讓科學探究走向深入：基于數(shù)智技術支撐的實踐測評策略

【摘" "要】為落實學科實踐育人，實現(xiàn)以評促學，可在傳統(tǒng)實踐測評中引入數(shù)智技術，為學生的科學探究賦能。具體而言，教師在確定實踐任務的基礎上引入數(shù)智技術，通過全域測評、勾勒畫像、推送個性任務等方式幫助學生建構(gòu)良好的科學探究學習生態(tài)，讓學生在明晰探究基點的基礎上把握科學探究的方向，經(jīng)歷豐富的探究實踐過程，實現(xiàn)科學素養(yǎng)的提升。

【關鍵詞】實踐測評；數(shù)智技術；科學探究

《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出：探究實踐是小學科學核心素養(yǎng)的重要組成部分，也是培育學生核心素養(yǎng)的重要途徑。實踐測評的推進能夠引領教師關注探究實踐教學，促進學生深度卷入科學探究。然而，傳統(tǒng)的實踐測評雖然關注知識的掌握與能力的發(fā)展，但主要指向?qū)W習結(jié)果，重在對學生進行分層鑒定，嚴重制約了“教—學—評一致性”的實現(xiàn)。因此，開發(fā)一套以檢驗和培養(yǎng)學生探究實踐素養(yǎng)為目標的小學科學實踐測評范式尤為重要。數(shù)智技術支撐的實踐測評是一種促進學習的評價方式，它由“數(shù)智平臺、測評單、材料包、數(shù)智報告單、可見勛章”等工具組成。其核心理念是關注學生的學習過程和結(jié)果，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的學習問題并提供有效的解決方案?。［1］這樣的實踐測評不再囿于測評活動本身，而是跟進科學探究的全過程。在數(shù)智技術的支持下，測評標準更加客觀，測評過程鏈接學習過程，測評領域廣泛全面，測評目的指向個性化學習生態(tài)的建構(gòu)。

一、確定實踐任務，激活探究動力

設計高質(zhì)量的學習任務是做好測評的基礎。好的測評活動能夠引導學生在完成相應學習任務的過程中，調(diào)用各種知識和技能，解決真實問題，實現(xiàn)“做中學、用中學、創(chuàng)中學”。

（一）響應三大能力，有效定位任務

為設計出高質(zhì)量的學習任務，教師要著眼縱橫兩個維度，厘清學生的探究實踐素養(yǎng)表現(xiàn)。從橫向看，探究實踐素養(yǎng)可以細分為“探究與交流、技術與工程、自主學習”三大能力，涵蓋“問題提出、證據(jù)收集、解釋與分析、交流與表達、構(gòu)思與設計、操作與實現(xiàn)、驗證與優(yōu)化、制定與反思”八大要素。從縱向看，教師須根據(jù)學業(yè)質(zhì)量標準，在厘清從低年級到高年級的素養(yǎng)進階要求的基礎上，為不同階段測評任務的設計提供具體的目標導向和命題參考。以“構(gòu)思與設計”素養(yǎng)為例，低年級學生可以通過口述或繪畫來表達他們的想法，中年級學生可以通過文字和草圖來描述物體的特征，高年級學生則能夠運用所學科學原理，結(jié)合照片、視頻、文字、設計圖和實物等形式，綜合呈現(xiàn)自己的想法。

（二）基于學情分析，設計精細任務

高質(zhì)量的學習任務能夠引發(fā)學生的學習興趣，并聯(lián)結(jié)學生的已有經(jīng)驗，符合學生的學習需求。設計學習任務時要關注情境、角色、成果三個核心要素。其中，情境應具備真實性、意義性、整合性等特點。如可以設計社會服務活動，要求學生設計制作一個方位指示牌，幫助家長找到開家長會的地點，從而習得方位概念。此外，教師還要引導學生模擬社會生活中的不同角色，開展科學探究活動。如讓學生做一個自己喜愛的小煎餅，在扮演廚師這一角色的過程中探究物質(zhì)的變化。在成果設計方面，應考慮可行性，并說明產(chǎn)品的標準。成果可以是物化產(chǎn)品，也可以是思維產(chǎn)品。

綜上所述，實踐測評應從知識的記憶與理解轉(zhuǎn)向知識的遷移、應用與創(chuàng)造，重在激活學生的探究能力，優(yōu)化產(chǎn)品的設計與制作。即使是傳統(tǒng)的題型，也更加關注學生的問題解決能力。例如，在教科版《科學》五年級上冊“計量時間”單元的實踐測評中，命題者不再局限于考查“擺”的知識，而是要求學生“設計、制作一個節(jié)拍器，先讓其1分鐘擺動60次，然后調(diào)整到1分鐘擺動40次”。這樣的測評具有挑戰(zhàn)性，能夠推動學生進一步運用所學知識、發(fā)展關鍵能力。

二、引入數(shù)智技術，優(yōu)化過程監(jiān)控

傳統(tǒng)的實踐測評往往基于個別測評者的觀察。由于觀察視野具有一定局限性，測評者難以對探究實踐的全過程作出客觀全面的評價。同時，因不同測評者在認知上存在差異，導致評價標準不一致，從而影響測評結(jié)果的公正性和可靠性。數(shù)智技術的介入能夠進一步優(yōu)化實踐測評過程的科學性，真實立體地反映個體在學習過程中表現(xiàn)出的素養(yǎng)水平。

