中小學STEM教育的自我評價與改進建議 ??

趙慧臣 張娜鈺 李皖豫

摘 要：STEM教育所倡導的跨學科學習理念為大多數國家和地區所接納。我國部分省市已經開展了中小學STEM教育的試點工作，其面臨著以評促改的問題。自我評價在中小學STEM教育中具有重要作用。自我評價主體制定STEM教育的自我評價標準，選擇自我評價方式，改進自我評價內容，進而影響STEM教育發展的環境。中小學可在STEM教育的學習內容、資源管理、合作與成就、領導與變革四方面進行自我評價。基于自我評價，中小學實施STEM教育的改進建議包括：在學習內容方面，實現單學科學習到STEM跨學科學習在心理和知識層面的過渡;在資源管理方面，形成以STEM實踐技能為核心的綜合課程;在合作與成就方面，形成高效的STEM學習、教學和評價;在STEM教育的領導與變革方面，建立長期穩定的STEM合作伙伴關系。

關鍵詞：STEM教育;學校評價;自我評價;改進建議

近年來，STEM教育在我國中小學迅速推廣和普及。其中，2017年，浙江省確定了15所中小學STEM教育項目種子學校以及15所中小學STEM教育項目培育學校。廣東省155所中小學被確定為深入推進STEM課程實施試點學校。截至2019年，江蘇省設立了269所省級STEM學校、13個省級STEM教育實驗區。隨著全國STEM試點學校規模的擴大，中小學STEM教育的實施效果與改進提升引起關注。通過評價來提升STEM教育效果成為中小學STEM持續發展的關鍵問題。

一、中小學STEM教育的自我評價亟待加強

作為一種內需式的評價活動，自我評價有助于學校提高自我認識和解決問題的能力，建構起學校質量的內部保障機制[1]。中小學STEM教育自我評價是為了通過學校內部的自我排查，發現STEM管理和教學中的問題并及時改正。一方面，自我評價為中小學STEM教育提供過程性診斷。中小學對照STEM教育自我評價的標準，分析開展STEM教育的差距，為STEM教育的改進做好準備。另一方面，自我評價有助于中小學在比較與改進中形成STEM教育共同體。學校定期通過自我評價開展STEM管理與教學情況的自我排查和問題分析，并與STEM研究人員和行業從事者交流，在共同體中探討STEM教育的自我評價方案和優化措施。中小學STEM教育自我評價不僅在理論上和教育改革與規劃相呼應，而且在實施學校的自查、自評等實踐工作中發揮重要作用。然而， STEM教育的傳統評價研究，較少有STEM教育的自我評價研究，尤其是中小學STEM教育自我評價研究。一方面，國際比較研究占很大比例，側重于分析國外STEM教育評價。其中，樊雅琴等從評價目的、評價主體、評價內容以及評價方法等方面歸納國外STEM教育評價的規律[2];趙慧臣等參考《印第安納州課外項目規范和專業標準：STEM教育》，構建青少年課外STEM項目質量評價系統[3];王楠等探析了美國STEM 教育項目評價機制，提出建立第三方評價機制、制定指導實踐的評價指標等建議[4]。另一方面，基于國內的實際情況，開展STEM教育評價的創新研究。其中，陳舒等從個體-項目-區域/共同體三個層面形成校外STEM教育成效評價的框架，滿足不同層面工作者的評價需求[5];李艷燕等以德爾菲法和層次分析法確定評價指標權重后，構建了STEM教育教學質量評價工具[6];吳忭等在評價方法方面認為，質性和量化研究相融合的認知網絡分析方法能夠為評價效能提供新思路[7]。

二、中小學STEM教育自我評價的理論依據

增值評價成為我國中小學教育教學評價改革的重要趨勢。2020年10月，中共中央、國務院印發《深化新時代教育評價改革總體方案》，提出了“改進結果評價，強化過程評價，探索增值評價，健全綜合評價”的意見。其中，增值評價從學生發展的角度出發，通過記錄學生的學業數據，比較學生在一段時間內的進步程度，從而評價學生的整體學習情況。

