陳凱 楊悅 郭金星

關(guān)鍵詞：STEM;中學(xué)科學(xué);教學(xué)設(shè)計(jì);內(nèi)容分析;教學(xué)評(píng)價(jià)

1研究背景

STEM教育往往以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式用于基礎(chǔ)教育界解決現(xiàn)實(shí)世界的任務(wù)，尤其需要經(jīng)歷基于設(shè)計(jì)的問(wèn)題解決過(guò)程，類似于工程師或科學(xué)家思考的過(guò)程。STEM倡導(dǎo)者主張通過(guò)一定的教學(xué)策略實(shí)現(xiàn)STEM教育的最終目標(biāo)。

雖然更多教育專家主張整合STEM課程單元解決當(dāng)前STEM教學(xué)和學(xué)習(xí)的局限性，但是這些課程單元往往不是解決STEM知識(shí)構(gòu)建的最好方法，而在具體的跨學(xué)科學(xué)習(xí)過(guò)程中，應(yīng)用學(xué)科核心觀念顯得更為實(shí)際。雖然提倡跨學(xué)科整合，但是如果不注重概念教學(xué)，整合型STEM課程有可能不利于深度學(xué)習(xí)。對(duì)文獻(xiàn)的系統(tǒng)回顧表明，在許多整合性STEM課程中，學(xué)生并未開展深入的學(xué)科概念建構(gòu)，多個(gè)國(guó)家最初的STEM教育愿景并未實(shí)現(xiàn)，教學(xué)實(shí)踐大多只是在科學(xué)和數(shù)學(xué)課程中簡(jiǎn)單聯(lián)系到“技術(shù)”和“工程”維度的內(nèi)容。國(guó)外STEM課程的很多教學(xué)設(shè)計(jì)圍繞科學(xué)課程或相關(guān)工程學(xué)科主題，利用實(shí)驗(yàn)法來(lái)證明設(shè)計(jì)有效性。Chen等人提出了一個(gè)基于小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)框架，在學(xué)生開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)后通過(guò)對(duì)師生的訪談、課堂觀察以及學(xué)生的問(wèn)卷等多維度收集數(shù)據(jù)，以此修訂完善整合性STEM教學(xué)設(shè)計(jì);Lai等人以科學(xué)課程中四軸飛行器課程為例，展開STEM教學(xué)設(shè)計(jì)的開發(fā)與評(píng)價(jià)。Ernst等人研究計(jì)算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)設(shè)計(jì)并付諸實(shí)踐，借助多樣化的媒體形式促進(jìn)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)能力提升。

國(guó)內(nèi)STEM教育以理論思辨、政策比較的研究成果雖有涉及教學(xué)實(shí)踐，但仍然不夠豐富和深入。在STEM本土化探索過(guò)程中，教師構(gòu)建了中小學(xué)STEM課程一般教學(xué)設(shè)計(jì)樣式，通過(guò)創(chuàng)意分組分工、問(wèn)題情境設(shè)計(jì)、跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、作品展示與評(píng)價(jià)五個(gè)環(huán)節(jié)開展教學(xué)活動(dòng)。一些關(guān)注小學(xué)科學(xué)課程的STEM教學(xué)實(shí)驗(yàn)采用單組前后測(cè)檢驗(yàn)或平行班對(duì)照檢驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證教學(xué)設(shè)計(jì)效果，雖然所有年級(jí)都會(huì)從STEM教學(xué)改革中受益，但中學(xué)階段是鼓勵(lì)學(xué)生追求STEM職業(yè)的重要干預(yù)時(shí)期。此階段學(xué)生容易抱怨數(shù)學(xué)和科學(xué)變得更加困難，感覺(jué)能從教師和家長(zhǎng)處獲得的幫助也越來(lái)越少。因此，中學(xué)階段的STEM課程教學(xué)迫切需要有一個(gè)結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)。趙慧臣等在分析美國(guó)STEM教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，認(rèn)為STEM課程和教學(xué)需要主題式整合課程內(nèi)容，開展項(xiàng)目學(xué)習(xí);技術(shù)與課程教學(xué)深度融合有助于優(yōu)化STEM教學(xué)過(guò)程;此外，真實(shí)性評(píng)價(jià)制度、創(chuàng)新的文化氛圍、社區(qū)/行業(yè)合作關(guān)系構(gòu)建、基礎(chǔ)教育與高等教育對(duì)接等措施亟待整合其中，發(fā)揮效果。

