教育信息化2.0時代的小學(xué)科學(xué)教學(xué)評一致性研究

連仲月

摘? 要? 信息技術(shù)應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)課堂教、學(xué)、評的全過程，從設(shè)計在線問卷工具了解學(xué)生起點，確定合理的學(xué)習(xí)目標，到融合信息技術(shù)設(shè)計教學(xué)流程，實現(xiàn)教、學(xué)、評一體化，教師借助技術(shù)手段有效指導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)實踐，提高解決問題的能力。

關(guān)鍵詞? 教育信息化；信息技術(shù)；小學(xué)科學(xué)；教、學(xué)、評一致性；虛擬實驗室平臺

中圖分類號：G623.6? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）09-0082-04

0? 引言

2022年4月21日，義務(wù)教育課程方案和課程標準（2022年版）頒布。對于義務(wù)教育新課標，特級教師崔成林認為：以學(xué)業(yè)質(zhì)量標準為核心來落實“教、學(xué)、評一體化”是“基于新課標的學(xué)校教學(xué)改革重點”[1]?！敖?、學(xué)、評一體化”即目標、教學(xué)、評價一致性原則，充分體現(xiàn)“教、學(xué)、考”一致問題。它既反映了課程思維的本質(zhì)要求，也是教師教育教學(xué)專業(yè)化水平的集中體現(xiàn)。筆者嘗試逆向設(shè)計“評價早于教學(xué)活動”來設(shè)計教學(xué)活動，實現(xiàn)科學(xué)課堂教學(xué)評一致性。同時，泉州市泉港區(qū)正在推進教育信息化2.0時代教師信息技術(shù)應(yīng)用，信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)課堂上的應(yīng)用已從邊緣化的媒介走向內(nèi)核式的學(xué)習(xí)支持，以自然、合理、恰當(dāng)、不可替代的方式融入學(xué)生的有效學(xué)習(xí)過程中去。

下面，筆者就以“模擬安裝照明電路”一課為例，談?wù)勗谛W(xué)科學(xué)課堂教、學(xué)、評一致性的教學(xué)實踐中如何融合現(xiàn)代教育信息技術(shù)，提高課堂教學(xué)的有效性。

“模擬安裝照明電路”是教科版小學(xué)科學(xué)四年級下冊“電路”單元的總結(jié)課，也是單元知識的綜合應(yīng)用課和工程實踐課。由于受到各方面條件的限制，安裝房間照明電路不是本課目的，以真實任務(wù)驅(qū)動學(xué)生應(yīng)用單元電路知識進行工程設(shè)計活動才是本課的核心內(nèi)容與目標，這個核心目標也突出體現(xiàn)了技術(shù)與工程領(lǐng)域目標中“工程的關(guān)鍵是設(shè)計”的要求。在本課學(xué)習(xí)中，學(xué)生要經(jīng)歷完整的工程設(shè)計活動，完成安裝房間照明電路的工程任務(wù)。工程設(shè)計活動要遷移應(yīng)用本單元學(xué)習(xí)到的電路知識，感受工程設(shè)計的復(fù)雜性，體會科學(xué)與技術(shù)的密切聯(lián)系。通過工程實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生解決技術(shù)與工程實踐問題的能力。

1? 設(shè)計在線問卷工具了解學(xué)生起點，確定合理的學(xué)習(xí)目標

清晰的目標是教、學(xué)、評一致性的前提和靈魂[2]。在制定合理的目標時，除了要關(guān)注課程標準和教材特點外，還應(yīng)該關(guān)注具體學(xué)生，特別要研究他們真實的學(xué)習(xí)起點——如果不明確起點在哪里，也就無法確定目標到何處。為了解學(xué)生的已有知識，筆者在新課講授前組織學(xué)生基于教材進行課前預(yù)習(xí)活動，運用問卷星設(shè)計調(diào)查問卷，通過微信組織學(xué)生填寫問卷，快速搜集和分析學(xué)生信息，有效了解學(xué)情。通過了解，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生已經(jīng)知道怎樣連接一個簡單電路和怎樣用開關(guān)來控制電路的通與斷，但大部分學(xué)生只會用導(dǎo)線把所有的開關(guān)和燈泡連接起來，不懂得選擇不同的材料連接出不同的電路，實現(xiàn)在房間安裝兩盞燈并分別用兩個開關(guān)控制亮滅的任務(wù)。

