中小学STEM教育的自我评价与改进建议 ??

赵慧臣 张娜钰 李皖豫

摘 要：STEM教育所倡导的跨学科学习理念为大多数国家和地区所接纳。我国部分省市已经开展了中小学STEM教育的试点工作，其面临着以评促改的问题。自我评价在中小学STEM教育中具有重要作用。自我评价主体制定STEM教育的自我评价标准，选择自我评价方式，改进自我评价内容，进而影响STEM教育发展的环境。中小学可在STEM教育的学习内容、资源管理、合作与成就、领导与变革四方面进行自我评价。基于自我评价，中小学实施STEM教育的改进建议包括：在学习内容方面，实现单学科学习到STEM跨学科学习在心理和知识层面的过渡;在资源管理方面，形成以STEM实践技能为核心的综合课程;在合作与成就方面，形成高效的STEM学习、教学和评价;在STEM教育的领导与变革方面，建立长期稳定的STEM合作伙伴关系。

关键词：STEM教育;学校评价;自我评价;改进建议

近年来，STEM教育在我国中小学迅速推广和普及。其中，2017年，浙江省确定了15所中小学STEM教育项目种子学校以及15所中小学STEM教育项目培育学校。广东省155所中小学被确定为深入推进STEM课程实施试点学校。截至2019年，江苏省设立了269所省级STEM学校、13个省级STEM教育实验区。随着全国STEM試点学校规模的扩大，中小学STEM教育的实施效果与改进提升引起关注。通过评价来提升STEM教育效果成为中小学STEM持续发展的关键问题。

一、中小学STEM教育的自我评价亟待加强

作为一种内需式的评价活动，自我评价有助于学校提高自我认识和解决问题的能力，建构起学校质量的内部保障机制[1]。中小学STEM教育自我评价是为了通过学校内部的自我排查，发现STEM管理和教学中的问题并及时改正。一方面，自我评价为中小学STEM教育提供过程性诊断。中小学对照STEM教育自我评价的标准，分析开展STEM教育的差距，为STEM教育的改进做好准备。另一方面，自我评价有助于中小学在比较与改进中形成STEM教育共同体。学校定期通过自我评价开展STEM管理与教学情况的自我排查和问题分析，并与STEM研究人员和行业从事者交流，在共同体中探讨STEM教育的自我评价方案和优化措施。中小学STEM教育自我评价不仅在理论上和教育改革与规划相呼应，而且在实施学校的自查、自评等实践工作中发挥重要作用。然而， STEM教育的传统评价研究，较少有STEM教育的自我评价研究，尤其是中小学STEM教育自我评价研究。一方面，国际比较研究占很大比例，侧重于分析国外STEM教育评价。其中，樊雅琴等从评价目的、评价主体、评价内容以及评价方法等方面归纳国外STEM教育评价的规律[2];赵慧臣等参考《印第安纳州课外项目规范和专业标准：STEM教育》，构建青少年课外STEM项目质量评价系统[3];王楠等探析了美国STEM 教育项目评价机制，提出建立第三方评价机制、制定指导实践的评价指标等建议[4]。另一方面，基于国内的实际情况，开展STEM教育评价的创新研究。其中，陈舒等从个体-项目-区域/共同体三个层面形成校外STEM教育成效评价的框架，满足不同层面工作者的评价需求[5];李艳燕等以德尔菲法和层次分析法确定评价指标权重后，构建了STEM教育教学质量评价工具[6];吴忭等在评价方法方面认为，质性和量化研究相融合的认知网络分析方法能够为评价效能提供新思路[7]。

二、中小学STEM教育自我评价的理论依据

增值评价成为我国中小学教育教学评价改革的重要趋势。2020年10月，中共中央、国务院印发《深化新时代教育评价改革总体方案》，提出了“改进结果评价，强化过程评价，探索增值评价，健全综合评价”的意见。其中，增值评价从学生发展的角度出发，通过记录学生的学业数据，比较学生在一段时间内的进步程度，从而评价学生的整体学习情况。

