高中STEM課程的表現(xiàn)性評價框架設(shè)計與分析 論文

2022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選高中STEM課程的表現(xiàn)性評價框架設(shè)計與分析摘 教育強調(diào)跨學(xué)科和做中學(xué)，在真實的問題情境中進(jìn)行跨學(xué)科的融合和問題解決，STEM教育的教學(xué)評價不僅要關(guān)注學(xué)生創(chuàng)造的結(jié)果，還要關(guān)注學(xué)生體驗和實踐的學(xué)習(xí)過程。結(jié)合STEM教育的特點，引入表現(xiàn)性評價，嘗試探索符合高中STEM課程特點的有效評價模式，總結(jié)開展表現(xiàn)性評價的設(shè)計和實踐策略，為一線教師開展STEM課程提供有價值的參考。關(guān)鍵詞：STEM教育，表現(xiàn)性評價，框架設(shè)計，工程設(shè)計引世紀(jì)對創(chuàng)新有著更高的需求，各行各業(yè)都亟待更多創(chuàng)新STEM教育和創(chuàng)客教育等新的教育模式也在基礎(chǔ)教育階段普及開來，新的教育模式關(guān)注學(xué)生生活中的實際問題，使用數(shù)字化工具，通過小組合作開展項目式學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生在小組內(nèi)、小組之間分享自己的想法與創(chuàng)意，鼓勵他們將腦海中的想法進(jìn)行加工，創(chuàng)造出有新意的產(chǎn)品，促進(jìn)跨學(xué)科解決問題能力的發(fā)展。而這個合作共享、創(chuàng)新創(chuàng)造的學(xué)習(xí)過程還能夠幫助學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。[1]然而大部分STEM課程的評價都采用結(jié)果導(dǎo)向，每門課程讓學(xué)生完成一件作品，基于最終的作品去評價。[2]單一的評價依據(jù)和評價方式很難客觀的展示出學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，也無法評估學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。但這些能力要求如何可視化，轉(zhuǎn)化為在教學(xué)實施過程中可評價的指標(biāo)，仍是一線教師們在實踐STEM教育時困惑的問題，也直接影響到STEM教育實施的有效性。一、STEM教育的特點1．跨學(xué)科融合STEM教育源自上個世紀(jì)80年代，指的是對科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等多個領(lǐng)域STEM知識解決問題或是動手創(chuàng)新創(chuàng)造產(chǎn)品的能力?！盵3]STEM教育在教育部在2017年1中對STEM進(jìn)行了定義：“一種以項目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式。”[4]它將多個學(xué)科綜合在一起，為學(xué)生構(gòu)建復(fù)雜的真實問題情境，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。從“跨[1] 梁森山.中國創(chuàng)客教育藍(lán)皮書[M].人民郵電出版社,2016.[2] 余勝泉,吳斕.證據(jù)導(dǎo)向的STEM教學(xué)模式研究[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究,2019,31(05):20-31.[3] 傅騫,王辭曉.當(dāng)創(chuàng)客遇上STEAM教育[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2014,24(10):37-42.[4] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京師范大學(xué)出版社,2017.12022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選學(xué)科整合”的視角出發(fā)，STEM教育是在分割的學(xué)科間建立聯(lián)系，把不同領(lǐng)域的知識和技能整合到一個項目中。2.關(guān)注學(xué)習(xí)過程基于項目的STEM材料等學(xué)習(xí)證據(jù)，能夠印證學(xué)習(xí)活動的存在。[5]這些學(xué)習(xí)證據(jù)記錄了學(xué)生思考、分析、根據(jù)這些學(xué)習(xí)證據(jù)對課程教學(xué)進(jìn)行調(diào)整，幫助教師更加了解學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和掌握情集學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)證據(jù)，關(guān)注發(fā)展中的能力水平。3．發(fā)展性評價促進(jìn)學(xué)習(xí)者的表現(xiàn)，而不僅是為了檢查學(xué)生的表現(xiàn)，基本思想有以下幾個方面：（1）評價是教學(xué)活動中必不可少的組成。教學(xué)設(shè)計時，不僅要關(guān)注教學(xué)過程的設(shè)計，同樣要關(guān)注評價設(shè)計，兩者同樣重要。持續(xù)的過程。