STEM课程的评价领域及学习性评价策略

沈 艺，郭琪琦，张海银

（1.深圳市坪山区同心外国语学校，广东 深圳 518118；2.深圳市第二实验学校，广东 深圳 518021；3.深圳市坪山区教育科学研究管理中心，广东 深圳 518118）

一、STEM与学习性评价

STEM 是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）4个英文单词首字母的缩写，目前STEM 已发展出STEM+的多种形式。STEM 课程以工程为核心，整合科学、技术、数学等学科，以探究为基础，采用工程设计的过程[1]（如图1），强调以学生为中心和动手做，让学生掌握知识与技能，进行灵活迁移应用、解决实际问题，重点培养学生的科学素养、创新思维和实践能力。STEM 课程的整个学习过程倡导无风险的安全气氛，学生有大量机会通过摸索、探究、决策来验证他们认为有创造性、能解决问题的方案，学生在问题解决过程中通过犯错、分析失误、改进，不断提升。教师则扮演着协调、监控和指导者的角色。这意味着学习过程需要更多学习性评价（assessment for learning）策略，当场调整教与学的过程，促进学生即时的学习效果。

图1 STEM课程学习中的工程设计过程

学习性评价是学生、同伴和教师共同参与的常规教学活动，通过收集、反思并反馈从对话、实物展示及观察得来的评价信息，来促进学生当前的学习而进行的评价方式。[2]学习性评价是形成性评价的一种。

学习性评价的模式（如图2）将多样化的评价活动嵌入整个教学活动中，对教学过程进行全程监控、在互动中及时评价并反馈，以帮助教师和学生了解自己在教学或学习中存在的问题，其目的在于促进师生教学的改进。该模式的基本特点如下：（1）评价功能：通过评价获得学习状况的相关信息，促使师生对当前的教与学加以改进，强调“即时评价教、学状况——反馈改进建议——促使当前教、学改进和提升”的功能。（2）评价的时机：嵌入教学过程中，即时监控，及时反馈。（3）评价标准：向学生开放，教师将学习目标转化为利于学生理解的评价指标，并通过多种途径与学生共享。（4）评价的主体：教师和学生都是评价的主体，学生不仅要对自己的学习状况进行评价，也要对同伴的学习进行评价。（5）评价的计划性：对整个学习过程的评价进行精心设计，有完整一节课的统筹规划。（6）评价和反馈的及时性：全程监控学生的学习状况，对学生任务的每个环节都及时评价并提供反馈改进意见，学生只有在达到标准时才能进入下一个环节。（7）反馈的性质：对学生评价后，提出具有指导性和建设性的反馈意见。（8）评价工具多样化：评价过程中采用多样化的评价工具，以“师—生”“生—生”互动的形式开展。

图2 学习性评价的模式设计

从上述分析可见，引入学习性评价符合STEM课程的特点，有助于提高STEM课程教学的有效性。

二、STEM 课程中的评价领域及对应的学习性评价策略

学习性评价的基本策略可概括为四方面：分享学习目标、提更好的问题、让反馈更有效、促进学生的自我评价。[3]从上述四个策略和学习性评价的模式出发，结合STEM课程的特点，可以从以下六个领域[4]来评价学生的表现，达到监控、指导和促进学习的目的。

（一）测定与STEM课程标准（教学目标）符合的程度

评价目的：为教师的监控和学生的自我修正提供参照体系。

策略：确定STEM课程目标，设置学生在原型建构和测试过程中具体、明确化的实现指标，进一步转化为评价量表，通过交互活动进行自评和互评。

案例：“可自动浇水的苔藓墙涂鸦制作研究”任务中的评价标准设计

该工程任务的目标是要求学生设计出一个将艺术涂鸦和苔藓种植相结合、能够自动化浇水的苔藓植物景观墙。教师引导学生分析需要解决的问题，将其转化为具体的、明确化的实现指标：（1）景观墙体透气性良好；（2）培养基具有一定的黏稠度、能满足植物的营养需求，保证苔藓存活半年以上，且长势良好；（3）选用合适的黏合剂能使培养基和墙体牢固黏合，不脱落；（4）设置的图案美观，面积范围较大，有助于苔藓的保湿；（5）浇水装置的浇水面积要广，实现自动定时定量喷灌；（6）组装后保持外观的美观。在教学过程中，可以将这些实现指标转化为不同等级的评价量表。

一方面，学生可以使用这一评价量表进行自评和互评：学生团队用所收集的数据判定小组装置的有效性，并且重新设计苔藓墙以使制作出来的模型更加符合每一个标准。即便一个团队的苔藓墙符合所有标准，学生团队通常还会重新设计，看看模型是否能有更多改进的地方。另一方面，教师可以用来监控和调整教学：根据标准判断学生所处的水平决定哪个团队需要更多的指导。