增值評價關注的重點是學生的學業進步。相對于學業成績作為學生在某個時間點的表現，學業進步將學生現階段的表現與之前表現相比較，以此來分析學生在不同時間段的學業成長情況。與學業成績相比，學業進步更關心學生是否比之前更優秀，更利于促進學生的全面發展。一方面，學校通過增值評價可以判斷某段時間內學生在STEM教學中的進步指數，精準地開展教學診斷，分析教師在STEM教學設計與實施中存在的問題，并有針對性地展開教師培訓和交流來加以改進。另一方面，增值評價的學情數據可以反映學生在不同階段的學習狀況，幫助教師分析學生在不同階段STEM學習的難點和弱點，并據此改進教學設計。

我們將一段時間內學生的平均進步指數作為橫坐標，學業成績作為縱坐標，獲得學業進步與學業成績關系的二維象限，如圖1所示。

首先，第Ⅰ象限是“高成績-高進步”。該象限內學生的成績處于較高水平，學生表現出了較高的進步。這說明中小學STEM教學處于較高的水平。其次，第Ⅱ象限是“高成績-低進步”。該象限內學生的學業成績處于較高水平，但學業進步呈現負值。這說明該學校學生整體學業基礎較好，但在某段時間內沒有進步，甚至有退步。再次，第Ⅲ象限是“低成績-低進步”。該象限內學生的學業成績較低，學業進步呈現負值。此時，學校必須要提高重視程度，反思STEM教學情況，調整STEM課程及教學。最后，第Ⅳ象限“低成績-高進步”。該象限內學生的學業成績不高，但表現出較高的進步。這說明該學校學生的學業基礎較差，但學生擁有較為良好的STEM學習態度。對于四種不同類型的STEM學生情況，學校應當有針對性地采取措施。

（一）“高成績-高進步”學生：學校保持STEM教學優勢，提升教學輻射作用

“高成績-高進步”學生一般STEM學業成績較優異，并表現出較高的進步指數。此類學校的STEM教學設計與實施比較符合學生的需求。因此，學校應當保持STEM教學與管理特色，帶動和幫扶教學較薄弱的學校，形成區域性的STEM教學輻射。

（二）“高成績-低進步”學生：學校提升STEM教學效果，促進學生STEM實踐

“高成績-低進步”學生雖然在STEM學業成績評價中表現優異，但是學業進步指數較低。此類學校應當提高認識，一旦學生的學業進步指數呈現負數，這預示著學業成績在未來一段時間內也將很可能下滑。因此，此類學校應當及時尋找高質量STEM教學的支持，并根據教學現狀和學生反饋積極調整STEM教學設計，從而提升STEM教育效果。

（三）“低成績-低進步”學生：學校提升STEM教師素養，改進STEM課程教學

“低成績-低進步”學生是四類情況中最不理想的。學生STEM基礎較差，STEM教學效果不佳。此類學校應強化問題意識，盡快全面審查STEM教學情況與學習情況，有效地提升教師素養和調整教師活動。

（四）“低成績-高進步”學生：學校優化STEM教學設計，推廣STEM教學模式

“低成績-高進步”學生一般是傳統學業評價中所認為的“成績較差”的學生，但卻表現出了較高的進步指數。這說明學校在STEM教學方面充分考慮了學生的個體差異，使學生在STEM學習中獲得了較好的發展。此類學校可將STEM教學歸納提煉后，形成具有推廣價值的教學模式，為其他地區和學校提供借鑒。

三、中小學STEM教育自我評價的框架

分析STEM學校自我評價的要素及其關系有利于發現并解決自我評價中的問題。中小學STEM教育自我評價要素中，自我評價的主體、內容、標準、方式和環境較為關鍵。其中，STEM教育的自我評價主體可以制定STEM教育的自我評價標準、選擇STEM教育的自我評價方式，并改進STEM教育的自我評價內容，進而影響STEM教育的環境。