考慮到我國(guó)中學(xué)階段STEM課程多為分科設(shè)置，所以推廣STEM項(xiàng)目式教學(xué)更多依賴于學(xué)科視角的STEM教學(xué)設(shè)計(jì)研究。為了更好地引導(dǎo)一線學(xué)科教師圍繞STEM主題開展教學(xué)設(shè)計(jì)與探索，還需要對(duì)已有的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)回溯分析，發(fā)現(xiàn)已有問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)，更好地服務(wù)于未來(lái)的創(chuàng)新和改革。

2研究設(shè)計(jì)

2.1研究問(wèn)題

為了對(duì)已有的中學(xué)STEM教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)回顧，研究問(wèn)題明確為：（1）當(dāng)前的中學(xué)STEM教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用怎樣的教學(xué)模式？（2）當(dāng)前中學(xué)STEM教學(xué)設(shè)計(jì)在教學(xué)流程安排和教學(xué)策略采用上有哪些特點(diǎn)？

2.2樣本選擇

關(guān)注“STEM主題”的科學(xué)類（包括物理、化學(xué)、地理、生物）教學(xué)設(shè)計(jì)，在CNKI以“STEM教育”“教學(xué)設(shè)計(jì)”為“主題”“篇名”“關(guān)鍵詞”;檢索時(shí)問(wèn)段為“2015.1.1-2019.12.31”，分別在《物理教師》、《化學(xué)教學(xué)》、《生物學(xué)教學(xué)》等十余本中等教育領(lǐng)域重要理科學(xué)科期刊中進(jìn)行了檢索，最終篩選出符合STEM理念的中學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)共計(jì)78篇。其中，物理學(xué)科26篇，化學(xué)學(xué)科25篇，生物學(xué)科20篇，地理學(xué)科7篇。

2.3研究工具與內(nèi)容分析編碼

本研究使用內(nèi)容分析法，通過(guò)現(xiàn)成研究工具作為分析框架，對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)文本進(jìn)行編碼，通過(guò)不同維度的編碼頻數(shù)分析，從中分析獲得相關(guān)規(guī)律。參考李楊津提及的原則，研究框架從課程綜合模式、教學(xué)設(shè)計(jì)要素、主要教學(xué)策略、學(xué)習(xí)表現(xiàn)評(píng)價(jià)方法四個(gè)維度展開（見(jiàn)圖1）。

STEM的主要教學(xué)策略根據(jù)教學(xué)不同環(huán)節(jié)階段列出，具體判定標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

需要說(shuō)明的是，表1里的“分析問(wèn)題”“陳述目標(biāo)”“科學(xué)探究”“教師講授”“發(fā)散思維”等策略，在常規(guī)的科學(xué)課程設(shè)計(jì)中也較為常用?！罢J(rèn)識(shí)相關(guān)產(chǎn)品”“逆向工程”以及“設(shè)計(jì)及制作模型”階段的三個(gè)策略、“測(cè)試模型”階段的兩個(gè)策略在STEM教學(xué)中更為重要。