結(jié)合課程標準和教材特點，筆者確定以下學(xué)習(xí)目標：

1）能夠根據(jù)已經(jīng)掌握的電路知識，小組合作選擇不同的材料，在房間平面圖上按要求設(shè)計電路，能連接出不同的電路，體驗科技創(chuàng)造中運用科學(xué)知識的重要性；

2）能夠利用虛擬實驗室平臺測試自己設(shè)計的電路并有針對性地進行改進完善；

3）能夠?qū)⒃O(shè)計方案與別人交流，并傾聽他人的意見和建議，然后修改和優(yōu)化方案；

4）能夠根據(jù)設(shè)計，小組合作“安裝”電路到“房間”中，體會人們的需要是科學(xué)技術(shù)不斷進步的主要動力。

2? 設(shè)計有效的評價任務(wù)和評價標準，推進教學(xué)評一致

學(xué)習(xí)目標確定后，教師需要編制適合的評價方案，判斷學(xué)習(xí)目標中所描述的各種要求，以此來評判學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，從而進行預(yù)測、反饋與指導(dǎo)，促進教與學(xué)都能按照有效的目標導(dǎo)引方向進行。于是，筆者設(shè)計一個“大”的評價任務(wù)，就是讓學(xué)生學(xué)會設(shè)計分別用兩個開關(guān)控制兩盞燈的電路并安裝。筆者想讓學(xué)生在這一個開放性大任務(wù)的驅(qū)使下，通過自行設(shè)計、測試、交流、改進、安裝、調(diào)試、再改進的過程，感受工程設(shè)計的復(fù)雜性。在這一個大任務(wù)引領(lǐng)下，筆者設(shè)計三個與學(xué)習(xí)目標匹配的評價任務(wù)。

1）在房間平面圖上標記出照明燈、閱讀燈的位置和相應(yīng)開關(guān)的位置，確定電池安放的位置，設(shè)計電線的布線路徑，做到兩個開關(guān)分別控制兩盞燈（檢測目標1）；在虛擬實驗室平臺測試自己設(shè)計的電路并有針對性地進行改進完善（檢測目標2）。

2）分享交流設(shè)計方案，認真傾聽他人的建議并加以修改優(yōu)化原來的設(shè)計圖（檢測目標3）。

3）根據(jù)設(shè)計，模擬“房間”安裝電路、測試并展示（檢測目標4）。

3? 融合信息技術(shù)設(shè)計教學(xué)流程，實現(xiàn)教學(xué)評一體化

3.1? 應(yīng)用VR技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境，提出學(xué)習(xí)任務(wù)

情境認知理論強調(diào)：學(xué)習(xí)內(nèi)容與活動的安排要與人類社會的具體實踐相聯(lián)通，最好在真實的情境中，通過類似人類真實實踐的方式來組織教學(xué)。在信息技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)下，教師可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，充分利用網(wǎng)絡(luò)、人工智能、視頻等技術(shù)來創(chuàng)設(shè)情境，積極營造良好的課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與探索欲望。在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可以應(yīng)用VR技術(shù)帶領(lǐng)學(xué)生參觀未裝修的家，夜幕降臨，房間里黑漆漆的。教師繼而提出要求：請同學(xué)們運用所學(xué)的電路知識當(dāng)回小電工，幫老師給其中一個房間安裝上兩盞燈——閱讀燈和照明燈，并分別用兩個開關(guān)控制。相比于傳統(tǒng)教學(xué)中出示房間圖片的情境，應(yīng)用VR技術(shù)更能調(diào)動學(xué)生的探究興趣，課堂的氛圍更活躍，學(xué)生的參與度更高，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。

3.2? 利用任務(wù)單和小視頻呈現(xiàn)評價任務(wù)和評價標準

怎樣完成“在房間安裝上兩盞燈——閱讀燈和照明燈，分別用兩個開關(guān)控制”的任務(wù)呢？筆者利用任務(wù)單（見表1）組織學(xué)生參與評價標準的制訂，在制訂標準過程中明白評價任務(wù)，然后配以小視頻適當(dāng)解釋。對于評價標準的制訂，筆者主要參照2022版新課標中的“學(xué)業(yè)要求”和“學(xué)業(yè)質(zhì)量描述”，而且盡量做到簡單明了。