（一）自我評價主體：中小學為主，利益相關者共同參與

評價主體是評價活動的主要執行者，負責開展具體的評價工作，包括提出評價目標、組織參評人員（含參評專家和被評價者）、設定評價內容、選取科學評價方法、實時監控評價流程等多項工作內容[8]。傳統的學校評價中，評價主體一般由教育主管部門的領導和管理者擔任。而中小學STEM教育自我評價的評價主體更加多元化，以參與自我評價的學校管理者、教師和學生等內部人員為主，還包括實施外部評價的教育部門及教育評價公司等。參與主體的不同觀點和背景為自我評價帶來更多支持，從而共同改進STEM管理與教學。

（二）自我評價內容：STEM領導與變革、資源管理、學習內容與合作成就

中小學STEM教育的自我評價內容比較多元，包含STEM領導與變革、STEM資源管理、STEM學習內容及STEM合作與成就。其中，“STEM資源管理”與“STEM領導與變革”由學校管理層參與，結合教育主管部門制定的評價標準，對STEM教育的領導力、管理團隊和推進策略等方面進行評價。而“STEM學習內容”及“STEM合作與成就”由STEM課程教師與學生參與，并結合STEM專業評價人員的指導開展評價，包括基礎概念的理解與掌握、項目學習的完成度、小組合作的分工效果，以及在此基礎上繼續細化分項內容。

（三）自我評價標準：結合實際調整評價標準，以發揮最大效用

中小學STEM教育自我評價標準一般以STEM教育質量評價量表作為基礎，圍繞學校實際發展情況進行實施和改進工作。一方面，自我評價標準的選擇以專業層次發布的自我評價量表為主要依據。由于STEM教育在我國發展的時間尚短，且處于實踐推進階段，STEM教育自我評價的成熟標準較少。參考國際成熟的自我評價標準可為中小學STEM教育自我評價標準的制定提供有效支撐。另一方面，自我評價標準的實施與修訂圍繞STEM實際開展。中小學STEM學校選用現有評價準則作為依據，在實施的過程中，會面臨基礎設施不足、師資與學生素質參差不齊等諸多問題。所以，只有參考現有的評價標準，且根據學校特色領域和突出問題進行修訂，才能使自我評價標準發揮最大程度的效用。

（四）自我評價方式：注重應用過程性數據，與其他評價方式相結合

一方面，STEM教育自我評價與督導評價相結合。依賴于內部人員自我評價的方式讓STEM教育的領導者發現管理中存在的不足。而配合國家層面的督導評價，則可以將比較的視野擴展到整個專業領域，看到中小學STEM教育在區域內的水平，并及時做調整。另一方面，STEM教育自我評價與同伴評價相結合。由于STEM學習以現實問題為導向，STEM教育的自我評價不能簡單依據期中（終）考試、小結等總結性評價，需要獲得反映學生發展的更全面的數據。同伴評價作為中小學STEM教育自我評價中過程性數據不可或缺的部分，可以較準確地衡量學生的成就表現。

（五）自我評價環境：STEM校內環境整合發展，校外環境協同支持

一般而言，中小學STEM教育環境指以STEM學校為主的校內跨學科教學環境。其中，STEM管理人員組織和調配STEM課程教師、學生以及軟硬件資源。然而，中小學STEM教育自我評價更注重學生實踐能力的發展，有限的校內環境并不能準確地反映出STEM教育的實施情況。因此，中小學STEM教育的自我評價不僅要密切監測STEM教育的校內情況，還要注意STEM教育的社會支持。

四、中小學STEM教育自我評價的內容

中小學STEM教育自我評價不僅要著眼于課程實施、師生成績等具體層面的內容，還要關注管理與組織、跨學科思維和合作精神等宏觀層面的內容。中小學STEM教育自我評價的內容具體包括：STEM學習內容、STEM資源管理、STEM合作與成就以及STEM領導與變革四方面，其層次結構如圖2所示。其中，STEM學習內容位于中小學STEM教育自我評價內容的底端，發揮對STEM學習的基礎支撐作用;STEM資源管理和STEM合作與成就位于自我評價內容的中間，有助于從資源和合作的角度提升STEM教育的整合水平;而STEM教育的領導與變革位于自我評價內容的頂端，在評價中起著制度引導作用。

