小學科學課大數據監測的實踐意義分析

陳宇祝

在江蘇省，小學科學課是考查科目。2016年秋，蘇州市教育質量監測中心對蘇州市全市的小學生學科素養進行大數據監測，小學科學赫然在列。共有157所學校32913名小學畢業生參加，太倉市實驗小學的參評人數為83人，以卷面測試數據為依據，橫向與本區域及蘇州大市來比較學生科學素養分析，其信息反饋彌足珍貴。

實踐的意義

首先，大數據監測是《小學科學課程標準》應用評價的指導案例。測評工具根據《小學科學課程標準（試行版）》相關要求，由專家團隊共同研發，同時指導教師如何科學合理地評價學生的科學課學習。在內容指標方面分別是“生命科學”“物質科學”“地球和宇宙”;在認知能力水平方面分為“了解”“理解”“應用”三個維度;在科學探究能力水平方面，分為“科學地解釋現象”“解讀數據和證據”“評價和設計探究”三部分。

研究發現，教師在教學中的科學知識、科學技能、情感態度與價值觀等三維目標定位一定要清晰，并且在教學中必須時刻圍繞這些目標來開展。教師在科學課的教學中，需要訓練學生的高階思維，即知其然，知其所以然。在科學知識的指導上，要培養學生打破砂鍋問到底的探究精神;在科學技能的掌握上，要培養能夠靈活應用知識的實踐精神以及實事求是的理性態度。

其次，大數據監測是社會對學校評估的一個可靠標尺。小學科學不考試，若要衡量一所小學校的科學教育是否扎實，能夠參考的顯性指標主要是在一些相關科技比賽中獲取的成績。大數據監測恰好反映出了學校日常對于每一位學生的科學教育成效。

此次大數據的監測采用了量尺分數（scale score），即根據學生作答情況，采用項目反應理論（IRT）模型估計得到的學生能力分數轉換而來的測驗標準分數。經過等值轉換后的量尺分數使得不同試卷或不同時間測試學生的分數具有可比性。

根據監測反饋，本校學生的科學學習情況如下：（1）本校學生的總體得分情況顯著高于本區域及本市。在監測中，小學科學總體平均分為：本區域497.0，本市499.9，本校546.7。（2）本校學生在認知能力水平上的具體得分皆高于本區域及本市。（3）學生在科學內容的學習掌握上尚有較明顯的弱項。在一級指標上的領先并不代表學校科學教育的全面優秀。在生命科學的4個二級指標中，“生物的新陳代謝”“人、健康、環境”表現較佳，“生命的延續和進化”則尚需努力。

再次，大數據監測是學校評價自身教研組教學的一個重要參考。基于以上的學習狀況評價，學校科學組分析了之前的教育教學中的一些不足之處。（1）城鎮化的生活局限，使得學生的實際應用經驗偏少。（2）免費教材的使用忽略，知識的系統性相對較差。

最后，對于結果應用的持續追蹤是大數據監測實踐意義的核心。學校科學組制定了“優化小學生科學課中生命科學領域的相關學習”改進流程。（1）從課程標準出發，再次學習課標對于小學科學階段生命科學領域核心概念的界定，進行教師的理論培養。（2）分年級梳理教科版教材體系中的生命科學方面的內容。課標中對于生命領域的知識系統呈螺旋式上升的方式，每個年級都涉及，而且認識層面逐漸加深，教師需要把握好教學內容的難易情況，符合學生的實際認知水平。（3）改進生命科學領域的課堂教學。生命教育主要還是以體驗活動為主，增加學生對于生命的體驗，可能是提高學生認識理解能力的關鍵;加強思維導圖的知識結構整理。每個單元在學習以后，對于科學知識的梳理尤其關鍵，讓學生梳理清楚自己的學習網絡架構，教師通過評閱學生的思維圖，也能及時了解學生學習中的短板。

學校基于大數據監測的小學科學領域改進行動及成果

在基于大數據監測的改進行動中，我們基本完成了既定的改進目標并有了一定的突破。

一是整理教材中“生命領域”知識結構。科學組以思維導圖的方式梳理了3～6年級的生命領域教材，整理了生命領域的重點學習內容，再次學習了《小學科學課程標準》，對照《課標》調整教學策略。

