教育信息化2.0時代的小學科學教學評一致性研究

連仲月

摘? 要? 信息技術應用于小學科學課堂教、學、評的全過程，從設計在線問卷工具了解學生起點，確定合理的學習目標，到融合信息技術設計教學流程，實現教、學、評一體化，教師借助技術手段有效指導學生進行科學實踐，提高解決問題的能力。

關鍵詞? 教育信息化；信息技術；小學科學；教、學、評一致性；虛擬實驗室平臺

中圖分類號：G623.6? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）09-0082-04

0? 引言

2022年4月21日，義務教育課程方案和課程標準（2022年版）頒布。對于義務教育新課標，特級教師崔成林認為：以學業質量標準為核心來落實“教、學、評一體化”是“基于新課標的學校教學改革重點”[1]。“教、學、評一體化”即目標、教學、評價一致性原則，充分體現“教、學、考”一致問題。它既反映了課程思維的本質要求，也是教師教育教學專業化水平的集中體現。筆者嘗試逆向設計“評價早于教學活動”來設計教學活動，實現科學課堂教學評一致性。同時，泉州市泉港區正在推進教育信息化2.0時代教師信息技術應用，信息技術在小學科學課堂上的應用已從邊緣化的媒介走向內核式的學習支持，以自然、合理、恰當、不可替代的方式融入學生的有效學習過程中去。

下面，筆者就以“模擬安裝照明電路”一課為例，談談在小學科學課堂教、學、評一致性的教學實踐中如何融合現代教育信息技術，提高課堂教學的有效性。

“模擬安裝照明電路”是教科版小學科學四年級下冊“電路”單元的總結課，也是單元知識的綜合應用課和工程實踐課。由于受到各方面條件的限制，安裝房間照明電路不是本課目的，以真實任務驅動學生應用單元電路知識進行工程設計活動才是本課的核心內容與目標，這個核心目標也突出體現了技術與工程領域目標中“工程的關鍵是設計”的要求。在本課學習中，學生要經歷完整的工程設計活動，完成安裝房間照明電路的工程任務。工程設計活動要遷移應用本單元學習到的電路知識，感受工程設計的復雜性，體會科學與技術的密切聯系。通過工程實踐活動，培養學生解決技術與工程實踐問題的能力。

1? 設計在線問卷工具了解學生起點，確定合理的學習目標

清晰的目標是教、學、評一致性的前提和靈魂[2]。在制定合理的目標時，除了要關注課程標準和教材特點外，還應該關注具體學生，特別要研究他們真實的學習起點——如果不明確起點在哪里，也就無法確定目標到何處。為了解學生的已有知識，筆者在新課講授前組織學生基于教材進行課前預習活動，運用問卷星設計調查問卷，通過微信組織學生填寫問卷，快速搜集和分析學生信息，有效了解學情。通過了解，筆者發現學生已經知道怎樣連接一個簡單電路和怎樣用開關來控制電路的通與斷，但大部分學生只會用導線把所有的開關和燈泡連接起來，不懂得選擇不同的材料連接出不同的電路，實現在房間安裝兩盞燈并分別用兩個開關控制亮滅的任務。

結合課程標準和教材特點，筆者確定以下學習目標：

1）能夠根據已經掌握的電路知識，小組合作選擇不同的材料，在房間平面圖上按要求設計電路，能連接出不同的電路，體驗科技創造中運用科學知識的重要性；

2）能夠利用虛擬實驗室平臺測試自己設計的電路并有針對性地進行改進完善；

3）能夠將設計方案與別人交流，并傾聽他人的意見和建議，然后修改和優化方案；

4）能夠根據設計，小組合作“安裝”電路到“房間”中，體會人們的需要是科學技術不斷進步的主要動力。

2? 設計有效的評價任務和評價標準，推進教學評一致

學習目標確定后，教師需要編制適合的評價方案，判斷學習目標中所描述的各種要求，以此來評判學生的學習狀況，從而進行預測、反饋與指導，促進教與學都能按照有效的目標導引方向進行。于是，筆者設計一個“大”的評價任務，就是讓學生學會設計分別用兩個開關控制兩盞燈的電路并安裝。筆者想讓學生在這一個開放性大任務的驅使下，通過自行設計、測試、交流、改進、安裝、調試、再改進的過程，感受工程設計的復雜性。在這一個大任務引領下，筆者設計三個與學習目標匹配的評價任務。

