中學AI機器人課程的學生評價體系探究

袁加欣 王璇 張錚 方海光

摘要：目前，中小學AI機器人課程缺乏有效的評價體系，主要以競賽成績作為評價標準，忽視了學生綜合素質的提高，AI機器人課程在培養(yǎng)學生綜合素質方面起著重要的作用。本文借鑒CDIO理念，制訂了一套由2個一級指標、5個二級指標、17個三級指標組成的針對中小學的AI機器人課程的學生評價體系，將其應用于某中學課程中進行實踐探究，力圖為后續(xù)機器人教學評價提供指導。

關鍵詞：CDIO理念;AI機器人課程;評價方法;評價體系

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2022）10-0094-05

● 問題的提出

隨著科技的進步和社會的發(fā)展，我國對學校培養(yǎng)人才的要求越來越高。《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》指出，要將科學技術創(chuàng)新能力的建設擺在我國戰(zhàn)略發(fā)展的核心地位，進一步完善人才培養(yǎng)模式，在整個教學中全面培養(yǎng)學生的信息素質、創(chuàng)造力和社會責任心。[1]機器人課程作為促進學生全方位發(fā)展的課程最具有代表性，是新時代專業(yè)人才發(fā)展的必經(jīng)之路。然而，目前中小學機器人教學卻缺乏有效的完整的評價體系，主要以競賽成績作為通用的評價標準對學生進行終結性評價。[2]雖然在機器人課程標準中對學生的每個學習階段都有明確規(guī)范的教學實踐要求，但還沒有建立與之相匹配的管理方式和評價標準。[3]為了改變機器人課程面臨的困境，本文借鑒CDIO理念，力圖設計一套針對AI機器人課程的評價體系，以期為后續(xù)的機器人教育提供借鑒。

● 評價體系創(chuàng)建

與傳統(tǒng)課程相比，AI機器人課程的主要特點是：在注重學生對機器人基礎知識學習的同時，注重學生的動手操作能力，讓學生對機器人有一個全方位的認識。[4]中小學機器人課程旨在讓學生掌握AI機器人的相關知識，提高學生對AI機器人的興趣，培養(yǎng)學生良好的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力，樹立正確的技術觀。[5]所以，針對AI機器人課程中對學生的評價，不能把書面的考試成績作為評判學生的唯一標準，更應該注重學生的綜合素質發(fā)展，從多個方面對學生進行評價。CDIO教育模式秉承“以學習為中心”的評價理念，注重學生的全面發(fā)展，并將學生學習效果的評價分為學習效果的標準化水平、學習效果與教學相結合、使用多種方法收集學生學習情況、利用評估結果改善教學。[6]因此，根據(jù)AI機器人課程的特點，將CDIO教學理念引入該課程中，可以實現(xiàn)AI機器人課程中學生評價體系的創(chuàng)新和突破。

1.評價模型建構

借鑒CDIO教育模式評價體系，構建AI機器人課程的學生評價模型（如下頁圖1），其評價體系應遵循以下原則。

（1）評價主體多元化

機器人課程不同于傳統(tǒng)課堂，更注重課上的合作學習、交流分享。因此，機器人課堂的學習評價的主體不能只限于教師，要包含網(wǎng)絡平臺、教師、其他學生和學生自己等。多主體參與到評價體系中有助于學生自我反思總結，重視與其他同學的合作學習以及建立起與教師之間的信任感。

（2）過程性評價和終結性評價相結合

機器人課程注重學生的創(chuàng)新精神、合作能力、實踐能力和信息素養(yǎng)的提升，只靠期末成績無法體現(xiàn)學生知識能力外的其他能力的發(fā)展變化。所以，機器人教學的評價既要關注動態(tài)的過程，同樣也要關心學習之后的結果，要對學生做一個全面的、綜合的評價，也就是過程性評價與終結性評價的結合。

（3）定量評價和定性評價相結合

機器人課程不僅注重學生對理論知識的掌握程度，還注重學生的創(chuàng)新精神和實踐能力、溝通表達能力的提升以及在小組合作過程中的貢獻度、參與度等。所以，傳統(tǒng)單一的定量評價無法滿足學生綜合素質的提升，要想對學生進行全面的分析，必須遵循定量評價和定性評價相結合的原則。