新課標中的“工程設(shè)計與物化”課程內(nèi)容對3～4年級的“學(xué)業(yè)要求”是[3]：

能提出滿足一定限制條件的簡單設(shè)計問題和多種設(shè)計方案。

能用多種方式說明設(shè)計思路，選擇適當(dāng)?shù)姆桨浮?/p>

能完成實物模型制作，發(fā)現(xiàn)實物模型的不足并進行改進。

具有技術(shù)與工程方面的操作興趣，愿意動手嘗試。

相應(yīng)的，“學(xué)業(yè)質(zhì)量描述”為[3]：

能基于常見事物的抽象概念展開發(fā)散，突破熟悉的生活情境中常見的科學(xué)問題的思維定式，針對事物的外在特征提出有一定新穎性和合理性的觀點，抓住事物的外在特征進行設(shè)計；掌握常見工具的使用方法，利用所學(xué)科學(xué)原理，通過構(gòu)思、設(shè)計、實施、檢驗等過程，考慮多種因素，完成簡單的工程任務(wù)；能發(fā)現(xiàn)所制作模型的問題，并進行適當(dāng)?shù)母倪M。

能在好奇心驅(qū)使下，對生活中常見自然現(xiàn)象的特征或現(xiàn)象發(fā)生的條件、過程表現(xiàn)出操作興趣，如實記錄和報告觀察與實驗的信息；能有依據(jù)地質(zhì)疑別人的觀點，嘗試利用所學(xué)科學(xué)原理，運用多種材料、多種思路、多種方法完成探究和實踐；愿意分享自己的想法，接納他人觀點，完善探究活動；了解科學(xué)技術(shù)對人類生活方式和生產(chǎn)方式有影響，人類的生活和生產(chǎn)可能對環(huán)境造成破壞；理解節(jié)約資源和保護環(huán)境的重要性。

3.3? 利用虛擬實驗室平臺測試優(yōu)化電路設(shè)計圖

本課的重難點是應(yīng)用單元電路知識進行工程設(shè)計活動。一般的流程是“設(shè)計電路圖—交流設(shè)計方案—模擬安裝電路—測試—展示”，這樣下來，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在“設(shè)計電路圖”這一環(huán)節(jié)落實不到位，而且在模擬安裝電路和測試電路時耗時較長且耗材太嚴重。筆者想到虛擬實驗室平臺，讓學(xué)生設(shè)計電路圖時，利用虛擬實驗室平臺進行模擬測試，看看自己設(shè)計的電路是否符合要求。

教學(xué)用的虛擬實驗室平臺是指借助多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)在計算機上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣完成各種實驗項目，所取得的實驗效果等價于甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得的效果[4]。目前，很多工程師都是用專業(yè)的電路設(shè)計軟件去設(shè)計和完成測試，本課讓學(xué)生采用虛擬實驗測試自己的設(shè)計圖符合信息時代的要求。

在課堂上，學(xué)生可以在虛擬實驗室平臺上拖出所需的實驗器材，如電池、燈泡、導(dǎo)線、開關(guān)等，根據(jù)自己設(shè)計的電路圖連接導(dǎo)線，按下開關(guān)即可測試自己的電路是否符合要求。如果不符合要求，可以重新修改設(shè)計圖再測試。

3.4? 利用希沃白板互動功能匯報展示電路設(shè)計圖

因課堂時間有限，仍會有個別小組設(shè)計的電路圖無法做到兩個開關(guān)分別控制兩盞燈。這時就有必要交流設(shè)計方案，將設(shè)計方案與別人交流，并傾聽他人的意見和建議，然后修改和優(yōu)化方案，這是工程師工作的重要內(nèi)容。這個活動幫助學(xué)生體驗任何一個產(chǎn)品的成功，都要不斷修改和優(yōu)化設(shè)計方案，工程設(shè)計很重要。在教學(xué)中，可以選擇沒成功的小組和成功的小組各展示1～2組，比較成功的電路是怎樣連接的，沒成功的電路連接應(yīng)該怎樣修改。