（一）評價STEM學習內容的設計，確保學生STEM學習的基本成效

學校統一開展STEM課程時，可能會使學生在學習內容的掌握程度上有所不同。此時，對不同層次的STEM學習內容進行評價有助于學生實現個性化學習。STEM學習內容的自我評價維度主要包括STEM專業學習、STEM終身學習和STEM引領學習這三個方面的評價，如表1（見下頁）所示。

首先，STEM專業學習的評價主要面向中小學STEM課程，讓更多學生通過STEM專業學習提升STEM素養。學生在日常學習時，應該緊緊圍繞STEM跨學科知識，主動獲取學習資源，開展自主學習探索。學校和教師則需要建立STEM協作學習網絡，定期向學生提供STEM相關的學習機會和工作體驗機會。

其次，STEM終身學習的評價關注學生能否在非正式環境中擁有長期的STEM學習與協作的實踐能力。學校可以通過設置STEM模擬工作室和開展STEM沙龍與講座等形式擴展課程的寬度。而學生在接近實際的環境中承擔相應角色，面對具體問題開展協作交流，逐步培養可持續發展的能力。

最后，STEM引領學習的評價相對于STEM專業學習和STEM終身學習的評價，對學生STEM理念和意識的要求更高。它側重鼓勵學生參與STEM課程或者活動的設計和實施環節，有益于培養STEM教育的引領者。

（二）評價STEM資源管理的方式，引導STEM課程資源的深度融合

STEM教學多采用整合式課程，其中涉及多學科、多技術的學習資源整合。STEM資源管理自我評價的重點包括[10]：（1）是否充分利用包括數字技術在內的現有資源、室內和室外學習環境來支持STEM教育。（2）室內和室外學習環境是否充分支持STEM教育的發展。（3）是否合理運用在線資源來提高學生對STEM職業和機會的認識。（4）是否努力實施與STEM設備和活動相關的立法工作，審查可用資源，確保STEM資源分配的高效透明。

為此，學校需要提升對STEM資源管理方式的認識，將STEM課程設計與學生職業生涯相連接，通過多元化資源評價活動強化學生對資源管理的認識;通過教育科技公司獲得STEM資源設備，完善STEM課程資源網絡;組建STEM課程在線資源管理團隊，支持STEM課程的有效開展。

（三）評價STEM合作與成就的進展，監測STEM組織與教學的過程性效果

STEM教育在合作與成就方面的自我評價關注STEM管理者、教師、學生等之間的合作及共同取得的成就。學校對STEM合作與成就情況進行自我評價，能夠更精準地監測到STEM組織與教學的過程性效果。中小學STEM教育在合作與成就方面的自我評價維度包括合作方式、過程數據和未來成就三方面，如表2（見下頁）所示。其中，合作方式的自我評價立足于實施STEM的學校，主要對象是管理者及師生;過程數據的自我評價貫穿自我評價的全過程;未來成就的自我評價則面向學生和教育的未來發展。

首先，合作方式的自我評價能夠推進STEM跨學科理念的形成。其中，實施STEM的學校可與教育部門、高校專家共同設計管理與組織和合作學習方式的自我評價量表。教師則根據中小學STEM課程建設情況，修改符合學校特征的評價量表，幫助學生更加準確地測評STEM教育的合作學習狀況。而學生則通過合作方式的自我評價找到自身不足，進而優化自身在合作學習中的角色和作用。

其次，過程性數據的收集更有利于準確評價STEM組織管理與教學情況。STEM教育以提升學生高階思維和STEM素養為目標。過程性數據不僅是教師評價學生的依據，也是學生自我發展情況的重要證據。學校可以全面追蹤STEM學生的能力變化，積極向教育部門和STEM專業從事者爭取管理、課程與資源等方面的支持。

最后，對未來成就的評價，是為了明確實施STEM的學校長期發展的目標，以及強化STEM課程對學生發展的長期影響。其評價內容包括對管理者領導力、未來發展、合作交往、教師教學能力和專業發展，以及學生學習、收獲和實踐能力等的評價。

