汪小嬌 杜偉

在構(gòu)建素養(yǎng)導(dǎo)向綜合評(píng)價(jià)體系、重視“教—學(xué)—評(píng)”一體化的發(fā)展背景下，以小學(xué)科學(xué)《我的水鐘》STEM課程為例，實(shí)踐基于工程學(xué)思想和過(guò)程的形成性評(píng)價(jià)，探討形成性評(píng)價(jià)對(duì)教師、學(xué)生及STEM教育實(shí)施的影響。

一、研究緣起

新一輪課程改革理念倡導(dǎo)以課程目標(biāo)為依據(jù)，構(gòu)建素養(yǎng)導(dǎo)向的綜合評(píng)價(jià)體系，強(qiáng)化過(guò)程評(píng)價(jià)，重視“教—學(xué)—評(píng)”一體化。在2022年出版的《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，評(píng)價(jià)原則倡導(dǎo)跨學(xué)科融合、校內(nèi)外結(jié)合，體現(xiàn)評(píng)價(jià)的綜合性、增值性及過(guò)程性。2014年，美國(guó)從對(duì)教育的整體規(guī)劃出發(fā)制定了STEM教育檢測(cè)的指標(biāo)，包括學(xué)生人數(shù)、教育時(shí)間、學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)、教學(xué)材料、教育標(biāo)準(zhǔn)、參與度、教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展和相關(guān)教育研究等方面。我們將起源于美國(guó)的STEM教育引入國(guó)內(nèi)中小學(xué)校，展開(kāi)了廣泛的實(shí)踐，探索適合小學(xué)科學(xué)的STEM教育課程設(shè)計(jì)，STEM教育的評(píng)價(jià)已成為國(guó)內(nèi)同行研究的熱點(diǎn)。然而，在一線的小學(xué)科學(xué)STEM教育課例教學(xué)中，大多數(shù)教師主要關(guān)注最終評(píng)價(jià)，這種結(jié)果性評(píng)價(jià)往往以紙筆測(cè)試或作品點(diǎn)評(píng)為主，而忽略了形成性評(píng)價(jià)。葉兆寧指出，如何在教育過(guò)程中對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)成果做出科學(xué)合理的評(píng)價(jià)，會(huì)直接影響教學(xué)的質(zhì)量，這是STEM教育落實(shí)到教學(xué)實(shí)踐時(shí)必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

工程活動(dòng)的本質(zhì)是創(chuàng)造人工實(shí)體，設(shè)計(jì)與物化是其中兩個(gè)重要的環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)與物化過(guò)程雖然有各種各樣的類(lèi)型，但大多數(shù)都包括以下基本環(huán)節(jié)：定義問(wèn)題，設(shè)計(jì)與再設(shè)計(jì)，建立模型，檢驗(yàn)與再檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)分析，交流結(jié)果。有專(zhuān)家認(rèn)為STEM教育教學(xué)活動(dòng)中形成性評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)方法，就是用工程學(xué)思想和過(guò)程將形成性評(píng)價(jià)顯性化，并據(jù)此歸納總結(jié)了STEM教育教學(xué)活動(dòng)形成性評(píng)價(jià)顯性化的四個(gè)要點(diǎn)，即定義問(wèn)題中的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)與再設(shè)計(jì)中的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)、模型建立與檢驗(yàn)中的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析與交流結(jié)果中的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。

受此啟發(fā)，我們以小學(xué)科學(xué)《我的水鐘》STEM課程為例，嘗試基于工程學(xué)思想和過(guò)程逐步構(gòu)建形成性評(píng)價(jià)，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)形成性評(píng)價(jià)對(duì)教師、學(xué)生及STEM教育實(shí)施的影響。

二、實(shí)例實(shí)踐：我的水鐘

《我的水鐘》以“設(shè)計(jì)餐廳上菜計(jì)時(shí)器”為出發(fā)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的水鐘知識(shí)，小組合作設(shè)計(jì)和制作水鐘。這是面向五年級(jí)學(xué)生開(kāi)發(fā)的STEM教育教學(xué)課題，主要流程是：明確任務(wù)的要求和意義→設(shè)計(jì)我的水鐘示意圖→完善設(shè)計(jì)圖→制作水鐘→作品分享→反思總結(jié)。這一系列過(guò)程可極大地鍛煉學(xué)生綜合解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。在案例實(shí)施中巧妙地運(yùn)用形成性評(píng)價(jià)，并通過(guò)工程學(xué)思想和過(guò)程使評(píng)價(jià)顯性化，具有更強(qiáng)的可操作性。