增值评价关注的重点是学生的学业进步。相对于学业成绩作为学生在某个时间点的表现，学业进步将学生现阶段的表现与之前表现相比较，以此来分析学生在不同时间段的学业成长情况。与学业成绩相比，学业进步更关心学生是否比之前更优秀，更利于促进学生的全面发展。一方面，学校通过增值评价可以判断某段时间内学生在STEM教学中的进步指数，精准地开展教学诊断，分析教师在STEM教学设计与实施中存在的问题，并有针对性地展开教师培训和交流来加以改进。另一方面，增值评价的学情数据可以反映学生在不同阶段的学习状况，帮助教师分析学生在不同阶段STEM学习的难点和弱点，并据此改进教学设计。

我们将一段时间内学生的平均进步指数作为横坐标，学业成绩作为纵坐标，获得学业进步与学业成绩关系的二维象限，如图1所示。

首先，第Ⅰ象限是“高成绩-高进步”。该象限内学生的成绩处于较高水平，学生表现出了较高的进步。这说明中小学STEM教学处于较高的水平。其次，第Ⅱ象限是“高成绩-低进步”。该象限内学生的学业成绩处于较高水平，但学业进步呈现负值。这说明该学校学生整体学业基础较好，但在某段时间内没有进步，甚至有退步。再次，第Ⅲ象限是“低成绩-低进步”。该象限内学生的学业成绩较低，学业进步呈现负值。此时，学校必须要提高重视程度，反思STEM教学情况，调整STEM课程及教学。最后，第Ⅳ象限“低成绩-高进步”。该象限内学生的学业成绩不高，但表现出较高的进步。这说明该学校学生的学业基础较差，但学生拥有较为良好的STEM学习态度。对于四种不同类型的STEM学生情况，学校应当有针对性地采取措施。

（一）“高成绩-高进步”学生：学校保持STEM教学优势，提升教学辐射作用

“高成绩-高进步”学生一般STEM学业成绩较优异，并表现出较高的进步指数。此类学校的STEM教学设计与实施比较符合学生的需求。因此，学校应当保持STEM教学与管理特色，带动和帮扶教学较薄弱的学校，形成区域性的STEM教学辐射。

（二）“高成绩-低进步”学生：学校提升STEM教学效果，促进学生STEM实践

“高成绩-低进步”学生虽然在STEM学业成绩评价中表现优异，但是学业进步指数较低。此类学校应当提高认识，一旦学生的学业进步指数呈现负数，这预示着学业成绩在未来一段时间内也将很可能下滑。因此，此类学校应当及时寻找高质量STEM教学的支持，并根据教学现状和学生反馈积极调整STEM教学设计，从而提升STEM教育效果。

（三）“低成绩-低进步”学生：学校提升STEM教师素养，改进STEM课程教学

“低成绩-低进步”学生是四类情况中最不理想的。学生STEM基础较差，STEM教学效果不佳。此类学校应强化问题意识，尽快全面审查STEM教学情况与学习情况，有效地提升教师素养和调整教师活动。

（四）“低成绩-高进步”学生：学校优化STEM教学设计，推广STEM教学模式

“低成绩-高进步”学生一般是传统学业评价中所认为的“成绩较差”的学生，但却表现出了较高的进步指数。这说明学校在STEM教学方面充分考虑了学生的个体差异，使学生在STEM学习中获得了较好的发展。此类学校可将STEM教学归纳提炼后，形成具有推广价值的教学模式，为其他地区和学校提供借鉴。

三、中小学STEM教育自我评价的框架

分析STEM学校自我评价的要素及其关系有利于发现并解决自我评价中的问题。中小学STEM教育自我评价要素中，自我评价的主体、内容、标准、方式和环境较为关键。其中，STEM教育的自我评价主体可以制定STEM教育的自我评价标准、选择STEM教育的自我评价方式，并改进STEM教育的自我评价内容，进而影响STEM教育的环境。

（一）自我评价主体：中小学为主，利益相关者共同参与

评价主体是评价活动的主要执行者，负责开展具体的评价工作，包括提出评价目标、组织参评人员（含参评专家和被评价者）、设定评价内容、选取科学评价方法、实时监控评价流程等多项工作内容[8]。传统的学校评价中，评价主体一般由教育主管部门的领导和管理者担任。而中小学STEM教育自我评价的评价主体更加多元化，以参与自我评价的学校管理者、教师和学生等内部人员为主，还包括实施外部评价的教育部门及教育评价公司等。参与主体的不同观点和背景为自我评价带来更多支持，从而共同改进STEM管理与教学。

