大差异的部分再次打分,尽量保证测评的客观公正,该评分与研究报告也会被上级测评机构随机抽取,进行校准。

2 IB内部测评模型的评价

学生在进行内部测评这个探究的过程中,前期需了解到整个过程的预期结果并积极主动地与教师交流并寻求帮助,且必须有强烈的学术诚信道德,避免在自己的科学成果论文中出现学术不端。教师会给予学生充分的自由进行探究,选题由学生的兴趣决定,有较大的自由度,可以是平时的动手实验、数据库研究或模拟、模型。教师在学生未上交论文前都可以提供帮助、修改。但一旦学生上交之后,便不能再进行改动。IB内部评价更偏向于工作单评价及文件夹评价的共同体,学生的实验报告会被一直保留,供进一步抽查校准。

由于IB课程是学生申请大学之前的课程,有些课程的难度和大学低年级的难度类似,学生在达到高标准(HL)时,说明学生的各项能力足以支撑其进行独立的探究学习了。在我国的生物学课程学习中,也有类似的开放式探究活动提供给学生。那么,教师对于如何评价学生的表现,则不应单一化、简单化,否则容易让学生的思维产生局限,不能够很好的发散。因此,什么是优秀的探究课题,如何设计、分析、评价和表达,应当成为教师和学生在进行探究活动时的标尺。对于科学探究的评价尽管研究层面上已经较多,但是实际应用过程中教师仍然很少有完整的设计。IB内部评价模型对于我国生物学实验课程中的评价有一定的借鉴意义。特别是在进行开放式的科学探究(如研究性学习等类型)中具有现实意义。

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