（四）評價領導與變革的潛力，引導STEM教育的未來發展

STEM教育領導與變革的自我評價關注STEM管理與組織中的領導能力與變革能力，成為判斷STEM教育未來可持續發展的重要依據。中小學STEM教育領導與變革的自我評價維度包括發展共同愿景和目標、持續改進的計劃和不斷地變革三方面，如表3（見下頁）所示，均面向中小學STEM教育的領導與管理者。

首先，發展共同愿景和目標是為了確定STEM管理與教學的基本定位，即STEM要推廣實施到哪種程度、課程在結束時要達到什么目標。在STEM實施初期，或者在STEM開展后，建立共同愿景和目標，有助于學校領導與管理者認識和了解STEM教育，便于他們對STEM有宏觀的展望，并確定發展目標。

其次，持續改進的計劃主要指基于適當標準的、符合國家STEM教育要求的教育教學戰略規劃。學校可在此基礎上根據教師教學進度和學生學習情況，制定STEM教育自我評價計劃表，讓教師和學生共同把握學習情況，并向STEM專家和從業者介紹中小學STEM教育自我評價計劃表及開展情況。

最后，不斷地變革是為了不斷強化跨學科、綜合性課程的實施效果。一方面，教師在實踐中改進STEM課程，打造具有區域特征的STEM課程。另一方面，學生面對STEM教育自我評價時，應該如實對照學習情況，持續創新，積極改進，學會同教師、科研人員建立聯系，不斷提升變革的能力。

五、基于自我評價的中小學STEM教育的改進建議

（一）在學習內容方面：完成單學科學習到STEM跨學科學習的過渡

STEM跨學科的課程和學習要求易使學生產生畏懼心理。開展STEM教育前，學校需要從支持學生及其家庭的安排、保持學習的連續性和發展性及協調規劃與實施STEM過渡課程三方面優化STEM教育的學習內容，引導學生完成單學科學習向跨學科學習在知識和心理方面的轉變，如表4所示。

首先，支持學生及其家庭的安排，完成單學科學習到STEM課程學習的心理過渡。教育部門和學校應該向家長和學生傳遞STEM學習的重要意義。教育部門需要為學生提供STEM學習的必要資源支持，學校則需要為學生提供必要的教師指導，并安排STEM學習的科普講座，引導學生積極開展STEM學習。

其次，保持學習的連續性和發展性，完成傳統學習到STEM課程學習的知識過渡。一方面，教師要設計有效的STEM知識過渡計劃。針對不同類型的學生，教師應先設計不同的過渡方案，然后共享方案設計和學生需求信息，并針對學生差異制訂符合學生學習特征的過渡計劃。另一方面，學生需要做好充足的跨學科學習準備。STEM學習綜合不同學科類型，在學習知識和方法上均有所不同。學生在進行STEM學習時要注意跨學科學習的連續性和發展性，關注在不同學科學習時的差異，圍繞真實問題開展過渡期的學習。

最后，協調規劃與實施STEM過渡課程。在STEM課程開展前，學校要做好前期調研，詳細核實校內已開設的專業課程及相應的師資情況，對照STEM課程建設自查表，制定STEM教育過渡期的課程安排，做好STEM課程開課準備。

（二）在資源管理方面：形成以STEM實踐技能為核心的綜合課程

在完成STEM內容的過渡后，學校要對STEM課程資源進行管理，保障STEM課程的順利開展。其主要任務是形成以實踐技能為核心的STEM課程資源，以加強STEM技能與未來工作之間的聯系，可以從“課程原理與設計”“課程開發”“學習途徑、教育學和游戲”“學習、生活和工作技能”四方面優化STEM資源管理，如表5所示。

首先，強化STEM課程原理與設計。圍繞職業實踐技能，STEM課程設計需要將科學、技術、工程和數學與STEM課程原理聯系起來，突出多學科融合特性;設計跨學科的教學方法，滿足不同學生的需要。學校與不同領域職業人員合作，為學生獲得相關的實踐途徑以及有可能的工作機會。

