





摘要:本實驗基于逆向課程設計理念將表現性評價嵌入探究實驗教學,以探究氨芐西林和慶大霉素對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的選擇作用為例,設計“教學評”一體化實驗方案,旨在發展學生的科學思維、提升學生的實踐創新能力,同時引導學生正視濫用抗生素的危害和規范用藥的重要性,培養學生的社會責任感。
關鍵詞:評價" 表現性任務" 核心素養" 高中生物
學科核心素養是指在相對復雜的情境中所表現出來的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力,即學生在面對復雜的社會生活、生產實踐時,能提出問題、分析問題,并用正確的方式、方法解決問題,以及在解決問題過程中表現出與他人合作、交流的能力。評價可以引導課堂教學和學習的方向,因此學生的學科核心素養水平和發展狀況需要評價,而表現性評價借助于評價任務來引導學生展現其所知所能,依據學生具體的行為表現直接地分析其解決問題的能力,更有助于促進學生在真實情境中解決真實的問題,促進學生真實的發展。
表現性評價包含評價目標、表現性任務和評分規則。其中,評價目標為學生指向“要去哪里”,而表現性任務則是引導學生“如何去”,通過引發學生的表現行為,收集學生表現的證據,進而作為評價學生學習情況“是否到達”的依據。因此,表現性任務的設計應指向評價目標,并通過檢測目標的達成情況,為教師的教學路徑和決策提供高質量的信息,從而實現“以評量學,以評促學”。
一、基于課標,明確評價目標
表現性評價旨在培養學生的自我評價能力,希望學生成為學習的主人,成為評價的主體。表現性評價中的目標能指導學生清楚自己要到哪里,現在在哪里,還有多少距離要完成,接下來要做什么等,這種目標也是核心目標。“探究抗生素對細菌的選擇作用”是人教版高中生物學教科書必修2《遺傳與進化》第6章中的探究性實驗,教師可借此實驗探討耐藥菌的出現與抗生素濫用的關系,并進行拓展延伸:探究多種抗生素對不同細菌的選擇作用。通過定量分析細菌抑菌圈的直徑變化,得知細菌中產生耐藥基因頻率的變化,讓學生體驗到“在自然選擇的作用下,種群的基因頻率會發生定向改變,導致生物朝著一定的方向不斷進化”。筆者從認知水平、推理能力、表現性技能、創建成果的能力四個評價維度來明確評價目標(表1),明確“評什么”的問題,使表現性任務的設計更具指向性。
二、調研前測定學生認知水平
教師設計課前調研任務單(表2),引導學生通過搜索網絡、閱讀書籍、調查咨詢等方式完成任務單。收集和處理信息的能力是現代社會生存和發展的基本能力。設計這種調查活動不僅有助于教師準確評價學生的已有學習水平,也有利于發展學生自主學習的能力。
學生在開展調研任務時,首先進行小組分工,他們不僅調查家庭藥箱、走訪藥店,還詢問從事醫藥衛生工作的家長。隨著調查的深入,學生利用網絡查閱大量的資料文獻,得知慶大霉素和氨芐西林第六代培養物抑菌圈直徑與其第一代表現差異極為顯著,從而確定本實驗使用氨芐西林和慶大霉素兩種抗生素來研究抗生素對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的選擇作用。
三、問題驅動發展探究能力
教師將學習目標轉化為一系列問題,運用具有邏輯性的問題,驅動學生層層深入探討新知識,并給提供學生充足的思考和表達的機會,幫助學生形成自我概念,達成學習目標。
問題1 怎樣設計實驗能觀察到抗生素抑制細菌的效果?
有學生提出利用液體培養對細菌進行計數,培養液越渾濁,表明細菌量越大,由此確定抗生素對細菌的最小抑菌濃度。也有小組提出質疑:依據肉眼觀察實驗結果有偏差。教師引導學生參考教科書上的“紙片擴散法”,通過觀察抑菌圈的大小進行直觀判斷。
問題2 如何確定氨芐西林和慶大霉素的最小抑菌濃度?
學生查閱資料,選用E-test法代替配制梯度濃度藥液的操作。E-test法結合了擴散法和稀釋法的原理和特點,E試條一面固定有濃度呈連續指數增長的抗菌藥物,另一面有所含藥物濃度的刻度,如圖1、圖2所示,抑菌圈邊緣對應的刻度即為最小濃度。
問題3 如何培養供試菌來研究不同抗生素的選擇作用強度差異?
