STEM課程的評價領(lǐng)域及學(xué)習(xí)性評價策略

沈 藝，郭琪琦，張海銀

（1.深圳市坪山區(qū)同心外國語學(xué)校，廣東 深圳 518118；2.深圳市第二實驗學(xué)校，廣東 深圳 518021；3.深圳市坪山區(qū)教育科學(xué)研究管理中心，廣東 深圳 518118）

一、STEM與學(xué)習(xí)性評價

STEM 是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）4個英文單詞首字母的縮寫，目前STEM 已發(fā)展出STEM+的多種形式。STEM 課程以工程為核心，整合科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科，以探究為基礎(chǔ)，采用工程設(shè)計的過程[1]（如圖1），強調(diào)以學(xué)生為中心和動手做，讓學(xué)生掌握知識與技能，進行靈活遷移應(yīng)用、解決實際問題，重點培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和實踐能力。STEM 課程的整個學(xué)習(xí)過程倡導(dǎo)無風(fēng)險的安全氣氛，學(xué)生有大量機會通過摸索、探究、決策來驗證他們認為有創(chuàng)造性、能解決問題的方案，學(xué)生在問題解決過程中通過犯錯、分析失誤、改進，不斷提升。教師則扮演著協(xié)調(diào)、監(jiān)控和指導(dǎo)者的角色。這意味著學(xué)習(xí)過程需要更多學(xué)習(xí)性評價（assessment for learning）策略，當(dāng)場調(diào)整教與學(xué)的過程，促進學(xué)生即時的學(xué)習(xí)效果。

圖1 STEM課程學(xué)習(xí)中的工程設(shè)計過程

學(xué)習(xí)性評價是學(xué)生、同伴和教師共同參與的常規(guī)教學(xué)活動，通過收集、反思并反饋從對話、實物展示及觀察得來的評價信息，來促進學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)而進行的評價方式。[2]學(xué)習(xí)性評價是形成性評價的一種。

學(xué)習(xí)性評價的模式（如圖2）將多樣化的評價活動嵌入整個教學(xué)活動中，對教學(xué)過程進行全程監(jiān)控、在互動中及時評價并反饋，以幫助教師和學(xué)生了解自己在教學(xué)或?qū)W習(xí)中存在的問題，其目的在于促進師生教學(xué)的改進。該模式的基本特點如下：（1）評價功能：通過評價獲得學(xué)習(xí)狀況的相關(guān)信息，促使師生對當(dāng)前的教與學(xué)加以改進，強調(diào)“即時評價教、學(xué)狀況——反饋改進建議——促使當(dāng)前教、學(xué)改進和提升”的功能。（2）評價的時機：嵌入教學(xué)過程中，即時監(jiān)控，及時反饋。（3）評價標(biāo)準(zhǔn)：向?qū)W生開放，教師將學(xué)習(xí)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為利于學(xué)生理解的評價指標(biāo)，并通過多種途徑與學(xué)生共享。（4）評價的主體：教師和學(xué)生都是評價的主體，學(xué)生不僅要對自己的學(xué)習(xí)狀況進行評價，也要對同伴的學(xué)習(xí)進行評價。（5）評價的計劃性：對整個學(xué)習(xí)過程的評價進行精心設(shè)計，有完整一節(jié)課的統(tǒng)籌規(guī)劃。（6）評價和反饋的及時性：全程監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，對學(xué)生任務(wù)的每個環(huán)節(jié)都及時評價并提供反饋改進意見，學(xué)生只有在達到標(biāo)準(zhǔn)時才能進入下一個環(huán)節(jié)。（7）反饋的性質(zhì)：對學(xué)生評價后，提出具有指導(dǎo)性和建設(shè)性的反饋意見。（8）評價工具多樣化：評價過程中采用多樣化的評價工具，以“師—生”“生—生”互動的形式開展。

