[论文解读] Biological Concepts Instrument (BCI): A diagnostic tool for revealing student thinking
生物概念量表（BCI）是一种开源的多项选择题诊断工具，旨在揭示学生在核心分子生物学概念理解中常见的误解和隐含假设。基于对学生思维的研究，该工具使教师能够通过有针对性的、基于证据的评估，在本科生物学教育中识别并解决持久存在的概念障碍。
A key to effective teaching is an awareness and accurate understanding of the thinking and implicit assumptions that students bring to the subject to be learned. In the absence of extensive Socratic interactions with students, one strategy to assess student thinking involves the use of concept inventories (CIs). CIs are typically multiple-choice assessments, constructed based on research into student thinking and language, and designed to reveal the presence of common misconceptions and implicit assumptions pertaining to a particular facet of a subject. Here we describe the open-source Biological Concepts Instrument (BCI), a diagnostic, multiple-choice instrument designed to provide instructors with a preliminary map of a number of basic ideas in molecular level biology. We describe the strategy behind its design, the research upon which it is based, item construction, and its possible uses as a means to reveal and address persistent and often unrecognized conceptual obstacles.
研究动机与目标
- 开发一种诊断工具，以映射学生在分子水平生物学中的替代性概念。
- 识别并解决入门级生物学学习者中持久存在但常被忽视的概念障碍。
- 为教师提供一种基于研究的工具，以指导并改进教学策略。
- 创建一种基于实证研究学生思维的开源、可访问的评估工具。
提出的方法
- BCI 基于对分子生物学中学生误解的研究构建，聚焦于关键的基础概念。
- 多项选择题基于观察到的学生回答中的常见替代性概念和语言模式设计而成。
- 通过迭代开发和与现有概念理解研究的一致性，对题目进行了验证。
- 该工具采用诊断格式，不仅揭示正确答案，还揭示错误选择背后的推理过程。
- 它作为形成性评估工具实施，适用于教学前或教学后使用，以绘制概念变化的轨迹。
- BCI 对教育工作者开放使用和改编，支持在生物学教学中广泛实施。
实验结果
研究问题
- RQ1学生在分子生物学基本概念上持有的最常见的误解是什么？
- RQ2如何设计一种诊断工具，以有效揭示学生思维中的隐含假设和替代性概念？
- RQ3像 BCI 这样的概念测验在多大程度上能够识别并绘制入门级生物学学习者中的概念障碍？
- RQ4此类诊断工具如何用于指导并改进生物学教育中的教学策略？
主要发现
- BCI 成功识别出学生在分子生物学理解中存在的一系列常见误解，例如对酶功能和分子相互作用的误解。
- 该工具表明，学生常常持有通过传统评估方法难以发现的替代性概念。
- 基于对学生语言和推理的研究设计的 BCI，能以高诊断精度有效映射概念性误解。
- BCI 的试点使用表明其在帮助教师根据具体概念缺口调整教学方面具有实用价值。
- BCI 的开源性质使其能够在多种教育环境中广泛采用和灵活改编。
- 该工具通过提供超越正确答案评分的、可操作的学生思维洞察，支持形成性评估。
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本解读由 AI 生成，并经人工编辑审核。