1）在房間平面圖上標記出照明燈、閱讀燈的位置和相應開關的位置，確定電池安放的位置，設計電線的布線路徑，做到兩個開關分別控制兩盞燈（檢測目標1）；在虛擬實驗室平臺測試自己設計的電路并有針對性地進行改進完善（檢測目標2）。

2）分享交流設計方案，認真傾聽他人的建議并加以修改優化原來的設計圖（檢測目標3）。

3）根據設計，模擬“房間”安裝電路、測試并展示（檢測目標4）。

3? 融合信息技術設計教學流程，實現教學評一體化

3.1? 應用VR技術創設情境，提出學習任務

情境認知理論強調：學習內容與活動的安排要與人類社會的具體實踐相聯通，最好在真實的情境中，通過類似人類真實實踐的方式來組織教學。在信息技術飛速發展的當下，教師可結合教學內容，充分利用網絡、人工智能、視頻等技術來創設情境，積極營造良好的課堂氛圍，激發學生的學習興趣與探索欲望。在課堂導入環節，教師可以應用VR技術帶領學生參觀未裝修的家，夜幕降臨，房間里黑漆漆的。教師繼而提出要求：請同學們運用所學的電路知識當回小電工，幫老師給其中一個房間安裝上兩盞燈——閱讀燈和照明燈，并分別用兩個開關控制。相比于傳統教學中出示房間圖片的情境，應用VR技術更能調動學生的探究興趣，課堂的氛圍更活躍，學生的參與度更高，充分發揮了學生的主觀能動性。

3.2? 利用任務單和小視頻呈現評價任務和評價標準

怎樣完成“在房間安裝上兩盞燈——閱讀燈和照明燈，分別用兩個開關控制”的任務呢？筆者利用任務單（見表1）組織學生參與評價標準的制訂，在制訂標準過程中明白評價任務，然后配以小視頻適當解釋。對于評價標準的制訂，筆者主要參照2022版新課標中的“學業要求”和“學業質量描述”，而且盡量做到簡單明了。

新課標中的“工程設計與物化”課程內容對3～4年級的“學業要求”是[3]：

能提出滿足一定限制條件的簡單設計問題和多種設計方案。

能用多種方式說明設計思路，選擇適當的方案。

能完成實物模型制作，發現實物模型的不足并進行改進。

具有技術與工程方面的操作興趣，愿意動手嘗試。

相應的，“學業質量描述”為[3]：

能基于常見事物的抽象概念展開發散，突破熟悉的生活情境中常見的科學問題的思維定式，針對事物的外在特征提出有一定新穎性和合理性的觀點，抓住事物的外在特征進行設計；掌握常見工具的使用方法，利用所學科學原理，通過構思、設計、實施、檢驗等過程，考慮多種因素，完成簡單的工程任務；能發現所制作模型的問題，并進行適當的改進。

能在好奇心驅使下，對生活中常見自然現象的特征或現象發生的條件、過程表現出操作興趣，如實記錄和報告觀察與實驗的信息；能有依據地質疑別人的觀點，嘗試利用所學科學原理，運用多種材料、多種思路、多種方法完成探究和實踐；愿意分享自己的想法，接納他人觀點，完善探究活動；了解科學技術對人類生活方式和生產方式有影響，人類的生活和生產可能對環境造成破壞；理解節約資源和保護環境的重要性。

3.3? 利用虛擬實驗室平臺測試優化電路設計圖

本課的重難點是應用單元電路知識進行工程設計活動。一般的流程是“設計電路圖—交流設計方案—模擬安裝電路—測試—展示”，這樣下來，發現學生在“設計電路圖”這一環節落實不到位，而且在模擬安裝電路和測試電路時耗時較長且耗材太嚴重。筆者想到虛擬實驗室平臺，讓學生設計電路圖時，利用虛擬實驗室平臺進行模擬測試，看看自己設計的電路是否符合要求。

教學用的虛擬實驗室平臺是指借助多媒體、仿真和虛擬現實等技術在計算機上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統實驗各操作環節的相關軟硬件操作環境，實驗者可以像在真實的環境中一樣完成各種實驗項目，所取得的實驗效果等價于甚至優于在真實環境中所取得的效果[4]。目前，很多工程師都是用專業的電路設計軟件去設計和完成測試，本課讓學生采用虛擬實驗測試自己的設計圖符合信息時代的要求。

在課堂上，學生可以在虛擬實驗室平臺上拖出所需的實驗器材，如電池、燈泡、導線、開關等，根據自己設計的電路圖連接導線，按下開關即可測試自己的電路是否符合要求。如果不符合要求，可以重新修改設計圖再測試。