圖2 學(xué)習(xí)性評價的模式設(shè)計

從上述分析可見，引入學(xué)習(xí)性評價符合STEM課程的特點，有助于提高STEM課程教學(xué)的有效性。

二、STEM 課程中的評價領(lǐng)域及對應(yīng)的學(xué)習(xí)性評價策略

學(xué)習(xí)性評價的基本策略可概括為四方面：分享學(xué)習(xí)目標(biāo)、提更好的問題、讓反饋更有效、促進學(xué)生的自我評價。[3]從上述四個策略和學(xué)習(xí)性評價的模式出發(fā)，結(jié)合STEM課程的特點，可以從以下六個領(lǐng)域[4]來評價學(xué)生的表現(xiàn)，達到監(jiān)控、指導(dǎo)和促進學(xué)習(xí)的目的。

（一）測定與STEM課程標(biāo)準(zhǔn)（教學(xué)目標(biāo)）符合的程度

評價目的：為教師的監(jiān)控和學(xué)生的自我修正提供參照體系。

策略：確定STEM課程目標(biāo)，設(shè)置學(xué)生在原型建構(gòu)和測試過程中具體、明確化的實現(xiàn)指標(biāo)，進一步轉(zhuǎn)化為評價量表，通過交互活動進行自評和互評。

案例：“可自動澆水的苔蘚墻涂鴉制作研究”任務(wù)中的評價標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計

該工程任務(wù)的目標(biāo)是要求學(xué)生設(shè)計出一個將藝術(shù)涂鴉和苔蘚種植相結(jié)合、能夠自動化澆水的苔蘚植物景觀墻。教師引導(dǎo)學(xué)生分析需要解決的問題，將其轉(zhuǎn)化為具體的、明確化的實現(xiàn)指標(biāo)：（1）景觀墻體透氣性良好；（2）培養(yǎng)基具有一定的黏稠度、能滿足植物的營養(yǎng)需求，保證苔蘚存活半年以上，且長勢良好；（3）選用合適的黏合劑能使培養(yǎng)基和墻體牢固黏合，不脫落；（4）設(shè)置的圖案美觀，面積范圍較大，有助于苔蘚的保濕；（5）澆水裝置的澆水面積要廣，實現(xiàn)自動定時定量噴灌；（6）組裝后保持外觀的美觀。在教學(xué)過程中，可以將這些實現(xiàn)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為不同等級的評價量表。

一方面，學(xué)生可以使用這一評價量表進行自評和互評：學(xué)生團隊用所收集的數(shù)據(jù)判定小組裝置的有效性，并且重新設(shè)計苔蘚墻以使制作出來的模型更加符合每一個標(biāo)準(zhǔn)。即便一個團隊的苔蘚墻符合所有標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生團隊通常還會重新設(shè)計，看看模型是否能有更多改進的地方。另一方面，教師可以用來監(jiān)控和調(diào)整教學(xué)：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判斷學(xué)生所處的水平?jīng)Q定哪個團隊需要更多的指導(dǎo)。

（二）衡量團隊成功合作的程度

評價目的：讓學(xué)生保持良好的團隊合作行為，促進學(xué)生發(fā)展合作技能。

策略1：將預(yù)定的團隊行為制定為“STEM 課堂小組合作指南”，在第一次課前引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，讓學(xué)生謹(jǐn)記團隊合作所需的行為表現(xiàn)，用作自主評價和修正的準(zhǔn)則。

團隊合作指南：（1）尊重彼此所有想法；（2）不要貶損別人；（3）做一名優(yōu)秀的、積極的傾聽者；（4）做好任務(wù)的分工與準(zhǔn)備；（5）參與討論并做出貢獻；（6）能證明自己的觀點；（7）促進良好的小組成員關(guān)系；（8）以認同的方式表達不同的觀點；（9）鼓勵、欣賞和幫助團隊成員；（10）及時完成任務(wù)并保證質(zhì)量；（11）按時完成任務(wù)并保證質(zhì)量。[5]

策略2：將評價指南轉(zhuǎn)化為簡單的評價清單。

案例：設(shè)計“小組工作快速檢查表”[6]（參見表1），利用簡短的時間，進行快速的評價。可以要求學(xué)生在課前以個人或團隊形式做一項60秒鐘簡短的團隊評估活動，評估團隊在上一節(jié)課中的表現(xiàn)，也可以在課堂快要結(jié)束時，做這樣的評估，讓學(xué)生回憶和檢查在當(dāng)堂課上的行為表現(xiàn)。在評價后，還要通過一些開放式問題，如“我們團隊今天做得好嗎？”“我們需要改進什么？”，引導(dǎo)學(xué)生去審視和改進團隊行為。