其次，促進STEM課程開發與推廣。STEM課程將創造出更多可持續和創造性的學習機會和發展方式。學校在STEM課程開發時，要充分考察市場需求，讓更多的家長、教師和開發人員均參與進來，開發出面向職業發展的STEM課程。

再次，以游戲化形式拓展STEM學習途徑。STEM學習中，情景化學習和小組合作學習是重要的實踐學習形式。教師將學習任務以豐富多樣的游戲形式呈現在STEM課堂中，學生在合作完成游戲的過程中不僅掌握了跨學科知識，還提升了對小組合作及項目學習的興趣和能力。

最后，開發STEM職業技能標準，將學習與生活、工作技能相聯系。將STEM課程納入職業教育技能體系，可以提高STEM學生的實踐操作水平。將STEM課程與職業要求相統一，通過具有實踐性的案例，有助于提升學生的STEM技能水平和將STEM理念融入對未來職業的認識。

（三）在合作與成就方面：形成高效的STEM學習、教學和評價

學校監測STEM課程的教學、學習實施情況，獲得學生合作與成就的表現數據，對照專業評價標準，可以為STEM課程改進提供參考。學校可以從體驗式參與，教學質量/互動，有效利用評價，規劃、追蹤和監測四方面優化STEM課程的實施，如圖3所示。

首先，加強學生的體驗式參與。鑒于STEM跨學科學習的特征，教師需要設計趣味性、開放性的小組探究活動，將跨學科知識轉換為生動的游戲環節，強化學生的體驗性和參與性。學生要主動選擇感興趣的學習項目，以重要的角色定位在小組學習中的身份，加強跨學科學習中的主體意識和創新意識。

其次，提升教學質量/互動。一方面，教師基于已有STEM課程教材開展教學活動，不僅需要結合學生特點調整教材，還應該探索利用混合式教學方法展開教學。另一方面，教師調動學生積極性，加強課堂互動，激發學生STEM學習的好奇心和解決問題能力。

再次，有效利用評價。基于現有的評價標準，可以搜集和加工學生在STEM學習中的過程性數據，不僅可以了解學生理解和掌握知識的情況，還可以監測學校和教師支持STEM學習困難學生的進展情況。

最后，持續規劃、追蹤和監測。學校對STEM課程的規劃要從學生入學前就開始，且對畢業后的學生持續追蹤。具體包括：評價入學前學生的STEM基礎、監測學生在STEM課程中的表現，以及追蹤畢業生工作后STEM專業所帶來的影響等。

（四）在領導與變革方面，建立長期穩定的STEM合作伙伴關系

STEM教育是以合作學習為主要學習方式的教學范式。積極的合作伙伴關系將改善學生對STEM學習的信心和毅力，增加學校與社會STEM專業團體的交流與協作。STEM合作項目將從發展和促進伙伴關系、協同規劃和實施、對學生和家庭的影響三方面，越來越多地為學術團體和學校帶來積極影響，如表6所示。

首先，發展和增強長期穩定的STEM合作伙伴關系。STEM學校與教育部門、高校、教育科技公司、家庭建立長期的合作伙伴關系：積極向教育部門建議加快制定STEM學習與評價的政策方案，引領STEM學習發展的方向;積極與高校合作，加強有價值的STEM課題的研究;加強與教育公司的合作，優化STEM資源設備的供給;與家庭保持密切合作，提升課外STEM學習項目的效果。

其次，協同規劃和實施STEM合作活動。學校需要向不同機構尋求合作，讓學生、教師、家長和科研人員協同規劃，通過與STEM合作伙伴進行有效的協作，規劃、實施和評價合作活動，擴大STEM產生的區域性影響，形成穩固的STEM學習共同體。

最后，重視STEM教育對學生和家庭產生的影響。家庭是需要開展STEM學習的另一重要陣地。學校與家長保持友好聯系，將STEM教育延伸到課外，有助于加深學生對STEM學習的理解，增加STEM與實際生活的聯系。

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（責任編輯 孫志莉）