物理,化学,生物,计算机…这些科目有什么联系呢?您可能一下子会想到,它们都是理科呗,没错!在IBDP的课程体系里,这些课程被称作第四组课程。
IBDP一共有六组课程,一般来讲,每个IBDP学生要从每组课程中挑出一门,在两年之中学习。
第一组,语言A:语言和文学。
第二组,语言B:外语。
第三组,个人与社会:包括企业管理,经济学,地理,历史,信息技术,心理学,环境与社会等。
第四组,实验科学:包括物理、化学、生物、环境与社会,计算机技术等。
第五组,数学。
第六组,艺术:包括舞蹈、音乐、剧场和视觉艺术等。
在两年的IBDP学习过程中,每个学生都要参加一个“第四组项目(Group 4 Project)”。乍一听有点摸不着头脑,怎么像国内的一些大学或是研究所也编了号,比如 985、211大学,或者715、602研究所。
这是在IBDP的第一年的后半部分里进行的一个集体科学实验项目。三到五位同学结成一组,组里需要有在第四组中选择不同课程的同学,比如有的学生物,有的学物理。学生们要自己选定一个研究课题进行科学实验研究,项目要在某一个研究课题中涉及不同的科学学科,还要有校外的活动[i]。
比如,学生小组可以对某一种建筑材料进行研究。生物范畴上可以探究其对生态环境的影响,化学范畴可以对酸盐,盐浓度,燃烧性进行研究,在物理范畴可以对其导热性,坚硬程度等进行研究。再比如,学生可以研究剧院中的科学。从生物范畴可以研究如何降低对演员的压力,从环境范畴可以研究如何保持内部的空气质量,从物理学范畴可以研究如何能达到更好的声光效果等。[ii]
这样一来,学生们对待科学研究的认知一下子就会被打开,“哦,原来物理、化学、生物呀…这些科目不是绝对分开的,可以联系起来研究这个世界!” 别看这小小的一个认知改变,对学生的世界观都会有有益的影响。
女儿的科学实验项目是“光的强度如何随着水的深度变化”。小组由五位同学组成,他们分别学习物理、化学、生物和ICT(计算机)。经过讨论,小组选定了这个课题,对物理化学和生物都会有涉及。他们讨论做了实验计划,为了取得数据,选定一天由学校组织去离学校1小时车程的浮潜旅游地点做实地实验。
在这个课题中,和生物的联系是海藻。在海面的海藻颜色和生活在海水下的海藻的颜色是不一样的,这和阳光的强度有关系。有人捞出了些水下的海藻,与水面的海藻进行比对,除了肉眼能够分辨出颜色不同外,他们还把海藻捣碎后用一种生物色素试纸,试图用色谱来表明这个结果,但因为一些原因没有成功。后来,又有团员用手机的一款可以测量光的强度的APP,把手机装在塑料袋里,取得了一些实验数据。
这个实验做完之后,每位同学都需要进行反思。IB特别强调学生要进行反思。在课程要求中指明,这个实验的目的并不是一个完美的结果,而是在过程中的学习。
反思任务的要求是要针对实验项目的三个目标进行的,目标一是锻炼学生在学习科学的时候使用21世纪的沟通能力;目标二锻炼学生以批判性地角度了解,作为地球公民使用科学和技术对地球产生的影响;目标三是让学生了解科学学科之间的相互联系与影响。
IBDP课程中这样的跨学科的科学实验有着特别的意义。它让学生对科学的理解更接近实际,我们生活中的许多项目和发明无不是跨学科合作的结果。日常生活中,雨伞的设计中的科学就有物理(空气力学)、化学(防水材料),往大里说,最近嫦娥四号在月球背面软着陆的巨型项目,它涉及物理(空气力学、天体物理、材料力学),涉及化学(燃料),也涉及远程无线空间通信和控制。
让学生有机会与学习不同科学课程的同学一起完成一个科学研究项目,有助于了解如何从不同的科学视角来研究某一个课题,对学生拓展科学观有益。
[i] https://ibpublishing.ibo.org/server2/rest/app/tsm.xql?doc=d_4_biolo_gui_1402_1_e&part=9&chapter=6
[ii] https://blogs.osc-ib.com/2013/12/ib-student-blogs/group-4-project-start-early-to-not-be-disappointed/