（二）自我评价内容：STEM领导与变革、资源管理、学习内容与合作成就

中小學STEM教育的自我评价内容比较多元，包含STEM领导与变革、STEM资源管理、STEM学习内容及STEM合作与成就。其中，“STEM资源管理”与“STEM领导与变革”由学校管理层参与，结合教育主管部门制定的评价标准，对STEM教育的领导力、管理团队和推进策略等方面进行评价。而“STEM学习内容”及“STEM合作与成就”由STEM课程教师与学生参与，并结合STEM专业评价人员的指导开展评价，包括基础概念的理解与掌握、项目学习的完成度、小组合作的分工效果，以及在此基础上继续细化分项内容。

（三）自我评价标准：结合实际调整评价标准，以发挥最大效用

中小学STEM教育自我评价标准一般以STEM教育质量评价量表作为基础，围绕学校实际发展情况进行实施和改进工作。一方面，自我评价标准的选择以专业层次发布的自我评价量表为主要依据。由于STEM教育在我国发展的时间尚短，且处于实践推进阶段，STEM教育自我评价的成熟标准较少。参考国际成熟的自我评价标准可为中小学STEM教育自我评价标准的制定提供有效支撑。另一方面，自我评价标准的实施与修订围绕STEM实际开展。中小学STEM学校选用现有评价准则作为依据，在实施的过程中，会面临基础设施不足、师资与学生素质参差不齐等诸多问题。所以，只有参考现有的评价标准，且根据学校特色领域和突出问题进行修订，才能使自我评价标准发挥最大程度的效用。

（四）自我评价方式：注重应用过程性数据，与其他评价方式相结合

一方面，STEM教育自我评价与督导评价相结合。依赖于内部人员自我评价的方式让STEM教育的领导者发现管理中存在的不足。而配合国家层面的督导评价，则可以将比较的视野扩展到整个专业领域，看到中小学STEM教育在区域内的水平，并及时做调整。另一方面，STEM教育自我评价与同伴评价相结合。由于STEM学习以现实问题为导向，STEM教育的自我评价不能简单依据期中（终）考试、小结等总结性评价，需要获得反映学生发展的更全面的数据。同伴评价作为中小学STEM教育自我评价中过程性数据不可或缺的部分，可以较准确地衡量学生的成就表现。

（五）自我评价环境：STEM校内环境整合发展，校外环境协同支持

一般而言，中小学STEM教育环境指以STEM学校为主的校内跨学科教学环境。其中，STEM管理人员组织和调配STEM课程教师、学生以及软硬件资源。然而，中小学STEM教育自我评价更注重学生实践能力的发展，有限的校内环境并不能准确地反映出STEM教育的实施情况。因此，中小学STEM教育的自我评价不仅要密切监测STEM教育的校内情况，还要注意STEM教育的社会支持。

四、中小学STEM教育自我评价的内容

中小学STEM教育自我评价不仅要着眼于课程实施、师生成绩等具体层面的内容，还要关注管理与组织、跨学科思维和合作精神等宏观层面的内容。中小学STEM教育自我评价的内容具体包括：STEM学习内容、STEM资源管理、STEM合作与成就以及STEM领导与变革四方面，其层次结构如图2所示。其中，STEM学习内容位于中小学STEM教育自我评价内容的底端，发挥对STEM学习的基础支撑作用;STEM资源管理和STEM合作与成就位于自我评价内容的中间，有助于从资源和合作的角度提升STEM教育的整合水平;而STEM教育的领导与变革位于自我评价内容的顶端，在评价中起着制度引导作用。

（一）评价STEM学习内容的设计，确保学生STEM学习的基本成效

学校统一开展STEM课程时，可能会使学生在学习内容的掌握程度上有所不同。此时，对不同层次的STEM学习内容进行评价有助于学生实现个性化学习。STEM学习内容的自我评价维度主要包括STEM专业学习、STEM终身学习和STEM引领学习这三个方面的评价，如表1（见下页）所示。