對(duì)樣本進(jìn)行編碼分析，記錄每個(gè)環(huán)節(jié)在研究對(duì)象全文里有無(wú)出現(xiàn)或被強(qiáng)化，“有”記錄為“1”，“無(wú)”記錄為“0”，方便后續(xù)的頻次統(tǒng)計(jì)。本部分以《基于美國(guó)K一12階段STEM理念的教學(xué)設(shè)計(jì)——以“‘設(shè)計(jì)一座硫酸廠”為例》一文作為編碼示例（簡(jiǎn)稱為“示例”）。該設(shè)計(jì)雖然在進(jìn)行原料、廠址的選擇時(shí)，滲透地理科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)的學(xué)科知識(shí)，但涉及的著眼點(diǎn)仍然是硫的轉(zhuǎn)化，主要是化學(xué)問(wèn)題，所以屬于“學(xué)科問(wèn)題為本模式”。是否根據(jù)問(wèn)題情境及所涵蓋學(xué)科對(duì)學(xué)科及跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行擬定、是否辨析工程設(shè)計(jì)中不同階段所需應(yīng)用及學(xué)科知識(shí)，是最能體現(xiàn)STEM理念的兩個(gè)要素，應(yīng)在具體編碼統(tǒng)計(jì)中予以重視。“示例”囊括大部分流程，但在工程設(shè)計(jì)方面還不夠明顯，且評(píng)價(jià)工具還不夠充分。由于關(guān)注的是經(jīng)典化工生產(chǎn)問(wèn)題，“示例”能夠用角色扮演進(jìn)行方案決策和評(píng)價(jià)，但是缺少“產(chǎn)品”的認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)意識(shí)，缺少對(duì)模型的關(guān)注?！笆纠痹谶^(guò)程中有作品展示和自我評(píng)價(jià)，并將填空作業(yè)貫穿始終，主要屬于進(jìn)展性評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)生是否應(yīng)用已有知識(shí)以及相應(yīng)理解，是否存在謬誤，追蹤活動(dòng)過(guò)程中認(rèn)知的發(fā)展、技能的運(yùn)用以及元認(rèn)知的提升。

3研究數(shù)據(jù)和分析

3.1信度分析

為了檢驗(yàn)內(nèi)容分析的信、效度，對(duì)隨機(jī)抽取的5份教學(xué)設(shè)計(jì)做內(nèi)容分析信度即評(píng)分信度。

兩名評(píng)價(jià)者訓(xùn)練后在5份文本上的評(píng)分信度達(dá)到要求（見(jiàn)表2）。

3.2 STEM課程綜合模式的內(nèi)容分析

學(xué)科問(wèn)題為本模式是以單一學(xué)科為主導(dǎo)，比較適合在正規(guī)課堂上進(jìn)行;跨學(xué)科問(wèn)題模式?jīng)]有明確的主導(dǎo)科目，比較適合以獨(dú)立專題形式進(jìn)行，兩種課程綜合模式統(tǒng)計(jì)表如表3所示。

根據(jù)表3，以學(xué)科問(wèn)題為本的樣本數(shù)多于跨學(xué)科問(wèn)題為本。中學(xué)階段的STEM教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容多聚焦于學(xué)科問(wèn)題為中心的發(fā)散和聯(lián)系，多以正式學(xué)科課堂作為實(shí)踐平臺(tái)。此外，理化學(xué)科的STEM教學(xué)設(shè)計(jì)數(shù)量較多，一方面說(shuō)明物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域擁有更多與數(shù)學(xué)工具、技術(shù)工具、工程視野的聯(lián)系，另一方面也說(shuō)明這兩個(gè)學(xué)科關(guān)注STEM教學(xué)設(shè)計(jì)的教師更多。

物理和地理學(xué)科的STEM教學(xué)設(shè)計(jì)大都偏于以學(xué)科問(wèn)題為本的課程綜合模式，化學(xué)和生物學(xué)科涉及兩種課程綜合模式均有較為均衡的分布，例如生化綜合、理化綜合、化地綜合、生地綜合等。限于跨學(xué)科落腳點(diǎn)比較分散，本文未加統(tǒng)計(jì)，不過(guò)仍可以看出化學(xué)的學(xué)科中心地位。

另外，學(xué)科問(wèn)題為本的課程綜合模式中高中主題比例更大，而以跨學(xué)科問(wèn)題為本的課程綜合模式里初高中比例相差卻沒(méi)有那么懸殊。這種數(shù)據(jù)也證實(shí)在教學(xué)中，初中階段各獨(dú)立學(xué)科知識(shí)水平更容易為執(zhí)教者發(fā)現(xiàn)STEM綜合點(diǎn)，可以挖掘其聯(lián)系性和問(wèn)題性;而隨著高中知識(shí)的深入，學(xué)科體系更加鮮明，學(xué)科教學(xué)中挖掘跨學(xué)科的STEM綜合點(diǎn)也比較難。