（2）評價應(yīng)以人為本，以促進(jìn)個體發(fā)展為目的。實現(xiàn)自我價值。（3）在評價方向上面向未來發(fā)展，注重長遠(yuǎn)需求和可持續(xù)性發(fā)展。體發(fā)展目標(biāo)能夠面向未來的長遠(yuǎn)需求，同時也具備可持續(xù)性和成長性。[6][5] 余勝泉,吳斕.證據(jù)導(dǎo)向的STEM教學(xué)模式研究[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究,2019,31(05):20-31.[6] 林少杰.發(fā)展性評價的認(rèn)識[J].現(xiàn)代教育論叢,2003(06):27-30.22022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選二、高中STEM課程的表現(xiàn)性評價框架設(shè)計師、學(xué)生、專家等多元主體，關(guān)注學(xué)生的知識、能力和態(tài)度等維度開展評價。項目環(huán)境中的深度理解和真實能力上更具優(yōu)勢，適用于項目式教學(xué)中的學(xué)習(xí)效果評價。[7]本研究基于王佑鎂融合工匠精神、數(shù)字素養(yǎng)、STEAM素養(yǎng)等提出的創(chuàng)客素養(yǎng)概念模型[8]，從以下4個部分確定本研究的課程目標(biāo)，分為知識領(lǐng)域、行為領(lǐng)域、人際領(lǐng)域、STEMPTA量表[9]和陳婧雅設(shè)計的高中人工智能課程表現(xiàn)性評價框架[10]，構(gòu)建了符合本研究實際學(xué)情的高中STEM課程表現(xiàn)性評價框架。表1高中STEM課程表現(xiàn)性評價框架STEM素養(yǎng)一級目標(biāo)二級目標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)知識領(lǐng)域K1科學(xué)（S）1.能夠設(shè)計、繪制簡單的電路圖2.學(xué)會使用電阻、傳感器、面包板等電子元件，了解工作原理3.了解不同材料的特點和用途K2技術(shù)（T）1.了解順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)等基本的編（S、T、E、M）程知識Knowledge2.能夠根據(jù)設(shè)計的算法編寫程序完成預(yù)期功能3.學(xué)會使用Mixly等圖形編程軟件進(jìn)行硬件編程4.掌握編程作品測試和調(diào)試的方法，根據(jù)測試結(jié)構(gòu)修訂錯誤5.了解使用3D打印、激光切割等技術(shù)工具[7] 沈燕泓,陸蓓蕾.項目化學(xué)習(xí)：用表現(xiàn)性評價發(fā)展學(xué)生探究能力[J].教育研究與評論,2020(06):21-25.[8] 王佑鎂,王曉靜,包雪.成為自造者:眾創(chuàng)時代的創(chuàng)客素養(yǎng)及其發(fā)展[J].中國電化教育,2017(04):10-16.[9] 楊海茹,葉梨萍,魏倩倩,等.創(chuàng)客教育視角下機(jī)器人教學(xué)PTA表現(xiàn)性評價量規(guī)的設(shè)計與應(yīng)用[J].中國教育信息化,2020(06):39-42.[10] 陳婧雅.高中人工智能課程的表現(xiàn)性評價框架設(shè)計與分析[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2021(12):40-42.32022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選K3數(shù)學(xué)（M）1.能根據(jù)實際需要編寫合適的算法解決問題K4工程（E）的限制因素，生成初步的設(shè)計方案2.掌握繪制草圖和技術(shù)圖樣的基本方法行為領(lǐng)域B1動手能力1.能夠能夠?qū)rduino、傳感器等進(jìn)行正確的電子線路連接2.能夠通過小組合作動手制作作品模型或原型3.能夠運用恰當(dāng)?shù)乃悸泛头桨笢y試驗證模型或原型的可實施性4.能根據(jù)改進(jìn)的方案，對原型進(jìn)行改進(jìn)，生成迭代后的作品原型或模型B2技術(shù)素養(yǎng)1.能夠清晰界定問題，明確解決問題的限制因素，Behavioral生成初步的設(shè)計方案，明確后續(xù)的具體實施方案2.能夠基于項目設(shè)計方案，選用合適的材料和技術(shù)工具3.能夠結(jié)合他人評價的建議和測試結(jié)果，修改設(shè)計方案，形成新的設(shè)計方案4.制作模型時有主動尋求更高技術(shù)支持的意識和能力人際領(lǐng)域I1交流互動1.學(xué)生和老師之間能夠有效溝通學(xué)習(xí)問題2.學(xué)生和學(xué)生之間能夠有效表述觀點3.小組合作過程中能積極參與發(fā)言和討論I2展示分享1.能夠用簡潔的語言向同學(xué)和老師表達(dá)自己的觀點或展示作品Interpersonal2.能合理利用演示文稿或思維導(dǎo)圖等多媒體工具條理清晰的展示自己的創(chuàng)意思路I3小組協(xié)作1.合作過程中能明確自己的主要任務(wù)2.能夠認(rèn)真傾聽別人，有效聽取他人建議3.合作過程中遇到爭議時能有效化解矛盾，達(dá)成共42022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選識意識領(lǐng)域ConsciousC1創(chuàng)造性思維1.能夠提出一些創(chuàng)造性的想法2.