在學(xué)生匯報時，教師可借助希沃白板的互動功能讓學(xué)生直接在白板上繪制設(shè)計圖。具體做法：在白板上出示房間平面圖（含有門、窗、書桌、床），旁邊準備好兩個燈泡、兩個小開關(guān)、一節(jié)電池；學(xué)生可以直接把這些物品拖到要安放的位置，再用手畫出導(dǎo)線把它們連接起來。之后，學(xué)生根據(jù)設(shè)計圖在虛擬實驗室平臺測試。這樣，其他學(xué)生就能更直觀地了解匯報小組的電路連接情況，更容易發(fā)現(xiàn)成功的電路是怎樣連接的，沒成功的電路連接應(yīng)該怎樣修改，營造良好的分享交流氛圍，提高交流質(zhì)量。從學(xué)生的匯報上看，在電路的概念理解上，因有虛擬實驗直觀的支持，學(xué)生的表述也更清晰。可見，虛擬實驗高效率和形象直觀的特點，對學(xué)生獲取科學(xué)事實進而理解科學(xué)概念具有重要的作用。

最后，留足時間讓學(xué)生修改完善設(shè)計圖。至此，學(xué)生設(shè)計電路圖的任務(wù)才算完成。

3.5? 小組合作模擬安裝電路、測試和展示

設(shè)計圖優(yōu)化完善之后，就可以照著修改后的圖紙在紙箱（模擬房間）上開始安裝電路。安裝房間照明電路雖不是本課目的，但本課的連接活動是工程設(shè)計中建造模型開展測試的工程設(shè)計環(huán)節(jié)，要與真實房間電路安裝區(qū)別開。學(xué)生在小組合作安裝測試前，教師要提示學(xué)生以下幾點：

1）確定一個施工的流程，先干什么，再干什么，最后干什么；

2）分工明確，盡量每個成員都有操作的機會；

3）注意安全，并完成任務(wù)單中的自評。

等每個小組都安裝、測試好后，每個小組展示他們安裝后的房間電路，分享各自的想法，并演示用開關(guān)如何控制房間內(nèi)電燈的開與關(guān)。

采取這種虛擬實驗與真實實驗相結(jié)合的辦法開展教學(xué)，虛實結(jié)合，使各小組都成功完成“在房間安裝上兩盞燈——閱讀燈和照明燈，分別用兩個開關(guān)控制”的任務(wù)。

4? 應(yīng)用班級優(yōu)化大師開展實時學(xué)習(xí)評價，促進學(xué)生全面發(fā)展

除了利用評價任務(wù)評價學(xué)生外，筆者還應(yīng)用班級優(yōu)化大師開展實時學(xué)習(xí)評價，從探究能力、小組合作、學(xué)習(xí)態(tài)度等維度去評價每一名學(xué)生。班級優(yōu)化大師可以將學(xué)生在課堂中的表現(xiàn)記錄下來，比如：學(xué)生認真完成實驗，立刻就可以點評為“動手能力強”；學(xué)生認真傾聽，就可以點評為“認真傾聽”，課堂積分隨之增加。學(xué)生的傾聽、實驗設(shè)計與操作、交流與反饋、參與合作、記錄等，這些課堂表現(xiàn)都可以利用平臺即時記錄。

使用時，教師先在平臺上建好班級，導(dǎo)入學(xué)生名單，系統(tǒng)會為每一位學(xué)生自動設(shè)定專屬卡通角

色；接著根據(jù)科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的各個要素，有針對性地設(shè)定表揚和待改進評價項目和相應(yīng)的分值。教師通過相應(yīng)評價項目的加減分，均可隨時隨地對學(xué)生提出問題、大膽猜想、實驗求證、團結(jié)協(xié)作等課堂表現(xiàn)進行評價和記錄。學(xué)生查看自己積分發(fā)生增減變化時，就會追根溯源，從而進一步認識到自己的優(yōu)點和不足，如“關(guān)愛他人、善于合作”和“不整理實驗器材”等，這樣更能激起小學(xué)生的好奇心和好勝心。

5? 結(jié)束語

綜上，將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)評的全過程，教師可以借助技術(shù)手段化繁為簡，精準設(shè)置評價任務(wù)，科學(xué)評價學(xué)生表現(xiàn)，有效指導(dǎo)學(xué)生運用不同的方法進行科學(xué)實踐，提高解決問題的能力。

6? 參考文獻

[1] 新課標如何落實到課堂？：特級教師崔成林給出答案??[EB/OL].（2022-04-24）[2022-05-18].https：//www.sohu.com/a/540609237_385655.

[2] 崔允漷，夏雪梅.教學(xué)評一致性：意義與含義[J].中小學(xué)管理，2013（1）：4-6.

[3] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022

[4] 吳向東.數(shù)字時代的科學(xué)教育：鳶尾花（IRIS）數(shù)字化探究之旅[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2012.