二是多種方法課堂推進生命領域的教學實踐。增加校園實地觀察的課堂活動，把種植、生物實驗對比等活動做得更加普及和細致，與信息技術融合，下載“形色”APP，讓學生對比認識更多植物的特征。

三是編寫與生態平衡相關的校本教材《瓶罐小花園》。《瓶罐小花園》是學校與新加坡德義小學的合作項目，瓶罐中的植物可以1年不開蓋不澆水而依然正常生長。科學組編寫校本教材，讓學生理解并控制在封閉瓶罐環境中植物的生長條件。學生通過研究空氣、水、溫度對植物的影響，不僅了解了植物的光合作用、蒸騰作用等知識，而且與信息技術、美術等多學科融合，與研究課整合實施，《瓶罐小花園》獲得了太倉市綜合實踐成果展示一等獎。

四是改進課程評價方式。學校有年級組督導的常規管理舉措，原有的科學素養督導只是通過考查學生的實驗動手能力來評價學生的科學素養，在大數據監測后，學校調整為卷面測試與實驗考查結合來評價學生科學素養發展情況。

對六年級督導結果顯示：學生對開學之初所教的《生物的多樣性》單元的內容遺忘最為明顯，卷面實驗表達與之前的實驗操作相比，相對錯誤率較高，可見動手實踐會更有利于學生學習。

五是拓展校內種植類興趣活動。（1）苗圃觀察。學校充分建設好小苗圃以及天臺上的多肉花園，讓學生在實踐和觀察中認識和比較植物的變化。（2）競賽和活動促進。學生的很多創新活動也緊密聯系生命領域的相關學習。許嘉洇和陳卓爾同學合作設計“校園二維碼”資料庫，搜集了校園中各種植物的資料，制作成二維碼，粘貼于對應地點，有利于參觀者的學習了解;邵亦田和陳銘澤同學合作設計的“腦洞大開音樂水循環噴泉”是一個魚缸過濾系統與立體種植的組合，通過水泵泵水，陶粒過濾，讓吊蘭、小魚、小蝦等在一個魚缸里良好生長，該設計最終獲得太倉市青少年創新賽一等獎。2015級1班全體學生，在2017年植樹節期間繪制20米長卷，參加了“保護母親河”啟動儀式，該活動被國內多家主流媒體報道，影響廣泛。

六是數據的持續監測。從2018年蘇州市監測的反饋數據來看，學校一階段的改進實踐確實在科學教育中有一定成效。

綜上，“義務教育學業質量監測”確實如一面鏡子，照出了學校科學教育方面的成績和不足，督促了學校從整體上了解和掌握學生的科學學習的實際狀況，為制定后期相關的教育教學計劃和把握具體教育教學環節提供了切實依據，幫助學校有的放矢地開展科學學科的相關工作。

當然，在工作中我們也不能唯大數據論。對于學生的科學學習評價必須做到主體多元、方式多樣。不僅有教師評價，還要有學生自評、同伴互評、家長參評，不僅要有終結性的測評，更需要有過程性的測評;不僅有量的測評，還要有質的測評;不僅有紙筆形式的測驗，還要有以活動、實驗、項目報告等多種范式進行的測評。各種形式的測評相互補充，才能較為全面地評估學生的學習質量和學業水平。

此外，教師們也需要接受更多的評價培訓，如關于測評工具的研制，關于量尺分數的轉化等，除了教育質量監測中心的橫向評價，可以增加縱向維度的評價。相信這樣縱橫交錯的評價，會對學生個人的進步有一個更加立體的認識。

注：本文是江蘇省教育科學“十三五”規劃重點課題“區域初中教育質量監測結果運用的實踐研究”階段性成果，課題批準文號：E-a/2016/04

參考文獻

【1】 2016年度蘇州市義務教育學業質量監測報告[R] . 2017，1.

【2】?教育部教育質量監測中心[DB/OL] . http：//www.eachina.org.cn/shtml/4/jcwd/80.shtml.

2018年度蘇州市義務教育學業質量監測報告[R] . 2018，6.

【3】?中華人民共和國教育部制定. 義務教育小學科學課程標準[S]. 北京：北京師范大學出版社，2017.