表1 小組工作快速檢查表

策略3：在課堂上，引導(dǎo)學(xué)生把注意力集中在成功的團隊合作技巧上。

教師巡堂并觀察學(xué)生的工作，發(fā)現(xiàn)小組合作行為良好和不好的團隊。教師不需要給出評論，可以悄悄地把代表合作水平的紙牌放在不同小組桌面上置。可用不同顏色代表不同的合作狀態(tài)：優(yōu)秀的、良好的、需要改進的，對于表現(xiàn)不佳的團隊，教師就需要通過交談及時反饋，幫助他們理解和提高某一種具體技能。

這些評價的方法不僅能夠讓學(xué)生進一步理解團隊內(nèi)合作的要求，還能幫助他們將其內(nèi)化為行為準(zhǔn)則，在下次團隊活動中表現(xiàn)得更好，成為更有效的團隊合作者。

（三）衡量學(xué)生能否順利理解和正確運用知識

評價目的：確定學(xué)生在解決問題時是否能理解需要運用的數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)知識，做出有針對性的指導(dǎo)。

策略1：在課前、課后設(shè)置相應(yīng)的問題檢查學(xué)生對相關(guān)學(xué)科的概念、方法的理解和掌握。

案例：假設(shè)團隊正在設(shè)計窗臺立式無土栽培系統(tǒng)，在工程任務(wù)前可向?qū)W生提出下述這些問題，以檢查他們對科學(xué)內(nèi)容的理解：植物的生長需要哪些營養(yǎng)和條件？培養(yǎng)液起到什么樣的作用？你設(shè)計的栽培系統(tǒng)是如何保證植物能夠正常生長的？

策略2：使用常規(guī)的紙筆測試進行檢測，題型可以是填空題，也可以是選擇題。

（四）衡量學(xué)生在運用工程設(shè)計過程中的進步

在STEM 課上，學(xué)生的思維和決策能力是由工程設(shè)計過程來驅(qū)動的，因此應(yīng)圍繞工程設(shè)計過程精心設(shè)計評價機制和活動，改變和提高學(xué)生分析和探討問題解決方案的方式，引導(dǎo)他們形成問題解決者的思維方式。

評價目的：（1）幫助學(xué)生形成思考、探討和解決問題的思維方式和習(xí)慣，提高問題解決能力；（2）促使思維更深入、更寬闊；（3）培養(yǎng)并增強批判性項目的設(shè)計能力；（4）促進學(xué)生更好地評價實驗結(jié)果，分析數(shù)據(jù)，解釋數(shù)據(jù)；（5）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和精神。

評價指標(biāo)：（1）學(xué)生在選擇方案時，能夠考慮到限制條件、環(huán)境、道德倫理、健康和安全方面的問題，并知道在必要時需要權(quán)衡利弊；（2）能夠想出多種解決問題的方法，形成具有創(chuàng)新性和創(chuàng)造性的解決方案；（3）學(xué)生能理解、討論工程師將如何形成一個特定問題的解決方案；（4）學(xué)生能判斷問題解決的某一過程處在工程設(shè)計的哪一步及活動的下一步將要做什么；（5）在解決問題的過程中，學(xué)生能有意識地使用工程設(shè)計的系統(tǒng)的思維方式；（6）能夠按計劃完成工程任務(wù)，并根據(jù)測評結(jié)果不斷改進。

策略1：設(shè)計和使用基于工程設(shè)計過程的腳手架式活動手冊，為工程設(shè)計過程的關(guān)鍵步驟制定相應(yīng)的行動標(biāo)準(zhǔn)或指南，學(xué)生用于指導(dǎo)和修正學(xué)習(xí)。腳手架式活動手冊內(nèi)容包括如下方面：STEM 課程的學(xué)習(xí)過程及工程設(shè)計原理、課程信息、各環(huán)節(jié)明確的建議或指南、學(xué)習(xí)過程記錄、活動環(huán)節(jié)中的評價量表和反思表等。教師應(yīng)在課前提前發(fā)放活動手冊，并讓學(xué)生參與制定某些學(xué)習(xí)目標(biāo)的實現(xiàn)指標(biāo)，達到師生共享學(xué)習(xí)目標(biāo)和實現(xiàn)指標(biāo)的目的。