（二）衡量团队成功合作的程度

评价目的：让学生保持良好的团队合作行为，促进学生发展合作技能。

策略1：将预定的团队行为制定为“STEM 课堂小组合作指南”，在第一次课前引导学生学习，让学生谨记团队合作所需的行为表现，用作自主评价和修正的准则。

团队合作指南：（1）尊重彼此所有想法；（2）不要贬损别人；（3）做一名优秀的、积极的倾听者；（4）做好任务的分工与准备；（5）参与讨论并做出贡献；（6）能证明自己的观点；（7）促进良好的小组成员关系；（8）以认同的方式表达不同的观点；（9）鼓励、欣赏和帮助团队成员；（10）及时完成任务并保证质量；（11）按时完成任务并保证质量。[5]

策略2：将评价指南转化为简单的评价清单。

案例：设计“小组工作快速检查表”[6]（参见表1），利用简短的时间，进行快速的评价。可以要求学生在课前以个人或团队形式做一项60秒钟简短的团队评估活动，评估团队在上一节课中的表现，也可以在课堂快要结束时，做这样的评估，让学生回忆和检查在当堂课上的行为表现。在评价后，还要通过一些开放式问题，如“我们团队今天做得好吗？”“我们需要改进什么？”，引导学生去审视和改进团队行为。

表1 小组工作快速检查表

策略3：在课堂上，引导学生把注意力集中在成功的团队合作技巧上。

教师巡堂并观察学生的工作，发现小组合作行为良好和不好的团队。教师不需要给出评论，可以悄悄地把代表合作水平的纸牌放在不同小组桌面上置。可用不同颜色代表不同的合作状态：优秀的、良好的、需要改进的，对于表现不佳的团队，教师就需要通过交谈及时反馈，帮助他们理解和提高某一种具体技能。

这些评价的方法不仅能够让学生进一步理解团队内合作的要求，还能帮助他们将其内化为行为准则，在下次团队活动中表现得更好，成为更有效的团队合作者。

（三）衡量学生能否顺利理解和正确运用知识

评价目的：确定学生在解决问题时是否能理解需要运用的数学、科学和技术知识，做出有针对性的指导。

策略1：在课前、课后设置相应的问题检查学生对相关学科的概念、方法的理解和掌握。

案例：假设团队正在设计窗台立式无土栽培系统，在工程任务前可向学生提出下述这些问题，以检查他们对科学内容的理解：植物的生长需要哪些营养和条件？培养液起到什么样的作用？你设计的栽培系统是如何保证植物能够正常生长的？

策略2：使用常规的纸笔测试进行检测，题型可以是填空题，也可以是选择题。

（四）衡量学生在运用工程设计过程中的进步

在STEM 课上，学生的思维和决策能力是由工程设计过程来驱动的，因此应围绕工程设计过程精心设计评价机制和活动，改变和提高学生分析和探讨问题解决方案的方式，引导他们形成问题解决者的思维方式。

评价目的：（1）帮助学生形成思考、探讨和解决问题的思维方式和习惯，提高问题解决能力；（2）促使思维更深入、更宽阔；（3）培养并增强批判性项目的设计能力；（4）促进学生更好地评价实验结果，分析数据，解释数据；（5）培养学生的创新能力和精神。

评价指标：（1）学生在选择方案时，能够考虑到限制条件、环境、道德伦理、健康和安全方面的问题，并知道在必要时需要权衡利弊；（2）能够想出多种解决问题的方法，形成具有创新性和创造性的解决方案；（3）学生能理解、讨论工程师将如何形成一个特定问题的解决方案；（4）学生能判断问题解决的某一过程处在工程设计的哪一步及活动的下一步将要做什么；（5）在解决问题的过程中，学生能有意识地使用工程设计的系统的思维方式；（6）能够按计划完成工程任务，并根据测评结果不断改进。

策略1：设计和使用基于工程设计过程的脚手架式活动手册，为工程设计过程的关键步骤制定相应的行动标准或指南，学生用于指导和修正学习。脚手架式活动手册内容包括如下方面：STEM 课程的学习过程及工程设计原理、课程信息、各环节明确的建议或指南、学习过程记录、活动环节中的评价量表和反思表等。教师应在课前提前发放活动手册，并让学生参与制定某些学习目标的实现指标，达到师生共享学习目标和实现指标的目的。

案例1：在“健康、美味又好玩的饼干及其品牌开发”活动的“确定问题”环节引导学生明确和定义研究任务的关键问题（参见表2），作为整个任务目标的引领。

案例2：在“研究问题”任务环节，教师提出研究小结的具体要求（实现指标）。（1）设置调查报告提交的截止期限。（2）要求收集、整理相关的研究信息后，做一个1—2 页的小结展示已有的相关研究成果。（3）小结中要注明引用资料来源。（4）小结包括至少2张图片。