（4）“以教促評”和“以評促教”相結合

隨著科學技術的進步和社會的發(fā)展，機器人課程也在不斷變化，同樣，學生隨著年齡的增長，閱歷也在不斷增加，所以評價體系不能一成不變，應該是動態(tài)的、不斷發(fā)展的。評價體系要隨著教學情況的變化而不斷變化，同樣，評價活動有利于教師及時準確地改善教學策略，“以教促評”和“以評促教”相結合，有利于機器人課程的教學實現(xiàn)良性循環(huán)。

2.評價體系設計

（1）學生評價指標體系設計

中學AI機器人課程的學生評價指標分為過程性評價指標和終結性評價指標兩部分。其中，過程性評價指標分為“課前”評價指標、“課中”評價指標和“課后”評價指標;終結性評價指標由“期末考核”和“綜合評估”兩部分構成。

①過程性評價指標。

“課前”評價指標。首先，中學AI機器人課程以實踐動手為主，學習形式一般為自主探究和小組討論的方式，著力培養(yǎng)學生的探究能力以及合作精神，所以機器人理論方面的知識要放在課前進行，這對上課的實踐操作起著重要的作用，因此，“課前”評價指標中設置了“學習視頻觀看進度”“課前任務完成程度”;其次，在課前，教師和學生、學生和學生之間無法見面，課前在線交流互動可以體現(xiàn)學生學習的積極性，反映學生愿意主動幫助同學的優(yōu)良品質，所以，評價指標中設置了“在線交流互動頻率”。

“課中”評價指標。首先，課堂的出勤率可以體現(xiàn)學生對課程的積極性，所以，在“課中”評價指標中設置了“出勤率”;其次，中學AI機器人課程課上的主要學習方式是自主探究和小組合作相結合的方式，動手實踐為課中的主要任務，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、探究能力以及解決問題的能力，所以，評價指標中設置了“學生主動提問頻次”“小組合作情況”“創(chuàng)意作品展示”“主動經(jīng)驗分享”。

“課后”評價指標。在課程結束后，學生最主要的任務就是總結反思，對所學知識進行鞏固復習，課后作業(yè)的完成情況能反映學生對知識的內(nèi)化程度，所以，評價指標中設置了“基礎作業(yè)完成質量”“拓展作業(yè)完成質量”。

②終結性評價指標。

期末考試：中學AI機器人課程不僅注重學生對機器人相關基礎知識的掌握程度，更注重學生創(chuàng)新能力的提升，期末考核方式不能只考慮卷面分數(shù)，所以，評價指標中設置了“學科知識掌握程度”和“創(chuàng)意設計作品”兩部分。

綜合評估：中學AI機器人課程注重學生綜合素質的提升，力求讓學生全面發(fā)展。所以，評價指標中設置了對學生“實踐動手能力”“信息素養(yǎng)”“自主探究能力”“合作交流能力”“創(chuàng)新能力”的評估。