案例1：在“健康、美味又好玩的餅干及其品牌開發(fā)”活動的“確定問題”環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生明確和定義研究任務(wù)的關(guān)鍵問題（參見表2），作為整個任務(wù)目標(biāo)的引領(lǐng)。

案例2：在“研究問題”任務(wù)環(huán)節(jié)，教師提出研究小結(jié)的具體要求（實現(xiàn)指標(biāo)）。（1）設(shè)置調(diào)查報告提交的截止期限。（2）要求收集、整理相關(guān)的研究信息后，做一個1—2 頁的小結(jié)展示已有的相關(guān)研究成果。（3）小結(jié)中要注明引用資料來源。（4）小結(jié)包括至少2張圖片。

表2 明確和定義研究任務(wù)的關(guān)鍵問題

案例3：在“提出方案、選擇方案”環(huán)節(jié)中，制定明確的頭腦風(fēng)暴活動指南（參見表3）來引導(dǎo)學(xué)生的團隊表現(xiàn)。而在確定設(shè)計方案時，提出如下要求：以流程圖形式展示模型制作的各步驟；畫出模型的設(shè)計圖；在設(shè)計圖上標(biāo)注文字來解釋團隊策略。

表3 頭腦風(fēng)暴活動指南

策略2：將交互、靈活、多樣的評價方式，整合到常規(guī)的教學(xué)活動中，提升學(xué)生工程設(shè)計能力和思維品質(zhì)。

案例：在頭腦風(fēng)暴環(huán)節(jié)，可以設(shè)計相應(yīng)表格（參見表4）來保證討論過程中的觀點及時被記錄，同時幫助學(xué)生按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進行深入的、辯證的思考，從而選出最佳的方案。

表4 頭腦風(fēng)暴記錄及評價表

而在“測評原型、重新設(shè)計”環(huán)節(jié)中，則引導(dǎo)學(xué)生圍繞模型制作的評價標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)指標(biāo)，進行多樣化的活動（如圖3）。該過程并非一定是線性的，學(xué)生也可能多次重復(fù)上述過程，在上述不斷改進完善、重新設(shè)計原型和方案的過程中培養(yǎng)堅持不懈的精神與毅力。

圖3 整合于“測評原型、重新設(shè)計”環(huán)節(jié)中的多樣化評價活動

“交流方案”過程則可能發(fā)生在學(xué)習(xí)的任意環(huán)節(jié)和內(nèi)容中。教師可以為學(xué)生提供多樣化的交流對象，如家長、專業(yè)人士、教師等；交流的方式可通過撰寫交流報告、模擬產(chǎn)品發(fā)布會、演講、拍攝廣告等形式進行。

策略3：反復(fù)提醒學(xué)生要關(guān)注工程設(shè)計過程的流程圖和文字資料，讓學(xué)生意識到他們正遵循著一個流程來完成任務(wù)——一種系統(tǒng)化的思考方式。教師提示學(xué)生圍繞模型評價標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)指標(biāo)、活動的任務(wù)要求、小組合作要求、任務(wù)分配建議來組織活動，鼓勵學(xué)生提出多樣化的、創(chuàng)造性的解決方法，通過觀察、傾聽等活動及時反饋和指導(dǎo)。無論是學(xué)生自評、他評還是教師評價，都應(yīng)強調(diào)做出描述性的、具體的，具有建設(shè)性的評價。