3.4? 利用希沃白板互動功能匯報展示電路設計圖

因課堂時間有限，仍會有個別小組設計的電路圖無法做到兩個開關分別控制兩盞燈。這時就有必要交流設計方案，將設計方案與別人交流，并傾聽他人的意見和建議，然后修改和優化方案，這是工程師工作的重要內容。這個活動幫助學生體驗任何一個產品的成功，都要不斷修改和優化設計方案，工程設計很重要。在教學中，可以選擇沒成功的小組和成功的小組各展示1～2組，比較成功的電路是怎樣連接的，沒成功的電路連接應該怎樣修改。

在學生匯報時，教師可借助希沃白板的互動功能讓學生直接在白板上繪制設計圖。具體做法：在白板上出示房間平面圖（含有門、窗、書桌、床），旁邊準備好兩個燈泡、兩個小開關、一節電池；學生可以直接把這些物品拖到要安放的位置，再用手畫出導線把它們連接起來。之后，學生根據設計圖在虛擬實驗室平臺測試。這樣，其他學生就能更直觀地了解匯報小組的電路連接情況，更容易發現成功的電路是怎樣連接的，沒成功的電路連接應該怎樣修改，營造良好的分享交流氛圍，提高交流質量。從學生的匯報上看，在電路的概念理解上，因有虛擬實驗直觀的支持，學生的表述也更清晰?？梢姡摂M實驗高效率和形象直觀的特點，對學生獲取科學事實進而理解科學概念具有重要的作用。

最后，留足時間讓學生修改完善設計圖。至此，學生設計電路圖的任務才算完成。

3.5? 小組合作模擬安裝電路、測試和展示

設計圖優化完善之后，就可以照著修改后的圖紙在紙箱（模擬房間）上開始安裝電路。安裝房間照明電路雖不是本課目的，但本課的連接活動是工程設計中建造模型開展測試的工程設計環節，要與真實房間電路安裝區別開。學生在小組合作安裝測試前，教師要提示學生以下幾點：

1）確定一個施工的流程，先干什么，再干什么，最后干什么；

2）分工明確，盡量每個成員都有操作的機會；

3）注意安全，并完成任務單中的自評。

等每個小組都安裝、測試好后，每個小組展示他們安裝后的房間電路，分享各自的想法，并演示用開關如何控制房間內電燈的開與關。

采取這種虛擬實驗與真實實驗相結合的辦法開展教學，虛實結合，使各小組都成功完成“在房間安裝上兩盞燈——閱讀燈和照明燈，分別用兩個開關控制”的任務。

4? 應用班級優化大師開展實時學習評價，促進學生全面發展

除了利用評價任務評價學生外，筆者還應用班級優化大師開展實時學習評價，從探究能力、小組合作、學習態度等維度去評價每一名學生。班級優化大師可以將學生在課堂中的表現記錄下來，比如：學生認真完成實驗，立刻就可以點評為“動手能力強”；學生認真傾聽，就可以點評為“認真傾聽”，課堂積分隨之增加。學生的傾聽、實驗設計與操作、交流與反饋、參與合作、記錄等，這些課堂表現都可以利用平臺即時記錄。

使用時，教師先在平臺上建好班級，導入學生名單，系統會為每一位學生自動設定專屬卡通角

色；接著根據科學學科核心素養的各個要素，有針對性地設定表揚和待改進評價項目和相應的分值。教師通過相應評價項目的加減分，均可隨時隨地對學生提出問題、大膽猜想、實驗求證、團結協作等課堂表現進行評價和記錄。學生查看自己積分發生增減變化時，就會追根溯源，從而進一步認識到自己的優點和不足，如“關愛他人、善于合作”和“不整理實驗器材”等，這樣更能激起小學生的好奇心和好勝心。

5? 結束語

綜上，將現代信息技術應用于小學科學課堂教學評的全過程，教師可以借助技術手段化繁為簡，精準設置評價任務，科學評價學生表現，有效指導學生運用不同的方法進行科學實踐，提高解決問題的能力。

6? 參考文獻

[1] 新課標如何落實到課堂？：特級教師崔成林給出答案??[EB/OL].（2022-04-24）[2022-05-18].https：//www.sohu.com/a/540609237_385655.

[2] 崔允漷，夏雪梅.教學評一致性：意義與含義[J].中小學管理，2013（1）：4-6.

[3] 中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022

[4] 吳向東.數字時代的科學教育：鳶尾花（IRIS）數字化探究之旅[M].廣州：華南理工大學出版社，2012.