首先，STEM专业学习的评价主要面向中小学STEM课程，让更多学生通过STEM专业学习提升STEM素养。学生在日常学习时，应该紧紧围绕STEM跨学科知识，主动获取学习资源，开展自主学习探索。学校和教师则需要建立STEM协作学习网络，定期向学生提供STEM相关的学习机会和工作体验机会。

其次，STEM终身学习的评价关注学生能否在非正式环境中拥有长期的STEM学习与协作的实践能力。学校可以通过设置STEM模拟工作室和开展STEM沙龙与讲座等形式扩展课程的宽度。而学生在接近实际的环境中承担相应角色，面对具体问题开展协作交流，逐步培养可持续发展的能力。

最后，STEM引领学习的评价相对于STEM专业学习和STEM终身学习的评价，对学生STEM理念和意识的要求更高。它侧重鼓励学生参与STEM课程或者活动的设计和实施环节，有益于培养STEM教育的引领者。

（二）评价STEM资源管理的方式，引导STEM课程资源的深度融合

STEM教学多采用整合式课程，其中涉及多学科、多技术的学习资源整合。STEM资源管理自我评价的重点包括[10]：（1）是否充分利用包括数字技术在内的现有资源、室内和室外学习环境来支持STEM教育。（2）室内和室外学习环境是否充分支持STEM教育的发展。（3）是否合理运用在线资源来提高学生对STEM职业和机会的认识。（4）是否努力实施与STEM设备和活动相关的立法工作，审查可用资源，确保STEM资源分配的高效透明。

为此，学校需要提升对STEM资源管理方式的认识，将STEM课程设计与学生职业生涯相连接，通过多元化资源评价活动强化学生对资源管理的认识;通过教育科技公司获得STEM资源设备，完善STEM课程资源网络;组建STEM课程在线资源管理团队，支持STEM课程的有效开展。

（三）评价STEM合作与成就的进展，监测STEM组织与教学的过程性效果

STEM教育在合作与成就方面的自我评价关注STEM管理者、教师、学生等之间的合作及共同取得的成就。学校对STEM合作与成就情况进行自我评价，能够更精准地监测到STEM组织与教学的过程性效果。中小学STEM教育在合作与成就方面的自我评价维度包括合作方式、过程数据和未来成就三方面，如表2（见下页）所示。其中，合作方式的自我评价立足于实施STEM的学校，主要对象是管理者及师生;过程数据的自我评价贯穿自我评价的全过程;未来成就的自我评价则面向学生和教育的未来发展。

首先，合作方式的自我评价能够推进STEM跨学科理念的形成。其中，实施STEM的学校可与教育部门、高校专家共同设计管理与组织和合作学习方式的自我评价量表。教师则根据中小学STEM课程建设情况，修改符合学校特征的评价量表，帮助学生更加准确地测评STEM教育的合作学习状况。而学生则通过合作方式的自我评价找到自身不足，进而优化自身在合作学习中的角色和作用。

其次，过程性数据的收集更有利于准确评价STEM组织管理与教学情况。STEM教育以提升学生高阶思维和STEM素养为目标。过程性数据不仅是教师评价学生的依据，也是学生自我发展情况的重要证据。学校可以全面追踪STEM学生的能力变化，积极向教育部门和STEM专业从事者争取管理、课程与资源等方面的支持。

最后，对未来成就的评价，是为了明确实施STEM的学校长期发展的目标，以及强化STEM课程对学生发展的长期影响。其评价内容包括对管理者领导力、未来发展、合作交往、教师教学能力和专业发展，以及学生学习、收获和实践能力等的评价。

（四）评价领导与变革的潜力，引导STEM教育的未来发展

STEM教育领导与变革的自我评价关注STEM管理与组织中的领导能力与变革能力，成为判断STEM教育未来可持续发展的重要依据。中小学STEM教育领导与变革的自我评价维度包括发展共同愿景和目标、持续改进的计划和不断地变革三方面，如表3（见下页）所示，均面向中小学STEM教育的领导与管理者。

首先，发展共同愿景和目标是为了确定STEM管理与教学的基本定位，即STEM要推广实施到哪种程度、课程在结束時要达到什么目标。在STEM实施初期，或者在STEM开展后，建立共同愿景和目标，有助于学校领导与管理者认识和了解STEM教育，便于他们对STEM有宏观的展望，并确定发展目标。