策略4：教師可以運用和提出一些問題，引導(dǎo)學(xué)生把他們解決問題的步驟跟工程師解決問題的方式進行有意聯(lián)系。

案例：根據(jù)工程設(shè)計過程設(shè)置問題

（1）假設(shè)一個機械工程師團隊正在為一臺大型機器設(shè)計一個節(jié)能高效的發(fā)動機。而他們只設(shè)計出了最初的發(fā)動機模型，你希望設(shè)計師們?nèi)绾卫^續(xù)設(shè)計這臺發(fā)動機？這是工程設(shè)計過程中的哪一步？（2）請結(jié)合一個實例闡釋如何應(yīng)用工程設(shè)計過程解決問題。（3）除了對工程師外，工程設(shè)計過程的方法對其他領(lǐng)域的人是否依然有用？請說明你的理由。

（五）評價學(xué)生在STEM 課程中的情感態(tài)度、價值觀

評價目的：（1）激起對STEM課程學(xué)習(xí)的興趣和動機；（2）養(yǎng)成質(zhì)疑、勇于實踐及創(chuàng)新、堅持不懈的精神；（3）形成交流、合作的意識；（4）為教師在以后的教學(xué)方案中做一些適當(dāng)?shù)恼{(diào)整提供依據(jù)。

策略：（1）將期待學(xué)生形成的內(nèi)隱的情感態(tài)度價值觀目標(biāo)轉(zhuǎn)化為外顯的行動指南。例如，如前所述制定合作學(xué)習(xí)指南，能指導(dǎo)進行有效的團隊行動，促使學(xué)生形成交流、合作意識。（2）通過多樣化的互動性評價，幫助學(xué)生領(lǐng)悟STEM工作的過程是一個不斷試誤、改進的過程，養(yǎng)成質(zhì)疑、勇于實踐及創(chuàng)新、堅持不懈的精神。例如工程過程中的測試原型和重新設(shè)計環(huán)節(jié)中的自評、他評和改進過程。（3）加強監(jiān)控和指導(dǎo)，提升學(xué)生的學(xué)業(yè)成就，激起對STEM課程學(xué)習(xí)的興趣和動機。

（六）衡量不同學(xué)生群體在STEM課程中成就感和參與度

評價目的：幫助所有學(xué)生在團隊合作中找到歸屬感和被重視的感覺。

策略：（1）設(shè)定明確的團隊合作指南，引導(dǎo)學(xué)生的自我監(jiān)控和修正。（2）根據(jù)學(xué)生的性別、個性、特長和任務(wù)的特點進行異質(zhì)分組。（3）每一節(jié)課設(shè)置有難度梯度的任務(wù)，進行明確的分工，讓每個成員都有機會為團隊做出貢獻。（4）引導(dǎo)團隊成員間的互評和反饋，促進相互協(xié)助。

三、思考與討論

STEM中的學(xué)習(xí)性評價在于促進學(xué)生正在進行的學(xué)習(xí)，提升教師的監(jiān)控和管理能力，提高STEM課程實施的效果。不同的STEM課程評價的領(lǐng)域和策略有所不同，但在進行評價時，需要注意一些問題：（1）學(xué)習(xí)性評價是一個發(fā)展的過程，要在STEM課程的全程對學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進行監(jiān)控。（2）在評價時量表僅作為學(xué)習(xí)的參照標(biāo)準(zhǔn)和指南使用。避免使用評價信息和量表評價學(xué)生等級；特別重視在獲得評價的信息后做出即時反饋和改進性指導(dǎo)。（3）學(xué)業(yè)表現(xiàn)的信息獲取途徑需要更加多樣和全面，除評價表，還可以從學(xué)生的活動手冊的文本紀(jì)錄、活動視頻、口頭報告等途徑獲得。（4）STEM 課程強調(diào)創(chuàng)新和解決問題能力的培養(yǎng)，因此評價時要創(chuàng)設(shè)寬容、允許犯錯和不斷改進的氣氛，強調(diào)問題答案不是唯一的，允許多樣化的、創(chuàng)造性的解決方案。從而讓學(xué)生能夠更加深刻認識到在工程設(shè)計過程中，失敗和不斷改進是很正常的，促進學(xué)生堅持不懈地改進方案和解決問題。（5）以上評價領(lǐng)域同樣適用于終結(jié)性評價。學(xué)習(xí)效果的提高需要將學(xué)習(xí)性評價和終結(jié)性評價進行結(jié)合。▲