（2）學習評價量表設計

在完成學生評價體系指標后，為了使評價標準更明確，筆者制訂了小組合作情況評價表和創(chuàng)意作業(yè)評價表，如表1、表2所示。

● 案例分析——以《Micro：bit智能小車》課程為例

1.學生的預計學習效果分析（如下頁表3）

2.教學評價指標設計（如下頁表4）

3.評價數(shù)據(jù)分析

通過對全班45名學生成績的整理，得到平均分為75.64分，達到了預計的學習效果，但仍存在很大的進步空間。在過程性評價中，通過對課前的評價指標分析可知，課前的觀看視頻和完成任務兩項整體較好，說明學生的自主探究能力較強，但在交流互動上表現(xiàn)較差，表明學生的溝通能力較弱，不愿意主動發(fā)表觀點;通過對課中的評價指標分析可知，出勤率較高，表明學生對課程的積極性較高，從小組合作情況、創(chuàng)意作品展示可以看出，學生的團隊意識較強、實踐動手能力較強，但學生主動提問的頻次和主動經(jīng)驗分享得分較低，說明學生主動表達自我的能力較弱;通過對課后評價指標的分析可知，學生能夠很好地完成基礎作業(yè)，但拓展性作業(yè)完成情況并不是很好，說明學生的創(chuàng)造力有待提升。在終結性評價中，通過對期末考試評價指標的分析可知，學生對學科知識掌握程度較高，作品的創(chuàng)意度有待提升;通過對綜合評估的指標分析可知，學生的自主探究能力、合作交流能力以及實踐動手能力較高，而信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力有待提升。教師通過對評價指標的分析，來及時調(diào)整教學，從而實現(xiàn)課程質量的持續(xù)提高。同時，教師在對每個學生的成績進行分析后，給每位學生分發(fā)一張個人評估結果，學生根據(jù)評價可以進行自我反思，對自己掌握不好的地方及時加強。

● 結語

學生評價體系是改善課程質量的重要手段。CDIO理念下的中學AI機器人課程的學生評價指標體系打破了傳統(tǒng)課堂的評價觀念，秉承“以學習為中心”的評價理念，注重學生的綜合評價，力求促進學生知識與能力的全方位發(fā)展。

所以，首先，教師需要轉變原有的評價觀念。在傳統(tǒng)的課堂中，評價主體只局限于教師，教師主宰課堂，主觀性較強，而CDIO理念下的中學AI機器人課程的學生評價指標體系要求評價主體多元化，學生、教師、同伴、網(wǎng)絡平臺要共同參與評價，打破原有的“唯分數(shù)論”觀點，更注重學生綜合素質的全面發(fā)展，這樣的評價方式才會更為客觀、準確，有利于學生的長遠發(fā)展。其次，教師要提升自身的信息素養(yǎng)，學會利用網(wǎng)絡平臺對學生進行評價，提高制作微課的質量，自我尋找增強信息素養(yǎng)的途徑，應意識到教師職業(yè)成長是終身性的，信息化社會要求教師有更高的信息素養(yǎng)。最后，教師要營造良好的評級環(huán)境，尊重每一個學生的想法，拉近與學生的距離，讓學生能夠真實地表達自己的想法，從而提高評價的準確性。

參考文獻：

[1]中共中央國務院.國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要[EB/OL].（2016-05-19）[2019-1220].http：//www.gov.cn/xinwen/2016-05/19/content_5074812.htm.

[2]王同聚.中小學機器人教學評價方法的探索[J].教育信息技術，2015（06）：75-78.

[3]徐多，胡衛(wèi)星，趙苗苗.困境與破局：我國機器人教育的研究與發(fā)展[J].現(xiàn)代教育技術，2017，27（10）：94-99.

[4]黃芹，陶云，王玉金，等.中小學模塊化機器人教育探究[J].現(xiàn)代教育技術，2018，28（07）：113-119.

[5]中小學信息技術教育專業(yè)委員會機器人學組.中小學智能機器人課程指導意見（試行）[EB/OL].http：//wenku.baidu.com/link？url=cVwF3AsYYjqtvPqIqMlOF6cmgPfWZWBv4wEUkuZDbpRwPK-AUh1UFvn3zZgXVZ2N_vkhQ1YjxSU3KvjYne3pS2jz5zwuG2JXD-1kZaYJ0kC.

[6]Edward F.Crawley.重新認識工程教育：國際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].顧佩華，譯.北京：高等教育出版社，2009.

作者簡介：袁加欣，女，首都師范大學教師教育學院在讀碩士研究生，研究方向為人工智能教育、教育大數(shù)據(jù);王璇，女，首都師范大學教師教育學院在讀碩士研究生，研究方向為人工智能教育、教育大數(shù)據(jù);張錚，女，首都師范大學教師教育學院在讀碩士研究生，研究方向為人工智能教育、教育大數(shù)據(jù);方海光，男，首都師范大學教育學院教授，博士，研究方向為教育大數(shù)據(jù)、人工智能教育、智能教育機器人、智慧教育等。