表2 明确和定义研究任务的关键问题

案例3：在“提出方案、选择方案”环节中，制定明确的头脑风暴活动指南（参见表3）来引导学生的团队表现。而在确定设计方案时，提出如下要求：以流程图形式展示模型制作的各步骤；画出模型的设计图；在设计图上标注文字来解释团队策略。

表3 头脑风暴活动指南

策略2：将交互、灵活、多样的评价方式，整合到常规的教学活动中，提升学生工程设计能力和思维品质。

案例：在头脑风暴环节，可以设计相应表格（参见表4）来保证讨论过程中的观点及时被记录，同时帮助学生按照一定的标准进行深入的、辩证的思考，从而选出最佳的方案。

表4 头脑风暴记录及评价表

而在“测评原型、重新设计”环节中，则引导学生围绕模型制作的评价标准的实现指标，进行多样化的活动（如图3）。该过程并非一定是线性的，学生也可能多次重复上述过程，在上述不断改进完善、重新设计原型和方案的过程中培养坚持不懈的精神与毅力。

图3 整合于“测评原型、重新设计”环节中的多样化评价活动

“交流方案”过程则可能发生在学习的任意环节和内容中。教师可以为学生提供多样化的交流对象，如家长、专业人士、教师等；交流的方式可通过撰写交流报告、模拟产品发布会、演讲、拍摄广告等形式进行。

策略3：反复提醒学生要关注工程设计过程的流程图和文字资料，让学生意识到他们正遵循着一个流程来完成任务——一种系统化的思考方式。教师提示学生围绕模型评价标准的实现指标、活动的任务要求、小组合作要求、任务分配建议来组织活动，鼓励学生提出多样化的、创造性的解决方法，通过观察、倾听等活动及时反馈和指导。无论是学生自评、他评还是教师评价，都应强调做出描述性的、具体的，具有建设性的评价。

策略4：教师可以运用和提出一些问题，引导学生把他们解决问题的步骤跟工程师解决问题的方式进行有意联系。

案例：根据工程设计过程设置问题

（1）假设一个机械工程师团队正在为一台大型机器设计一个节能高效的发动机。而他们只设计出了最初的发动机模型，你希望设计师们如何继续设计这台发动机？这是工程设计过程中的哪一步？（2）请结合一个实例阐释如何应用工程设计过程解决问题。（3）除了对工程师外，工程设计过程的方法对其他领域的人是否依然有用？请说明你的理由。

（五）评价学生在STEM 课程中的情感态度、价值观

评价目的：（1）激起对STEM课程学习的兴趣和动机；（2）养成质疑、勇于实践及创新、坚持不懈的精神；（3）形成交流、合作的意识；（4）为教师在以后的教学方案中做一些适当的调整提供依据。

策略：（1）将期待学生形成的内隐的情感态度价值观目标转化为外显的行动指南。例如，如前所述制定合作学习指南，能指导进行有效的团队行动，促使学生形成交流、合作意识。（2）通过多样化的互动性评价，帮助学生领悟STEM工作的过程是一个不断试误、改进的过程，养成质疑、勇于实践及创新、坚持不懈的精神。例如工程过程中的测试原型和重新设计环节中的自评、他评和改进过程。（3）加强监控和指导，提升学生的学业成就，激起对STEM课程学习的兴趣和动机。

（六）衡量不同学生群体在STEM课程中成就感和参与度

评价目的：帮助所有学生在团队合作中找到归属感和被重视的感觉。

策略：（1）设定明确的团队合作指南，引导学生的自我监控和修正。（2）根据学生的性别、个性、特长和任务的特点进行异质分组。（3）每一节课设置有难度梯度的任务，进行明确的分工，让每个成员都有机会为团队做出贡献。（4）引导团队成员间的互评和反馈，促进相互协助。

三、思考与讨论

STEM中的学习性评价在于促进学生正在进行的学习，提升教师的监控和管理能力，提高STEM课程实施的效果。不同的STEM课程评价的领域和策略有所不同，但在进行评价时，需要注意一些问题：（1）学习性评价是一个发展的过程，要在STEM课程的全程对学生的学习表现进行监控。（2）在评价时量表仅作为学习的参照标准和指南使用。避免使用评价信息和量表评价学生等级；特别重视在获得评价的信息后做出即时反馈和改进性指导。（3）学业表现的信息获取途径需要更加多样和全面，除评价表，还可以从学生的活动手册的文本纪录、活动视频、口头报告等途径获得。（4）STEM 课程强调创新和解决问题能力的培养，因此评价时要创设宽容、允许犯错和不断改进的气氛，强调问题答案不是唯一的，允许多样化的、创造性的解决方案。从而让学生能够更加深刻认识到在工程设计过程中，失败和不断改进是很正常的，促进学生坚持不懈地改进方案和解决问题。（5）以上评价领域同样适用于终结性评价。学习效果的提高需要将学习性评价和终结性评价进行结合。▲