其次，持续改进的计划主要指基于适当标准的、符合国家STEM教育要求的教育教学战略规划。学校可在此基础上根据教师教学进度和学生学习情况，制定STEM教育自我评价计划表，让教师和学生共同把握学习情况，并向STEM专家和从业者介绍中小学STEM教育自我评价计划表及开展情况。

最后，不断地变革是为了不断强化跨学科、综合性课程的实施效果。一方面，教师在实践中改进STEM课程，打造具有区域特征的STEM课程。另一方面，学生面对STEM教育自我评价时，应该如实对照学习情况，持续创新，积极改进，学会同教师、科研人员建立联系，不断提升变革的能力。

五、基于自我评价的中小学STEM教育的改进建议

（一）在学习内容方面：完成单学科学习到STEM跨学科学习的过渡

STEM跨学科的课程和学习要求易使学生产生畏惧心理。开展STEM教育前，学校需要从支持学生及其家庭的安排、保持学习的连续性和发展性及协调规划与实施STEM过渡课程三方面优化STEM教育的学习内容，引导学生完成单学科学习向跨学科学习在知识和心理方面的转变，如表4所示。

首先，支持学生及其家庭的安排，完成单学科学习到STEM课程学习的心理过渡。教育部门和学校应该向家长和学生传递STEM学习的重要意义。教育部门需要为学生提供STEM学习的必要资源支持，学校则需要为学生提供必要的教师指导，并安排STEM学习的科普讲座，引导学生积极开展STEM学习。

其次，保持学习的连续性和发展性，完成传统学习到STEM课程学习的知识过渡。一方面，教师要设计有效的STEM知识过渡计划。针对不同类型的学生，教师应先设计不同的过渡方案，然后共享方案设计和学生需求信息，并针对学生差异制订符合学生学习特征的过渡计划。另一方面，学生需要做好充足的跨学科学习准备。STEM学习综合不同学科类型，在学习知识和方法上均有所不同。学生在进行STEM学习时要注意跨学科学习的连续性和发展性，关注在不同学科学习时的差异，围绕真实问题开展过渡期的学习。

最后，协调规划与实施STEM过渡课程。在STEM课程开展前，学校要做好前期调研，详细核实校内已开设的专业课程及相应的师资情况，对照STEM课程建设自查表，制定STEM教育过渡期的课程安排，做好STEM课程开课准备。

（二）在资源管理方面：形成以STEM实践技能为核心的综合课程

在完成STEM内容的过渡后，学校要对STEM课程资源进行管理，保障STEM课程的顺利开展。其主要任务是形成以实践技能为核心的STEM课程资源，以加强STEM技能与未来工作之间的联系，可以从“课程原理与设计”“课程开发”“学习途径、教育学和游戏”“学习、生活和工作技能”四方面优化STEM资源管理，如表5所示。

首先，强化STEM课程原理与设计。围绕职业实践技能，STEM课程设计需要将科学、技术、工程和数学与STEM课程原理联系起来，突出多学科融合特性;设计跨学科的教学方法，满足不同学生的需要。学校与不同领域职业人员合作，为学生获得相关的实践途径以及有可能的工作机会。

其次，促进STEM课程开发与推广。STEM课程将创造出更多可持续和创造性的学习机会和发展方式。学校在STEM课程开发时，要充分考察市场需求，让更多的家长、教师和开发人员均参与进来，开发出面向职业发展的STEM课程。

再次，以游戏化形式拓展STEM学习途径。STEM学习中，情景化学习和小组合作学习是重要的实践学习形式。教师将学习任务以丰富多样的游戏形式呈现在STEM课堂中，学生在合作完成游戏的过程中不仅掌握了跨学科知识，还提升了对小组合作及项目学习的兴趣和能力。

最后，开发STEM职业技能标准，将学习与生活、工作技能相联系。将STEM课程纳入职业教育技能体系，可以提高STEM学生的实践操作水平。将STEM课程与职业要求相统一，通过具有实践性的案例，有助于提升学生的STEM技能水平和将STEM理念融入对未来职业的认识。

（三）在合作与成就方面：形成高效的STEM学习、教学和评价

学校监测STEM课程的教学、学习实施情况，获得学生合作与成就的表现数据，对照专业评价标准，可以为STEM课程改进提供参考。学校可以从体验式参与，教学质量/互动，有效利用评价，规划、追踪和监测四方面优化STEM课程的实施，如图3所示。