（一）評記分離，采集表現(xiàn)數(shù)據(jù)

智能終端的運用突破了肉眼觀察的局限性，能多維度采集和保存學生在探究實踐中的行為表現(xiàn)以及完成的作品，并以數(shù)字影像的形式儲存信息，為下一步的分析和判斷提供依據(jù)。以“測量一個回形針的重量”的實踐測評為例，傳統(tǒng)的做法是教師一邊觀察學生的操作過程，一邊遵照彈簧測力計使用要點進行記錄和評價。然而，記錄和評價同時進行，往往會造成顧此失彼的情況。使用手機、照相機等設備進行拍攝，而后將拍攝的視頻、圖片上傳，待考試結(jié)束后進行評價，能使評價更加客觀全面。另外，采用掃描儀等智能設備批量掃描實踐測評單，不僅可以避免人工批閱的煩瑣，還可以為后續(xù)的數(shù)據(jù)采集、匯總提供便利。

（二）微格量化，梳理水平起點

評價過程不是組織一批教師對照測評單教學打分的過程，而是一個參照分項等級標準實施科學判斷的過程。依據(jù)探究素養(yǎng)導航圖，可將學生的表現(xiàn)劃分為“優(yōu)秀、良好、合格、待評價”四個水平，并匹配對應的學習表現(xiàn)。然后借助智能算法對比模型與成像，運用行為檢核法、作品分析法、抽樣協(xié)商法等對測評結(jié)果作出客觀判斷。比如在“測量一個回形針的重量”實驗中，要判斷學生使用彈簧測力計的方法是否規(guī)范，就可以將學生的操作行為錄像導入行為分析模型。系統(tǒng)將自動識別、采集“手拿提環(huán)、平視讀數(shù)”等行為的截圖，教師則根據(jù)這些截圖進行記錄、賦分，并劃定等級。

數(shù)智技術的融入能夠全面采集來自現(xiàn)場的表現(xiàn)數(shù)據(jù)，更加客觀地反映學生的學業(yè)質(zhì)量，幫助教師了解學生的真實水平，為后續(xù)科學探究活動的開展提供學情支持。

三、支持全域測評，引導自主探究

高質(zhì)量的測評要與教學活動緊密融合，共同構(gòu)成一個無縫銜接學習的評價閉環(huán)。在傳統(tǒng)的實踐測評中，盡管教師努力追求“教—學—評一致性”，但這種一致性往往無法貫穿學生學習的全過程，導致素養(yǎng)監(jiān)測存在偶然性和片面性。因此，教師應將“評學合一”作為實踐測評操作的核心理念，聚焦評價的激勵、診斷和改進功能，建構(gòu)邊評邊學的科學探究學習樣式。

（一）貫穿課堂，培養(yǎng)操作能力

從時間維度上看，測評貫穿課堂內(nèi)外，具體包括日常課堂測評和期末綜合測評。其中，日常課堂測評專注校內(nèi)的科學學習活動，一般由教師組織落實，旨在通過測評引發(fā)學生持續(xù)觀察、交流、研討，培養(yǎng)學生的探究實踐能力、團隊合作能力和科學思維能力。期末綜合測評由區(qū)域統(tǒng)一組織開展，安排在期末前一周，要求學生在規(guī)定時間內(nèi)利用給定的研究材料獨立解決問題，并用圖文和實物等方式進行記錄。該測評的重點在于評估學生解決問題的能力和實際操作的能力。

（二）聯(lián)通校外，推動持續(xù)學習

從空間維度上看，測評分為校內(nèi)測評和校外測評。其中，校外測評包括家庭實踐測評和場館研學測評。這些測評不僅關注實驗操作和“基于科學概念的產(chǎn)品制作”等實踐能力，還關注考察、調(diào)研、檢索、設計等關鍵能力。在家庭實踐測評中，學生可在家中開展種植、飼養(yǎng)、實驗等探究項目，建立“家庭實驗室”，自行設計實驗并記錄結(jié)果，而后借助線上平臺分享成果，提升自身的探究實踐能力、自主學習能力和自我監(jiān)管能力。在場館研學測評中，學生組成假日小隊，如圍繞一定的科學探究主題，深入博物館、科技館等開展科學探究活動。場館研學測評著重培養(yǎng)學生的信息篩選、自主學習能力，幫助學生建構(gòu)科學觀念。

在實際操作中，教師可根據(jù)素養(yǎng)目標發(fā)展要求，按照“4321”的比例設計實踐測評任務，即日常課堂測評占40%，期末綜合測評占30%，家庭實踐測評占20%，場館研學測評占10%。與此同時，為保障測評活動的有效落實，數(shù)智平臺還提供了一系列科學實驗指導視頻，幫助學生克服探究過程中的困難。

