基于高階思維的中小學(xué)STEM課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的實(shí)證研究

光善慧

摘要：近年來，STEM及創(chuàng)客教育已成為世界各國(guó)教育界關(guān)注的熱點(diǎn)，如何對(duì)STEM課程的教學(xué)過程進(jìn)行有效評(píng)價(jià)是當(dāng)前STEM教育的關(guān)鍵問題。本STEM團(tuán)隊(duì)在實(shí)施STEM課程研究和教學(xué)過程中，聚焦STEM課堂教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究，通過定量分析與定性分析相結(jié)合的研究方式，研制出STEM課堂教學(xué)中教師評(píng)價(jià)量表和學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)量表。通過兩年的STEM課堂觀察和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，量表評(píng)價(jià)得分高的教師表現(xiàn)出更強(qiáng)的STEM教學(xué)能力，學(xué)生的STEM學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力也有顯著提升。這表明，此評(píng)價(jià)量表具有較強(qiáng)的科學(xué)性，能夠應(yīng)用于STEM課程教學(xué)評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)于提升STEM課程教學(xué)具有較大的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：STEM 教育課堂教學(xué)評(píng)價(jià) 實(shí)證研究

STEM 是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）這四門學(xué)科的英文首字母縮寫，起源于美國(guó)的 STEM 教育，2001年被引入中國(guó)科技教育領(lǐng)域。STEM 教育目前已經(jīng)進(jìn)入我國(guó)國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)。2017 年，教育部印發(fā)的《義務(wù)教學(xué)小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》特地把 STEM 教育列為新課程標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容之一。2017 年 6 月，中國(guó)教育科學(xué)研究院發(fā)布《中國(guó)STEM教育白皮書》。觀察中國(guó)當(dāng)下的人才情況，創(chuàng)新型人才、精通技術(shù)的人才成為我們實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。STEM 教育注重跨學(xué)科學(xué)習(xí)，關(guān)心如何解決現(xiàn)實(shí)中所面臨的實(shí)際難題，探究創(chuàng)新解決問題的思路和方法，強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用的能力和創(chuàng)新精神，這些都可以說在很大程度上彌補(bǔ)了我國(guó)傳統(tǒng)基礎(chǔ)教育的短板，更有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。2018年6月，中國(guó)教科院發(fā)布了《STEM教師能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，首次對(duì)STEM教師的專業(yè)水平進(jìn)行了規(guī)范。2018年8月，中國(guó)教科院發(fā)布《STEM教育：中國(guó)2029教育行動(dòng)計(jì)劃》。因此，STEM走進(jìn)課堂已經(jīng)成為常態(tài)，有一個(gè)規(guī)范的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)是大勢(shì)所趨。

一、中小學(xué)STEM課堂評(píng)價(jià)研究目標(biāo)

STEM教育不是科學(xué)、工程、技術(shù)和數(shù)學(xué)知識(shí)教育的簡(jiǎn)單疊加，而是基于不同學(xué)科之間的融合，讓原本分散的學(xué)科形成一個(gè)整體，是培養(yǎng)學(xué)生高階思維、創(chuàng)新意識(shí)，使其形成創(chuàng)新能力的主陣地。在長(zhǎng)期的STEM課堂探索中，我們一直在思索：一堂有意義的STEM課，到底應(yīng)該是怎樣的？教師評(píng)價(jià)的維度和學(xué)生評(píng)價(jià)的維度分別有哪些？研究明白這些問題對(duì)STEM課程的落實(shí)尤其重要。因此，研究STEM教材的同時(shí)，我們把探索STEM課堂教學(xué)的評(píng)價(jià)體系作為核心研究目標(biāo)，放在了重要位置。

STEM教育的興起是現(xiàn)代社會(huì)自覺回應(yīng)時(shí)代訴求的結(jié)果?？梢哉f， 培養(yǎng)青少年的STEM素養(yǎng)， 業(yè)已成為各國(guó)教育未來發(fā)展的重要議題。然而，通過閱讀文獻(xiàn)分析，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于STEM的評(píng)價(jià)研究尚處在初級(jí)階段，大部分還只是一個(gè)概念，未有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。所以，開展STEM教學(xué)評(píng)價(jià)研究意義重大。

二、中小學(xué)STEM課堂評(píng)價(jià)研究理論框架

陶行知先生認(rèn)為：讓學(xué)生走上創(chuàng)造之路，手腦并用，勞力上勞心，這需要六大解放：一是解放眼睛，二是解放雙手，三是解放頭腦，四是解放嘴，五是解放空間，六是解放時(shí)間。跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是STEM教育的核心特征，只有做到“六解放”，才能釋放學(xué)生天性，讓學(xué)生在創(chuàng)造中激發(fā)創(chuàng)新思維，實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。所以，研究的過程中，我們依據(jù)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，遵循教育規(guī)律，按照以下理論框架（如圖1）開展探索。

三、中小學(xué)STEM課堂評(píng)價(jià)研究方法

按照“發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題”的研究思路，我們開始了中小學(xué)STEM課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的實(shí)證研究。