（一）定義問(wèn)題中的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

STEM教育教學(xué)的第一步，是聚焦項(xiàng)目問(wèn)題，確定要完成的任務(wù)?！段业乃姟肥墙炭瓢婵茖W(xué)五年級(jí)下冊(cè)第三單元的第4課，在前三節(jié)課中，學(xué)生已經(jīng)對(duì)水鐘的概念和種類(lèi)有所了解，完成了前置訓(xùn)練，明白了項(xiàng)目流程及意義。本課中，我們創(chuàng)設(shè)情境，明確任務(wù)：有一個(gè)餐廳老板向我們征集一個(gè)上菜計(jì)時(shí)器，讓顧客點(diǎn)完菜之后，能知道服務(wù)員大概多久可以上菜。小組學(xué)生一起開(kāi)動(dòng)腦筋，思考應(yīng)該如何設(shè)計(jì)并制作一個(gè)計(jì)時(shí)5分鐘的受水型水鐘。

該情境明確給出了最終的項(xiàng)目設(shè)計(jì)成果——一個(gè)計(jì)時(shí)5分鐘的受水型水鐘，也就是最終對(duì)小組的評(píng)價(jià)是能否做出一個(gè)計(jì)時(shí)5分鐘的受水型水鐘。這樣，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在一開(kāi)始就顯性地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，被每個(gè)學(xué)生了解。另外，組織學(xué)生在小組內(nèi)充分討論，以情境賦予學(xué)生工程師的身份，可以有效激發(fā)學(xué)生項(xiàng)目設(shè)計(jì)的興趣。

討論結(jié)束之后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：如果想讓你們小組的作品被老板選上，還需要考慮哪些方面呢？這不僅是學(xué)生作品測(cè)試的主要內(nèi)容，也是必須明確的評(píng)價(jià)方法。經(jīng)過(guò)各個(gè)小組的充分討論，共同總結(jié)出本次制作“我的水鐘”工程項(xiàng)目的四個(gè)評(píng)價(jià)方向：美觀、計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、成本、穩(wěn)固。這樣，不僅確保學(xué)生明確了項(xiàng)目的要求，而且同時(shí)確定了本次STEM教育課程的評(píng)價(jià)量規(guī)，該評(píng)價(jià)方法會(huì)伴隨教學(xué)的整個(gè)過(guò)程，時(shí)刻作為形成性評(píng)價(jià)的指標(biāo)。

（二）設(shè)計(jì)與再設(shè)計(jì)中的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

為了體現(xiàn)工程設(shè)計(jì)的思想，使活動(dòng)與生活實(shí)際密切相關(guān)，教師添加了一個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)細(xì)則：即要求每個(gè)小組在有限的經(jīng)費(fèi)條件下（經(jīng)費(fèi)預(yù)設(shè)為30元），自主選購(gòu)制作水鐘的材料，經(jīng)費(fèi)超標(biāo)或材料浪費(fèi)，將會(huì)影響到最終的評(píng)價(jià)結(jié)果。根據(jù)個(gè)人設(shè)計(jì)的方案選購(gòu)器材時(shí)，學(xué)生需要綜合考慮方案、價(jià)格等綜合因素和思考的過(guò)程與方法，顯性地在購(gòu)買(mǎi)清單中體現(xiàn)出來(lái)。部分小組為了兼顧價(jià)格，還嘗試修訂最初的設(shè)計(jì)“水鐘示意圖”。在選購(gòu)與修訂初稿的過(guò)程中，學(xué)生初步完成了模型的設(shè)計(jì)，畫(huà)出盡可能美觀、穩(wěn)固的計(jì)時(shí)水鐘設(shè)計(jì)圖。

購(gòu)買(mǎi)材料和畫(huà)設(shè)計(jì)圖的過(guò)程，是課程設(shè)計(jì)者評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)水鐘的計(jì)時(shí)原理和受水型水鐘裝置的熟知程度，同時(shí)也提升學(xué)生對(duì)限制條件的理解。這兩個(gè)思考的線索你中有我、我中有你，學(xué)生的思維通過(guò)選購(gòu)清單和繪圖躍然紙上，生成了利于教師捕捉的評(píng)價(jià)依據(jù)，使課堂評(píng)價(jià)更加有據(jù)可依。