3.3 STEM教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)要素的內(nèi)容分析

針對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)要素分學(xué)科進(jìn)行分析編碼，并進(jìn)行頻數(shù)分析，具體內(nèi)容如表4所示。

大多數(shù)樣本營(yíng)造了問(wèn)題情境，畢竟STEM學(xué)習(xí)凸顯聚焦于真實(shí)問(wèn)題的特征?；瘜W(xué)學(xué)科設(shè)計(jì)最關(guān)注學(xué)科綜合范圍設(shè)定，這也和前文中提及的化學(xué)學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)非常關(guān)注跨學(xué)科問(wèn)題緊密聯(lián)系。例如“探秘人體的呼吸”目標(biāo)兼顧科學(xué)與工程學(xué)實(shí)踐、學(xué)科核心知識(shí)、跨學(xué)科知識(shí)，并明確涉及化學(xué)之外的跨學(xué)科知識(shí)：物理學(xué)科的速度與氣壓、生物學(xué)科的呼吸和細(xì)胞里的化學(xué)物質(zhì)變化、技術(shù)學(xué)科的模型制作、藝術(shù)學(xué)科的圖表繪制、數(shù)學(xué)學(xué)科的速度計(jì)算以及語(yǔ)文學(xué)科的文本閱讀。不過(guò)在多數(shù)STEM教學(xué)設(shè)計(jì)中，只含有學(xué)科目標(biāo)，而缺乏跨學(xué)科目標(biāo)。說(shuō)明學(xué)科教師還是更多習(xí)慣從學(xué)科視角設(shè)定教學(xué)目標(biāo)，而忽略了超越學(xué)科的視角。僅有18.0%的教學(xué)設(shè)計(jì)涉及“如何通過(guò)工程設(shè)計(jì)過(guò)程促進(jìn)學(xué)科學(xué)習(xí)”，主要是因?yàn)榭茖W(xué)學(xué)科背景的中學(xué)教師大多沒(méi)有工程學(xué)背景，所以在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)該維度無(wú)法深入考慮、清晰表達(dá);科學(xué)教師本身對(duì)工程學(xué)認(rèn)識(shí)不足和工程學(xué)習(xí)經(jīng)歷的欠缺，也是目前基礎(chǔ)教育階段開展STEM教學(xué)的先天不足。評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)僅有23篇教學(xué)設(shè)計(jì)涉及，正反映了目前的STEM教學(xué)實(shí)踐在評(píng)價(jià)研究上的缺失。

3.4 STEM的主要教學(xué)策略的內(nèi)容分析

研究樣本在不同教學(xué)環(huán)節(jié)涉及的教學(xué)策略分學(xué)科進(jìn)行頻數(shù)分析見(jiàn)表5。

通過(guò)上述數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，研究樣本幾乎涵蓋了每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。界定問(wèn)題、確定設(shè)計(jì)目標(biāo)階段，大多數(shù)樣本運(yùn)用了分析問(wèn)題這一教學(xué)策略，體現(xiàn)STEM教學(xué)需要問(wèn)題解決的思路。

項(xiàng)目研究環(huán)節(jié)，資料收集教學(xué)策略應(yīng)用較廣，表明STEM的項(xiàng)目設(shè)計(jì)離不開充分的信息積累;只有不超過(guò)四分之一的設(shè)計(jì)運(yùn)用了認(rèn)識(shí)相關(guān)產(chǎn)品、逆向工程等教學(xué)策略，這是學(xué)科教師的研究思維缺陷所在;幾乎全部教學(xué)設(shè)計(jì)都運(yùn)用了科學(xué)探究和教師講授這一教學(xué)策略，前者是21世紀(jì)科學(xué)教學(xué)改革的趨勢(shì)，后者則是中國(guó)教師的傳統(tǒng)習(xí)慣。