1.發(fā)現(xiàn)問題

2017年10月，我們對(duì)全區(qū)48名創(chuàng)客及STEM輔導(dǎo)員教師進(jìn)行了問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)只有18.8%的教師開展過STEM教育，認(rèn)為沒有STEM教學(xué)評(píng)價(jià)方法和STEM教材是主要問題的占80%。2019年10月，中國(guó)教科院STEM研究中心發(fā)布了《中國(guó)STEM教育調(diào)研報(bào)告》。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，STEM課程是一門非必修課程，但學(xué)校和任課教師在STEM教學(xué)評(píng)價(jià)中具有較強(qiáng)的自主性，缺乏科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)，評(píng)價(jià)的隨意性、單一性較強(qiáng)，評(píng)價(jià)機(jī)制有待進(jìn)一步規(guī)范和完善。國(guó)際、國(guó)內(nèi)評(píng)價(jià)機(jī)制的缺乏，不利于STEM 教育的良性發(fā)展。

2.分析問題

陶行知先生認(rèn)為：“生活、工作、學(xué)習(xí)倘使都能自動(dòng)，則教育之收效定能事半功倍。所以我們特別注意自動(dòng)力之培養(yǎng)，使它關(guān)注于全部的生活工作學(xué)習(xí)之中。自動(dòng)是自覺的行動(dòng)，而不是自發(fā)的行動(dòng)。自覺的行動(dòng)，需要適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)而后可以實(shí)現(xiàn)?！盨TEM教育是一個(gè)新的研究視角，為科學(xué)教育提供了新的范式。一個(gè)好的評(píng)價(jià)體系，必能促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極探索，學(xué)會(huì)創(chuàng)新。但是，目前沒有合適的教學(xué)評(píng)價(jià)，無法定量評(píng)價(jià)STEM教學(xué)效果，這造成好的教學(xué)效果無法得到推廣，差的教學(xué)無法加以引導(dǎo)。

3.解決問題

有一個(gè)明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，才能使STEM課程正規(guī)化、常態(tài)化。我們與高校STEM專家合作，并緊密依靠一線STEM教師，通過“發(fā)放資源—課題組磨課—展示探究—專家指導(dǎo)”這條研發(fā)路線，協(xié)同研究，同時(shí)把STEM課堂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定為研究重點(diǎn)。

四、STEM課堂評(píng)價(jià)的結(jié)果和討論

依據(jù)STEM課堂評(píng)價(jià)研究的思路，經(jīng)過四輪實(shí)驗(yàn)探究，最后形成了與我們研發(fā)的教材配套的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

1.評(píng)價(jià)研究結(jié)果

經(jīng)過骨干教師多輪的評(píng)價(jià)研討，按照教師教學(xué)評(píng)價(jià)和學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)兩個(gè)維度制作了量表，如表1和表2所示。做到教與學(xué)相輔相成，互相促進(jìn)。

2.量表評(píng)價(jià)討論

STEM評(píng)價(jià)量表經(jīng)過15位有STEM授課經(jīng)驗(yàn)的教師的四輪測(cè)試，15節(jié)STEM課參與，學(xué)生參與人次超過九百，教師參與人次超過六百。測(cè)試過程中，教師討論比較激烈的問題表現(xiàn)在以下幾方面。

（1）評(píng)價(jià)維度要完整

STEM課例1：《智能盲杖》

授課者：合肥市和平小學(xué)東校 周文娟

教師評(píng)價(jià)結(jié)果分析：從第一輪評(píng)價(jià)結(jié)果來看，聽課教師對(duì)周老師的評(píng)價(jià)很高，“A非常好”占93%，在7%的領(lǐng)域還要注意提高效能。但是，大家在測(cè)試過程中，覺得評(píng)價(jià)維度不全面、指標(biāo)粗糙，不能全面考核教師的STEM教學(xué)能力。

學(xué)生評(píng)價(jià)結(jié)果分析：參與授課的24名學(xué)生中，各項(xiàng)目標(biāo)評(píng)價(jià)“非常好”的達(dá)到80.3%，“較好”占16%，這充分說明目標(biāo)達(dá)成度高，教學(xué)效果好。但是，評(píng)價(jià)指標(biāo)有的語言不符合小學(xué)生的認(rèn)知水平，理論性強(qiáng)，學(xué)生不理解，評(píng)價(jià)時(shí)就有偏頗。

于是，我們把一級(jí)指標(biāo)確定為過程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)，二級(jí)指標(biāo)調(diào)整為七個(gè)維度，對(duì)三級(jí)指標(biāo)進(jìn)一步細(xì)化，教師有20項(xiàng)指標(biāo)，學(xué)生有21項(xiàng)指標(biāo)。較好地體現(xiàn)了STEM課堂教學(xué)的跨學(xué)科、合作學(xué)習(xí)和項(xiàng)目式教學(xué)的特點(diǎn)。

（2）評(píng)價(jià)量表要“接地氣”