在此過(guò)程中，還要求每個(gè)小組進(jìn)行詳細(xì)的分工合作，責(zé)任到人，確保后面的制作過(guò)程在有限的時(shí)間內(nèi)可以順利完成。這是評(píng)價(jià)學(xué)生統(tǒng)籌能力和大局觀的有效手段，把評(píng)價(jià)落實(shí)到教學(xué)過(guò)程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，發(fā)揮評(píng)價(jià)促進(jìn)每一個(gè)學(xué)生思考、發(fā)展的作用。

（三）模型建立與檢驗(yàn)中的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

學(xué)生根據(jù)小組內(nèi)確定的方法購(gòu)買(mǎi)材料并按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行水鐘模型的構(gòu)建，對(duì)每個(gè)小組的水鐘會(huì)進(jìn)行計(jì)時(shí)5分鐘的水流測(cè)試，檢測(cè)所標(biāo)注的刻度是否與時(shí)間一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)，檢測(cè)水鐘的穩(wěn)固性。在這個(gè)階段，教師使用兩種方法評(píng)價(jià)學(xué)生的工作。

一是提供評(píng)判水鐘計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度和穩(wěn)固性的方法，通過(guò)評(píng)測(cè)學(xué)生作品完成任務(wù)的實(shí)際程度評(píng)價(jià)學(xué)生在搭建和測(cè)試過(guò)程中能力的發(fā)展。教師為學(xué)生提供了檢測(cè)水鐘計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度和穩(wěn)固性的方法：肉眼觀察法。學(xué)生在教師用秒表統(tǒng)一計(jì)時(shí)的情況下，同時(shí)加水，肉眼觀察一分鐘時(shí)水位是否與所畫(huà)的刻度重合，兩分鐘呢？三分鐘、四分鐘直至五分鐘，測(cè)試停止。如果完全重合或者有微小誤差，就可以認(rèn)為水鐘計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。同時(shí)，肉眼觀察水鐘模型是否傾斜或者倒塌，判斷水鐘是否穩(wěn)固。這不僅讓學(xué)生再次深刻理解受水型水鐘的計(jì)時(shí)原理以及穩(wěn)定性原理，也教會(huì)學(xué)生運(yùn)用測(cè)試技術(shù)評(píng)價(jià)水鐘的計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。學(xué)生需根據(jù)測(cè)試的情況發(fā)現(xiàn)模型建立過(guò)程中的問(wèn)題和薄弱環(huán)節(jié)，分析原因，找尋解決方案調(diào)整水鐘的設(shè)計(jì)。最終的測(cè)試結(jié)果將體現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)和制作的真實(shí)水平，通過(guò)評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。

二是通過(guò)水鐘設(shè)計(jì)工作表開(kāi)展形成性評(píng)價(jià)。只關(guān)注水鐘的最后效果并不能準(zhǔn)確完整地了解學(xué)生建模和測(cè)試的過(guò)程，以及在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生的思考、發(fā)現(xiàn)和理解上的轉(zhuǎn)變。所以，在建模上與檢驗(yàn)中，過(guò)程性資料的積累是必不可少的，它是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的呈現(xiàn)，也是教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)的直接證據(jù)。水鐘設(shè)計(jì)工作表（表1）即為此階段的評(píng)價(jià)工具。

該設(shè)計(jì)工作表記錄了不同的設(shè)計(jì)方案，以及對(duì)水鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確度的自我分析與評(píng)價(jià)。通過(guò)這個(gè)工作表，教師就可以了解學(xué)生對(duì)多少種設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了嘗試，以及學(xué)生如何對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考、分析和總結(jié)。這是教師對(duì)學(xué)生認(rèn)知和能力進(jìn)行評(píng)價(jià)的有力工具。

（四）數(shù)據(jù)分析與交流結(jié)果中的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

在教學(xué)結(jié)束之前的溝通、交流與反思中，學(xué)生進(jìn)行了一場(chǎng)數(shù)據(jù)分析和產(chǎn)品交流，在交流開(kāi)始之前，學(xué)生需完成導(dǎo)學(xué)單中的內(nèi)容，還有幾個(gè)需要思考并獨(dú)立回答的問(wèn)題。問(wèn)題一：我們作品的亮點(diǎn)是什么？問(wèn)題二：我們遇到的主要問(wèn)題是什么？是怎么解決的？問(wèn)題三：我們的團(tuán)隊(duì)合作得怎么樣？組員的表現(xiàn)如何？說(shuō)說(shuō)原因。問(wèn)題四：通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)，你有什么收獲？問(wèn)題五：如果再來(lái)做這個(gè)項(xiàng)目，你覺(jué)得怎樣做會(huì)更好？或者你有什么想研究的嗎？