能夠結(jié)合教師和同伴的觀點生成創(chuàng)新性的項目改進(jìn)方案3.在制作和測試原型過程中遇到不可預(yù)料的問題時，能產(chǎn)生創(chuàng)新性的點子解決問題C2批判性思維確優(yōu)點和不足，并清晰的描述問題進(jìn)自己的設(shè)計方案C3主動性1.中真實存在的問題2.探究時主動的投入方案設(shè)計過程3.積極主動參與制作模型C4堅持不懈1.遇到問題時堅持不放棄，能堅持不懈的努力，嘗試不同方法解決問題三、基于表現(xiàn)性評價的高中STEM課程設(shè)計及實施策略分析習(xí)證據(jù)，還要保證評價的客觀性，因此在設(shè)計、實施高中STEM課程時應(yīng)考慮以下幾點：1.突出“工程設(shè)計”的6E設(shè)計型學(xué)習(xí)模式5E教學(xué)模式在STEM教育實踐中發(fā)揮著重要作用，Bruke則關(guān)注到5E模式主要聚焦工程（Engineering）、精致（Elaboration）和評價（Evalution）6個環(huán)節(jié)，[11]針對性的彌補了工程教育的缺失問題。[11]BURKENB.TheITEEA6ELearningByDesignTMModel:MaximizingInformedDesignandInquiryintheIntegrativeSTEMClassroom[J].TechnologyandEngineeringTeacher,2014,6(73):14-19.52022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選鍵階段，引導(dǎo)學(xué)生利用工程思維分析問題、解決問題，提高問題解決能力。在工程階段會涉及到紙面上的設(shè)計方案落地的過程，也就是要將設(shè)計草圖物化成實際的模型或者原或是設(shè)計方案考慮不全面的地方。此時就需要學(xué)生根據(jù)實際情況以及測試結(jié)果進(jìn)行分析和調(diào)整，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計方案和作品，生成迭代改進(jìn)后的方案和作品。挑戰(zhàn)都將讓學(xué)生的動手能力和問題解決能力得到極大的鍛煉。2.設(shè)計合理的學(xué)習(xí)引導(dǎo)單STEM課程是基于現(xiàn)實的問題情境設(shè)計的，學(xué)生需要分析情境從而發(fā)現(xiàn)問題，發(fā)現(xiàn)與明確問題比解決問題更為重要。學(xué)生可能會出現(xiàn)一些一閃而過的創(chuàng)意和想法，這都是非常寶貴，值得記錄并深入挖掘的。因此在STEM課程學(xué)習(xí)單中引導(dǎo)學(xué)生對作品設(shè)計靈感進(jìn)如何進(jìn)行改進(jìn)等問題。學(xué)生在深入思考這些問題的同時也是在內(nèi)心不斷質(zhì)詢自我的過程，讓一閃而過的靈感更加明確、具象，形成初版的設(shè)計方案。同時在設(shè)計方案中，學(xué)生還需要考慮有哪些設(shè)計要點、可能會涉及哪些學(xué)科的知識、草圖方案、需要哪些材料和工具以及具體的分工等。作中不斷修改、完成，從而形成最終版方案。3.學(xué)生自評與互評結(jié)合全面的對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評價。大多數(shù)人在對自我評價時會帶有較強的主觀性，如夸大良好品質(zhì)、忽略不良品質(zhì)。的認(rèn)識自己，學(xué)生的自我評價能力也能得到提高。62022年安徽省中小學(xué)教育教學(xué)論文評選四、結(jié)語課程評價的方案，為后續(xù)STEM課程的有效開展提供一些有價值的參考。參考文獻(xiàn)[1]梁森山.中國創(chuàng)客教育藍(lán)皮書[M].人民郵電出版社,2016.[2]余勝泉,吳斕.證據(jù)導(dǎo)向的STEM教學(xué)模式研究[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究,2019,31(05):20-31.[3]傅騫,王辭曉.當(dāng)創(chuàng)客遇上STEAM教育[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2014,24(10):37-42.[4]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京師范大學(xué)出版社,2017.[5]余勝泉,吳斕.證據(jù)導(dǎo)向的STEM教學(xué)模式研究[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究,2019,31(05):20-31.[6]林少杰.發(fā)展性評價的認(rèn)識[J].現(xiàn)代教育論叢,2003(06):27-30.[7]沈燕泓,陸蓓蕾.項目化學(xué)習(xí)：用表現(xiàn)性評價發(fā)展學(xué)生探究能力[J].教育研究與評論,2020(06):21-25.[8]王佑鎂,王曉靜,包雪.成為自造者:眾創(chuàng)時代的創(chuàng)客素養(yǎng)及其發(fā)展[J].中國電化教育,2017(04):10-16.[9]楊海茹,葉梨萍,魏倩倩,等.創(chuàng)客教育視角下機(jī)器人教學(xué)PTA表現(xiàn)性評價量規(guī)的設(shè)計與應(yīng)用[J].中國教育信息化,2020(06):39-42.[10]陳婧