首先，加强学生的体验式参与。鉴于STEM跨学科学习的特征，教师需要设计趣味性、开放性的小组探究活动，将跨学科知识转换为生动的游戏环节，强化学生的体验性和参与性。学生要主动选择感兴趣的学习项目，以重要的角色定位在小组学习中的身份，加强跨学科学习中的主体意识和创新意识。

其次，提升教学质量/互动。一方面，教师基于已有STEM课程教材开展教学活动，不仅需要结合学生特点调整教材，还应该探索利用混合式教学方法展开教学。另一方面，教师调动学生积极性，加强课堂互动，激发学生STEM学习的好奇心和解决问题能力。

再次，有效利用评价。基于现有的评价标准，可以搜集和加工学生在STEM学习中的过程性数据，不仅可以了解学生理解和掌握知识的情况，还可以监测学校和教师支持STEM学习困难学生的进展情况。

最后，持续规划、追踪和监测。学校对STEM课程的规划要从学生入学前就开始，且对毕业后的学生持续追踪。具体包括：评价入学前学生的STEM基础、监测学生在STEM课程中的表现，以及追踪毕业生工作后STEM专业所带来的影响等。

（四）在领导与变革方面，建立长期稳定的STEM合作伙伴关系

STEM教育是以合作学习为主要学习方式的教学范式。积极的合作伙伴关系将改善学生对STEM学习的信心和毅力，增加学校与社会STEM专业团体的交流与协作。STEM合作项目将从发展和促进伙伴关系、协同规划和实施、对学生和家庭的影响三方面，越来越多地为学术团体和学校带来积极影响，如表6所示。

首先，发展和增强长期稳定的STEM合作伙伴关系。STEM学校与教育部门、高校、教育科技公司、家庭建立长期的合作伙伴关系：积极向教育部门建议加快制定STEM学习与评价的政策方案，引领STEM学习发展的方向;积极与高校合作，加强有价值的STEM课题的研究;加强与教育公司的合作，优化STEM资源设备的供给;与家庭保持密切合作，提升课外STEM学习项目的效果。

其次，协同规划和实施STEM合作活动。学校需要向不同机构寻求合作，让学生、教师、家长和科研人员协同规划，通过与STEM合作伙伴进行有效的协作，规划、实施和评价合作活动，扩大STEM产生的区域性影响，形成稳固的STEM学习共同体。

最后，重视STEM教育对学生和家庭产生的影响。家庭是需要开展STEM学习的另一重要阵地。学校与家长保持友好联系，将STEM教育延伸到课外，有助于加深学生对STEM学习的理解，增加STEM与实际生活的联系。

[1] 李晓.爱尔兰学校自我评估探析与启示[J].现代教育科学，2013（10）：33-36.

[2] 樊雅琴，周東岱.国外STEM教育评估述评及其启示[J].现代远距离教育，2018（3）：37-43.

[3] 赵慧臣，张亚林，马佳雯，等.青少年课外STEM项目质量评价系统的建构与启示：基于美国《印第安纳州课外项目规范和专业标准：STEM教育》的分析[J].电化教育研究，2019（10）：115-122.

[4] [8]王楠，唐倩，张芮，等.美国STEM教育项目评价机制分析及其启示：基于美国典型STEM教育项目的案例分析[J].现代教育技术，2019（9）：108-114.

[5] 陈舒，刘新阳.美国校外STEM教育成效评价：视角、框架与指标[J].开放教育研究，2017（2）：102-110.

[6] 李艳燕，董笑男，李新，等.STEM教育质量评价指标体系构建[J].现代远程教育研究，2020（2）：48-55，72.

[7] 吴忭，王戈，盛海曦.认知网络分析法：STEM教育中的学习评价新思路[J].远程教育杂志，2018（6）：3-10.

[9][10][11][12][13][14][15]AIBA F.STEM Self-evaluation and Improve-

ment Framework for Early Learning and Children，ASN，Primary and Schools[EB/OL].[2020-05-15].https：//education.gov.scot/improvement/Documents/sci43-STEMselfevaluationframework.pdf.

（责任编辑 孙志莉）