構(gòu)想及選擇設(shè)計(jì)理念環(huán)節(jié)只有不超過(guò)一半比例的教學(xué)設(shè)計(jì)運(yùn)用了發(fā)散思維、頭腦風(fēng)暴教學(xué)策略，其中均以化學(xué)學(xué)科最為關(guān)注這類策略，例如針對(duì)“凈水器制作”開展頭腦風(fēng)暴，從小組到全班，由學(xué)習(xí)者產(chǎn)生大量的可能解決方案。設(shè)計(jì)及制作模型階段，各學(xué)科運(yùn)用策略比例均較少，主要限于化學(xué)和生物學(xué)科，例如用思維導(dǎo)圖制作“飲料瓶制作流程”。可見(jiàn)學(xué)科教師常關(guān)注學(xué)科為本的教學(xué)習(xí)慣，尚未普遍具備用跨學(xué)科的思維設(shè)計(jì)教學(xué)策略的習(xí)慣。由于STEM教學(xué)的開放性，所以教學(xué)過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)意想不到的突發(fā)問(wèn)題，共有48篇教學(xué)設(shè)計(jì)考慮這一方面，著眼于分析問(wèn)題以做到未雨綢繆。

中學(xué)科學(xué)學(xué)科教學(xué)對(duì)測(cè)試模型明顯重視程度不夠，表現(xiàn)在沒(méi)有案例聯(lián)系產(chǎn)品的商業(yè)運(yùn)用進(jìn)行消費(fèi)品測(cè)試，也只有個(gè)別化學(xué)和生物案例進(jìn)行公平測(cè)試教學(xué)。大多數(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)在分析測(cè)試結(jié)果及作抉擇階段也沒(méi)有考慮教學(xué)策略的運(yùn)用，說(shuō)明學(xué)科教師對(duì)這些環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)不夠。

學(xué)科教師非常重視引導(dǎo)反思，這種教學(xué)策略有助于學(xué)習(xí)者對(duì)STEM學(xué)習(xí)成果進(jìn)行批判性思考和深度理解。不過(guò)以成品方式展現(xiàn)STEM學(xué)習(xí)成果，還沒(méi)有被廣為接受，在一定程度上說(shuō)明教師引導(dǎo)學(xué)生表達(dá)與創(chuàng)新的水平還有所欠缺。

3.5 STEM學(xué)習(xí)表現(xiàn)的評(píng)價(jià)方法的內(nèi)容分析

研究樣本中所體現(xiàn)的評(píng)價(jià)方法具體統(tǒng)計(jì)如表6所示。

根據(jù)表6數(shù)據(jù)分析可得，化學(xué)和生物學(xué)科在STEM教學(xué)設(shè)計(jì)中兼顧進(jìn)展性和總結(jié)性兩類評(píng)價(jià)方法，且方式多元化。但整體來(lái)看教學(xué)設(shè)計(jì)里關(guān)注進(jìn)展性評(píng)價(jià)少于總結(jié)性評(píng)價(jià)，且過(guò)程性的“科學(xué)研究報(bào)告”最受教學(xué)設(shè)計(jì)者青睞——可能是基于項(xiàng)目的研究需要;但圖形及模型設(shè)計(jì)、模型測(cè)試等方法沒(méi)有得到充分重視——與之前對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)策略的分析結(jié)果匹配。在總結(jié)性評(píng)價(jià)里，教師更加關(guān)注學(xué)習(xí)者的最終創(chuàng)作成果，紙筆測(cè)驗(yàn)明顯不適合STEM教學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)素養(yǎng)的評(píng)價(jià)導(dǎo)向，故應(yīng)用最少。

4研究結(jié)論與建議

4.1研究結(jié)論

4.1.1

中學(xué)STEM教學(xué)設(shè)計(jì)作品學(xué)科性特色明顯

STEM教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容多聚焦于學(xué)科問(wèn)題為中心的發(fā)散和聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用數(shù)學(xué)、技術(shù)工具。相比較而言，化學(xué)和生物學(xué)科教師相對(duì)來(lái)說(shuō)更關(guān)注跨學(xué)科問(wèn)題。