四、全面勾勒畫像，拓展探究空間

關注增值性是實踐測評的另一個顯著特征，即“面向全體學生，讓不同的學生都在原有基礎上有所進步”［2］。具體可根據(jù)多模態(tài)數(shù)據(jù)分析學生的學習情況，為學生的持續(xù)進步提供支持。在實踐測評中，數(shù)智報告單的運用十分關鍵。它擺脫了單向傳遞的常規(guī)做法，將關注點轉(zhuǎn)向接收者對報告內(nèi)容的理解、認可和運用上，為后續(xù)的學習改進行動提供了支持。數(shù)智報告單可以基于個體的一次實踐測評形成整體報告，也可以基于個體的多次測評生成探究素養(yǎng)發(fā)展動態(tài)圖，全面勾勒素養(yǎng)畫像。

（一）縱橫剖析，把脈素養(yǎng)狀況

數(shù)智報告單內(nèi)容豐富且維度多元，能基于各個階段的測評數(shù)據(jù)，圍繞三大關鍵能力和八大核心要素提供基礎性與個性化的增值描述。前者主要反映學生在班級中的探究實踐素養(yǎng)表現(xiàn)狀況，后者則通過折線圖展現(xiàn)學生素養(yǎng)水平在縱向上的變化，識別學生在哪些領域表現(xiàn)突出，在哪些領域有待提升。例如，在學生完成“制作一個蜂鳴器”的實踐測評項目后，數(shù)智報告單提示學生在“解釋與交流”方面存在不足，具體表現(xiàn)為對實驗現(xiàn)象的觀察不夠細致，解釋不夠清晰。

（二）多維建議，明確努力方向

實踐測評的作用在于對未來的學習提出改進建議。數(shù)智報告單包含大量的建議板塊（如表1）。平臺會根據(jù)科學探究實踐能力指標對學生的學業(yè)狀況作出“超越成功標準、達成成功標準、未能達成成功標準”等判斷；從“優(yōu)勢表現(xiàn)、進步表現(xiàn)、改進表現(xiàn)、新學習表現(xiàn)”四個維度對教師提出建議；幫助學生從“持續(xù)保持、努力改進、新的計劃”三個方面進行自我勉勵。

數(shù)智平臺具有強大的數(shù)據(jù)處理功能，能為學生生成一份可見的數(shù)智報告單，并勾畫一張全面、直觀且個性化的素養(yǎng)發(fā)展藍圖。

五、推送個性任務，改善探究生態(tài)

實踐測評的最終目的是幫助學生匹配個性化的學習課程和學習路徑，促進學生持續(xù)開展科學探究。為此，測評過程應體現(xiàn)協(xié)商性，即在評價過程中，評價者與被評價者共同商議評價標準，在被評價者理解評價行為的基礎上落實評價。例如，四年級學生在“吸管笛子”實踐測評項目中，對“聲音高低與物體長短關系”的理解存在偏差，且在產(chǎn)品美觀度方面有所欠缺，導致測評成績不理想。對此，數(shù)智平臺推送了一個基于相同科學原理但情境不同的探究實踐項目——使用空瓶子制作樂器，鼓勵學生繼續(xù)挑戰(zhàn)并加以改進。學生可以在規(guī)定時間內(nèi)申請二次測評。

（一）自選任務豐富成功體驗

設計題組化測評內(nèi)容是保障任務推送的基礎。例如，在“以橡皮筋為動力驅(qū)動物體運動”的實踐測評中，可以設置“設計和制作一輛橡皮筋動力小車、設計和制作一艘橡皮筋動力小船、設計和制作一臺橡皮筋動力直升機”等結(jié)構(gòu)化任務，讓學生經(jīng)歷失敗后不斷總結(jié)經(jīng)驗，改進設計，直至達成標準。

（二）點亮勛章吸引持續(xù)挑戰(zhàn)

“可見勛章”是實踐測評中重要的激勵工具。該工具包括從“奇妙啟程”到“未來領航”五個不同等級的勛章，當學生在科學探究中達成既定指標時，系統(tǒng)會自動點亮相應等級的勛章，鼓勵學生在已有成就的基礎上追求更高的成就。這種即時點亮的功能可以極大地增強學生的成就感，激發(fā)學生的內(nèi)在學習動機。五個勛章均被點亮的學生還有機會參與年度“科學（工程）小院士”評選活動，并進入更高層次的個性化研究平臺，開啟更深入的科學探索之旅。

數(shù)智技術支撐下的實踐測評融合了表現(xiàn)性、協(xié)商性、增值性、可見性等特性，為學生打造了一個動態(tài)的、持續(xù)性的學習環(huán)境。它的實施全面關注學生的學習過程和結(jié)果，能夠幫助學生及時發(fā)現(xiàn)自己的問題并提供有效的解決思路，引導不同學生基于個性需求，經(jīng)歷一系列科學探究實踐，進而獲得進步。

參考文獻：

［1］希爾.設計與運用表現(xiàn)性任務：促進學生學習與評估［M］.杜丹丹，杭秀，譯.福州：福建教育出版社，2019：11.

［2］崔允漷，王少非，楊澄宇，等.新課程關鍵詞［M］.北京：教育科學出版社，2023：208.

（浙江省杭州市彩虹城小學）