對第一代供試菌的抑菌圈直徑進行測量之后,用接種環從抑菌圈邊緣挑取菌落,接種至LB固體培養基中,再分別貼上藥敏紙片,做上標記,37 ℃恒溫箱培養24小時,重復上述過程,連續培養五代,以第五代抑菌圈直徑較第一代減小百分比作為判斷選擇作用強度的指標。
四、觀察表現,進行有效指導
學生學得如何,學到什么程度,這需要一個專業判斷。通過表現性評價可以觀察學生解決問題的過程,審視學生的成果,從而推斷他們綜合學習的結果。
學生在超凈工作臺前進行操作,首先使用體積分數75%的酒精消毒雙手,采用密集劃線法或涂布法接種供試菌,再將藥敏紙片貼在平板上(每個平板約放4個紙片),整個操作在酒精燈火焰附近進行,將貼好濾紙片的平板倒置,置于37 ℃恒溫培養箱培養24小時。在學生實施探究實驗之前,教師指導學生參與、設計實驗操作評價量規并提前發放給學生,這樣能及時檢測學生實驗操作的規范性,有利于教師根據學生反饋和表現進行更有針對性的指導。
全班各組學生每天在相同的時間測量抑菌圈直徑,之后繼續進行連續培養,取各組有效實驗數據的平均值繪制成如下表格(表3)。
五、交流分享學習成果
教師指導各組學生整理、總結該項目研究學習成果資料,撰寫實驗報告,制作課件,準備演講和辯論的問題,展示交流評價研究成果。通過自評、互評、師評,總結該項目研究成功的經驗,找出存在的問題,進一步完善項目研究方案,迭代升級、深度探究,深入推進該項目研究,以收獲更多研究創新成果。
(一)分析實驗結果,得出實驗結論
由表3第一代抑菌圈直徑大小比較可以看出,兩種抗生素對大腸桿菌的抑制作用更顯著。隨著傳代次數的增加,大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的培養基中抑菌圈的直徑逐代縮小,氨芐西林和慶大霉素對大腸桿菌的選擇作用更顯著。
學生通過對實驗結果的討論分析,得出以下實驗結論:不同抗生素對細菌的抑制作用強度不同;同一種抗生素對不同細菌的選擇作用強度也不同。
(二)深度拓展探究
學生在進行交流評價過程中也找出了存在的問題,并進一步提出問題:過期的抗生素藥物還具有抑菌作用嗎?交替使用抗生素能延緩對抗性致病菌的選擇作用嗎?限于課時有限,這部分內容在校本課程中開展。
(三)展示交流評價
學生如何結合本實驗的探究來向更多人宣傳正確的生活方式以及規范用藥的方式呢?為此教師設計制作濫用抗生素宣傳海報的表現性任務,并設計關于核心素養的評價量規(表4)。這一評價量規明確規定了評分規則,不僅為教師做出教學決策提供高質量的信息,也便于學生了解自身學習表現,從而促進學生元認知技能發展。
以核心素養評價量規為依據,師生共同評價學生作品。學生在繪制海報過程中,會認識到濫用抗生素的危害,進而規范用藥,履行社會責任。同時,教師要引導學生將理念轉變為行動,通過評價激勵學生進一步學習。
六、設計反思
(一)表現性評價促進生物學科核心素養的形成,實現“以評量學、以評促學”
本節課把基于學習目標的表現性評價放在真實任務情境中,為教師的教學和學生的學習活動的設計提供理論依據。學生不僅清楚所做實驗的目的,還能在問題或任務的驅動下,綜合運用所學知識解決實際問題,實現內在的實際建構水平可視化,展現深度學習的能力,同時也培養了批判性思維和解決問題的能力,養成終身學習的習慣。
(二)表現性學習任務有助于學習過程和結果的外顯化,推進“教學評”一體化
設計“氨芐西林和慶大霉素對細菌的選擇作用”的連續培養實驗任務單,將教師的實驗教學活動流程整合為學生的表現性學習任務鏈。通過學生的表現評價,教師能及時調整學習內容和方法,逐步引導學生運用所獲得的知識來解決實際問題,有利于實現“教學評”一體化。
(三)基于實驗優化和改進,提高學習活動效能
本實驗是學生在抑菌圈觀察實驗的基礎上進行的自主探究實驗,改用E-test法代替配制梯度濃度藥液的操作,優化抑菌圈直徑測量方法,簡化了實驗流程。這種拓展實驗課程的設計不僅幫助學生運用進化與適應觀設計實驗、動手操作,也拓展了學生思路,學生明確了濫用抗生素的危害和規范用藥的重要性,形成了社會責任感。
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