這些問(wèn)題的設(shè)置是非常有意義的。問(wèn)題一要求學(xué)生對(duì)自己小組的作品進(jìn)行介紹，充分展示作品的亮點(diǎn)，在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)榮譽(yù)感;問(wèn)題二讓學(xué)生說(shuō)出在水鐘設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了哪些問(wèn)題，又是如何解決的，意在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;問(wèn)題三指向?qū)W生小組內(nèi)自評(píng)和互評(píng)，強(qiáng)化學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)的過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)合作的重要性與必要性;問(wèn)題四鼓勵(lì)學(xué)生說(shuō)出自己在該活動(dòng)中體會(huì)到的意義和價(jià)值;問(wèn)題五激勵(lì)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目活動(dòng)過(guò)程進(jìn)行進(jìn)一步的反思和修正，明白STEM教育課程不局限于課堂，課余仍可以進(jìn)行更深入的科學(xué)探究。教師可以根據(jù)學(xué)生的回答，較客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的認(rèn)知、技能和思維發(fā)展，可以更好地關(guān)注到學(xué)生的個(gè)體差異。

在數(shù)據(jù)分析與交流結(jié)果的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)中，“我的水鐘”實(shí)例還利用項(xiàng)目評(píng)價(jià)表（表2）將形成性評(píng)價(jià)顯性化。項(xiàng)目評(píng)價(jià)表中，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確和穩(wěn)固的評(píng)價(jià)是通過(guò)檢測(cè)手段，由教師評(píng)價(jià)完成的;成本的評(píng)價(jià)通過(guò)學(xué)生自評(píng)完成;美觀的評(píng)價(jià)通過(guò)學(xué)生與學(xué)生之間、小組與小組之間互相投票完成;最后進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，對(duì)項(xiàng)目結(jié)果進(jìn)行全方位的總結(jié)。由此可見(jiàn)，評(píng)價(jià)主體可以是多元的，方法也可以是多樣的，這樣可以充分發(fā)揮學(xué)校、教師、學(xué)生等參與評(píng)價(jià)的積極性，綜合利用各評(píng)價(jià)主體的評(píng)價(jià)結(jié)果，促進(jìn)教學(xué)方式的改變，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

三、反思與啟示

從《我的水鐘》這個(gè)教學(xué)實(shí)例分析可以發(fā)現(xiàn)，在形成性評(píng)價(jià)導(dǎo)向下，教師能夠及時(shí)真實(shí)地了解到學(xué)生的認(rèn)知水平、思維過(guò)程和技能發(fā)展的過(guò)程。教師根據(jù)具體情況推進(jìn)教學(xué)進(jìn)度，針對(duì)不同水平的學(xué)生采取對(duì)應(yīng)的教學(xué)手段，徹底改變了傳統(tǒng)的結(jié)果性評(píng)價(jià)，使教師的評(píng)價(jià)手段更加豐富且有力度。在形成性評(píng)價(jià)導(dǎo)向下，教師切實(shí)成為STEM教育課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)者、組織者、引導(dǎo)者、監(jiān)督者與“研究伙伴”，學(xué)生轉(zhuǎn)變成STEM教育課程的參與者、體驗(yàn)者、發(fā)現(xiàn)者、思考者、合作者。融入了工程學(xué)思想和過(guò)程的形成性評(píng)價(jià)，促進(jìn)“有效地教”與“快樂(lè)地學(xué)”協(xié)調(diào)統(tǒng)一，使STEM教育的落實(shí)更加有章可循。在STEM教育教學(xué)活動(dòng)中，要立足于工程學(xué)的思想和過(guò)程，在定義問(wèn)題→設(shè)計(jì)與再設(shè)計(jì)→建立模型與檢驗(yàn)→數(shù)據(jù)分析與交流結(jié)果這四個(gè)核心環(huán)節(jié)將形成性評(píng)價(jià)顯性化，實(shí)現(xiàn)“教—學(xué)—評(píng)”一體化，達(dá)到以評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展、改進(jìn)和優(yōu)化教學(xué)的目的。

【本文系廣東省教育研究院第二批STEM教育專(zhuān)項(xiàng)研究課題“小學(xué)科學(xué)與STEM教育有效融合策略實(shí)踐研究”階段性研究成果（立項(xiàng)編號(hào)：GDJY-2020-S-a006）】