4.1.2部分重要STEM教學(xué)策略應(yīng)用缺失

STEM教學(xué)實(shí)踐雖然基本環(huán)節(jié)全面，但是還存在諸多重要環(huán)節(jié)的缺失，如工程設(shè)計(jì)、模型建構(gòu)與測(cè)試、方案繪圖等。

4.1.3 STEM教學(xué)設(shè)計(jì)缺乏細(xì)致的評(píng)價(jià)機(jī)制

大多數(shù)中學(xué)科學(xué)STEM教學(xué)設(shè)計(jì)沒(méi)有明確表示如何對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，少數(shù)關(guān)注評(píng)價(jià)的STEM教學(xué)設(shè)計(jì)選用的方法也較為單一，偏向于總結(jié)性評(píng)價(jià)，也更加沒(méi)有提供明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2建議

4.2.1教學(xué)設(shè)計(jì)革新需要教師跨學(xué)科交流和學(xué)習(xí)

中學(xué)STEM教學(xué)設(shè)計(jì)正在從學(xué)科問(wèn)題為本模式向跨科問(wèn)題為本模式過(guò)渡。目前高中課程跨學(xué)科STEM教學(xué)設(shè)計(jì)偏少，這并不意味著高中課程不能開展跨學(xué)科的STEM教學(xué)，相反，高中更需要STEM教學(xué)實(shí)現(xiàn)多學(xué)科融合的思維提升。主要是因?yàn)榻處煹膶I(yè)背景分工過(guò)細(xì)，導(dǎo)致學(xué)科教師缺乏跨學(xué)科視野和相關(guān)的工程技術(shù)經(jīng)歷。許多學(xué)校在整合STEM學(xué)科方面還面臨實(shí)際困難，例如時(shí)問(wèn)安排、教師執(zhí)教的技巧、不同課程要求和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等?；谖覈?guó)中學(xué)課程設(shè)置特點(diǎn)，學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)中滲透STEM教育理念，實(shí)施學(xué)科為本問(wèn)題的課程模式更具有現(xiàn)實(shí)意義，可以繼續(xù)保持分科教學(xué)中的學(xué)科深度和知識(shí)體系;如果實(shí)施跨學(xué)科為本的模式，需要不同學(xué)科教師協(xié)分工合作設(shè)計(jì)跨學(xué)科的活動(dòng)。從研究樣本的作者來(lái)看，就鮮有跨學(xué)科教師的合作。跨科合作時(shí)，多學(xué)科教師需要具備明確的共同發(fā)展目標(biāo)并理解其中價(jià)值，鼓勵(lì)教師之間相互討論、協(xié)作研究教材，甚至互相支持和鼓勵(lì)，一同積極推動(dòng)課堂研究?？缭綄W(xué)科的教師備課不限于科學(xué)各學(xué)科之間，還需要結(jié)合通用技術(shù)、信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教師聯(lián)合備課，對(duì)STEM課程進(jìn)行詳細(xì)、周密的協(xié)調(diào)和計(jì)劃。