STEM課例2：《月相變化》

授課者：合肥市和平小學(xué) 謝晉

第二輪測(cè)試，以教師評(píng)價(jià)結(jié)果的過程性評(píng)價(jià)為例，分析如下：

教師評(píng)價(jià)結(jié)果分析：從評(píng)價(jià)結(jié)果看，六個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)教師都打“A”，說明這節(jié)課的效率高，得到大部分教師的認(rèn)可。但是，其他指標(biāo)都存在一定的問題，需要教師改進(jìn)。同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，這個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的教學(xué)過程不明顯，結(jié)果性評(píng)價(jià)與學(xué)生評(píng)價(jià)幾乎一致，且語言太平實(shí)，缺少STEM理念的提升。

學(xué)生評(píng)價(jià)結(jié)果分析：參與授課的20名學(xué)生中，各項(xiàng)目標(biāo)評(píng)價(jià)“非常好”的達(dá)到65%，“較好”占18%，這充分說明目標(biāo)達(dá)成度高，教師充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。但是我們發(fā)現(xiàn)，課前調(diào)查和形成項(xiàng)目的優(yōu)秀率均為0，課后能跟蹤項(xiàng)目落實(shí)的只有25%。這說明除了在課堂上，學(xué)生對(duì)實(shí)踐這部分的落實(shí)不夠。

于是，在二級(jí)指標(biāo)“制定目標(biāo)”環(huán)節(jié)，我們?cè)黾恿嗽u(píng)分權(quán)重，意在指導(dǎo)學(xué)生、教師注重課前課后的STEM跟蹤環(huán)節(jié)，確保項(xiàng)目的落實(shí)。

（3）STEM課堂要抓住過程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)

在專家論證環(huán)節(jié)中，邀請(qǐng)中國(guó)教科院STEM研究中心王素主任和羅夫運(yùn)副主任對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行指導(dǎo)，使評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)更科學(xué)，指導(dǎo)性更強(qiáng)。

STEM課例3：《看家小兔》

授課者：香格里拉小學(xué) 王丹丹

從第三輪、第四輪測(cè)試數(shù)據(jù)分析，教師評(píng)價(jià)量表和學(xué)生評(píng)價(jià)量表都是從過程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)兩個(gè)維度來評(píng)價(jià)。每個(gè)一級(jí)指標(biāo)含有3～4個(gè)二級(jí)指標(biāo)，每個(gè)二級(jí)指標(biāo)有2～4個(gè)評(píng)價(jià)維度，囊括了課前—課中—課后教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的每個(gè)環(huán)節(jié)，指導(dǎo)性強(qiáng)，且評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)一目了然地呈現(xiàn)出教學(xué)中的問題。

五、STEM課程評(píng)價(jià)研究結(jié)論

1.過程性評(píng)價(jià)便于問題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)與反饋

過程性評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)行為的持續(xù)性監(jiān)控，通過過程觀察，就能把握學(xué)生的能力發(fā)展?fàn)顩r，發(fā)現(xiàn)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方式和內(nèi)容，使教學(xué)更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。而通過數(shù)據(jù)分析，還形成了學(xué)生STEM能力發(fā)展曲線，為改進(jìn)教學(xué)提供了決策依據(jù)。

2.結(jié)果性評(píng)價(jià)促進(jìn)教與學(xué)的良性發(fā)展

科學(xué)的評(píng)價(jià)體系必須是多種評(píng)價(jià)的結(jié)合，維度單一、指標(biāo)單一都會(huì)造成評(píng)價(jià)的偏頗。做到過程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)相結(jié)合，就可以讓教師看到STEM教學(xué)的效果和學(xué)生通過STEM課程得到的成長(zhǎng)。這為新STEM課程的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，促進(jìn)STEM教與學(xué)的良性循環(huán)。

3.多維評(píng)價(jià)的結(jié)合促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展

在評(píng)價(jià)過程中我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的自評(píng)分明顯高于他評(píng)分，教師自評(píng)分卻明顯低于他評(píng)分。這充分說明，學(xué)生和教師的評(píng)價(jià)只有通過第三方認(rèn)證，才能找到自身存在的問題，從而不斷改進(jìn)。所以我們同時(shí)設(shè)置他評(píng)和家長(zhǎng)評(píng)，評(píng)價(jià)級(jí)別的增加體現(xiàn)了學(xué)生和教師能力的發(fā)展。

總之，教學(xué)和評(píng)價(jià)是STEM課程實(shí)施的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。我們的評(píng)價(jià)體系1.0版還在持續(xù)完善，STEM診斷系統(tǒng)的功能還在開發(fā)中。2020年3月，以我們研發(fā)團(tuán)隊(duì)為核心，教育部科技司批準(zhǔn)成立了“STEM課堂教學(xué)評(píng)價(jià)實(shí)踐共同體”，來自上海、四川、安徽的58所學(xué)校的近萬名學(xué)生、三百多名STEM教師，聚焦STEM課堂教學(xué)評(píng)價(jià)研究。我們將進(jìn)一步拓展STEM評(píng)價(jià)的廣度和深度，不斷改善STEM課堂教學(xué)的教育質(zhì)量，優(yōu)化評(píng)價(jià)量表，迎接更科學(xué)的STEM課堂教學(xué)評(píng)價(jià)2.0版的到來。

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