4.2.2 STEM教學(xué)策略需要強(qiáng)化產(chǎn)品意識(shí)、模型觀念以及工程設(shè)計(jì)體驗(yàn)

STEM教學(xué)策略中的部分缺失，很大程度上源自大部分科學(xué)教師的學(xué)習(xí)背景缺少工程學(xué)習(xí)經(jīng)歷，課程環(huán)境也缺少充分的工程實(shí)踐機(jī)會(huì)。工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與科學(xué)課程進(jìn)行融合，需要更新教學(xué)內(nèi)容以配合科技發(fā)展，例如氫氧燃料電池不止于知道原理，而需要用實(shí)驗(yàn)室和家庭素材來(lái)制作簡(jiǎn)易電池——將教師單方面的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新改進(jìn)轉(zhuǎn)變?yōu)榕c師生共同探討實(shí)驗(yàn)儀器或教具的開發(fā)或改造，以身邊的“微型設(shè)計(jì)”漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱萍记把氐墓こ棠Ｐ汀保瑢?shí)現(xiàn)由模仿向自主設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變;其次是加強(qiáng)科學(xué)過(guò)程技能的培養(yǎng)，尤其有關(guān)項(xiàng)目學(xué)習(xí)和問(wèn)題解決的基本數(shù)據(jù)處理，包括通過(guò)分析數(shù)據(jù)和圖表、運(yùn)用符號(hào)、方程式、圖表以及模型來(lái)表達(dá)觀點(diǎn);在教學(xué)設(shè)計(jì)中強(qiáng)化學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)通過(guò)手腦并用的活動(dòng)，綜合應(yīng)用知識(shí)與技能，找出解決問(wèn)題的方法并進(jìn)行制作體現(xiàn)專題學(xué)習(xí)成果的成品或?qū)懽髯髌?，在此過(guò)程中強(qiáng)化產(chǎn)品的創(chuàng)作和展現(xiàn)意識(shí)，例如做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以不要給學(xué)生填寫知識(shí)填空式學(xué)習(xí)單，也不要規(guī)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告的統(tǒng)一框架，而賦予更多的開放式記錄和思考機(jī)會(huì)，不過(guò)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告任務(wù)里增設(shè)一些情境計(jì)算及相應(yīng)指導(dǎo)有助于發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的規(guī)律，此外請(qǐng)學(xué)生在過(guò)程中注重拍照、錄像，之后將這些素材剪輯整合運(yùn)用在最終報(bào)告中。通過(guò)以上教學(xué)策略，需要學(xué)習(xí)者大量的個(gè)人思考、判斷、設(shè)計(jì)，STEM的要素也自然融合其中。

4.2.3 STEM教學(xué)需要明確評(píng)價(jià)的階段、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的收集和分析

不同的STEM教學(xué)評(píng)價(jià)模式各有優(yōu)劣，選擇要考慮評(píng)價(jià)目的、情境和時(shí)問(wèn)成本等因素。建議綜合多種評(píng)價(jià)手段，給予學(xué)生多元化展現(xiàn)機(jī)會(huì);其實(shí)學(xué)生項(xiàng)目成果本身就是最好的評(píng)價(jià)依據(jù)，關(guān)注項(xiàng)目成果有助于激發(fā)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，支持學(xué)習(xí)可持續(xù)發(fā)展，明確的活動(dòng)成果更有助于增強(qiáng)STEM教學(xué)評(píng)價(jià)的指導(dǎo)和改進(jìn)功能并使其顯性化，不過(guò)成果的建構(gòu)過(guò)程值得追蹤，可以從多元化途徑搜集評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，例如課堂觀察、工作單或?qū)W習(xí)歷程檔案等都可以作為數(shù)據(jù)來(lái)源;評(píng)價(jià)的時(shí)機(jī)不僅在教學(xué)結(jié)束后，其實(shí)在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中貫穿始終提供評(píng)價(jià)反饋，讓大家知道自己的進(jìn)展和問(wèn)題。STEM教學(xué)過(guò)程需要提供充分機(jī)會(huì)讓學(xué)生展示學(xué)的過(guò)程，以此實(shí)現(xiàn)進(jìn)展性評(píng)價(jià)。

評(píng)價(jià)主體也需要多方參與，例如學(xué)生自評(píng)、同學(xué)互評(píng)再加上教師層面的評(píng)價(jià);STEM教育具備高度跨學(xué)科特征，使得課程的教育目標(biāo)呈現(xiàn)出跨學(xué)科性和綜合性，要想真正評(píng)價(jià)STEM學(xué)習(xí)效果，亟需制定詳實(shí)、科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)——將學(xué)生抽象的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行操作化定義和水平等級(jí)的劃分。由于STEM教學(xué)評(píng)價(jià)的綜合性和復(fù)雜性，在實(shí)施評(píng)價(jià)之前邀請(qǐng)行業(yè)專家檢查評(píng)價(jià)細(xì)則并給予回饋;為了保證評(píng)價(jià)的公平和客觀，還可以每次針對(duì)教學(xué)對(duì)象的同一份材料（例如紙筆測(cè)驗(yàn)同一道題、同一項(xiàng)問(wèn)題的解決）進(jìn)行評(píng)價(jià)，而不是一次性評(píng)價(jià)整個(gè)項(xiàng)目。