王 玨 鄧嫦圓

（1深圳科學(xué)高中 廣東深圳 518119 2深圳中學(xué) 廣東深圳 518001）

1 教學(xué)背景

STEM教育的設(shè)計(jì)理念是提高學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)和研究的興趣。2009年，美國國家工程院（NAE）及國家研究委員會(huì)（NRC）提出，美國 K-12學(xué)校對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這4門學(xué)科普遍缺乏重視，從而引起大家關(guān)注美國在全球經(jīng)濟(jì)市場的競爭力，關(guān)注從事科技活動(dòng)的勞動(dòng)力的發(fā)展。STEM教育在美國備受關(guān)注，我國近些年也很重視STEM教育對(duì)國家發(fā)展的影響。在科學(xué)教育理論指導(dǎo)下，已有多個(gè)學(xué)校設(shè)計(jì)許多優(yōu)秀的STEM項(xiàng)目和課程，并將其與現(xiàn)有的中小學(xué)相關(guān)課程有機(jī)結(jié)合。然而，筆者在中國期刊網(wǎng)查詢STEM課堂評(píng)價(jià)的相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)鮮有研究對(duì)小組合作探究模式下的STEM課堂評(píng)價(jià)量表進(jìn)行報(bào)道。因此，本研究以初中生物學(xué)“制作染色體模型”為例，基于小組合作探究模式，設(shè)計(jì)STEM小組合作學(xué)習(xí)的流程與活動(dòng)，研制和改進(jìn)STEM課堂評(píng)價(jià)量表，豐富STEM教育的評(píng)價(jià)方式。

2 小組合作探究模式下的STEM課堂特征

小組合作探究學(xué)習(xí)模式在中小學(xué)教學(xué)中應(yīng)用廣泛，每個(gè)小組由能力水平、興趣愛好、經(jīng)驗(yàn)閱歷各不相同的學(xué)生組成，小組成員共同協(xié)作以解決某個(gè)問題、完成某項(xiàng)任務(wù)或創(chuàng)造某項(xiàng)作品。小組中每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)完成教師或組長分配給自己的工作，且整個(gè)小組取得的成果也是評(píng)價(jià)他們的指標(biāo)。在合作學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)的職責(zé)直接由學(xué)生承擔(dān)，教師的角色只是知識(shí)引導(dǎo)和幫助學(xué)生解決問題。而在初中生物學(xué)課堂創(chuàng)設(shè)合作探究學(xué)習(xí)的氛圍有許多優(yōu)點(diǎn)，包括：吸引學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)；鼓勵(lì)學(xué)生自由溝通；激勵(lì)學(xué)生相互合作、相互支持；教導(dǎo)學(xué)生尊重其他組員的貢獻(xiàn)；使學(xué)生為現(xiàn)實(shí)世界做好準(zhǔn)備。

STEM教育注重一種新的教與學(xué)方式，這種方式關(guān)注實(shí)踐探究及開放式探究，可使興趣愛好、專長、經(jīng)驗(yàn)不同的學(xué)生都能發(fā)展新世紀(jì)所需要的勞動(dòng)技能，實(shí)現(xiàn)從教師講授知識(shí)包攬科學(xué)話題，到教師引導(dǎo)幫助學(xué)生解決問題并鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。強(qiáng)調(diào)小組合作探究模式的STEM課堂有共同特征：從問題出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的好奇心和興趣；注重實(shí)操性的探究式學(xué)習(xí)；提出數(shù)學(xué)和科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)；鼓勵(lì)使用或創(chuàng)造技術(shù)工具；涉及工程設(shè)計(jì)過程。

組織小組合作學(xué)習(xí)的注意事項(xiàng)：尊重彼此、尊重所有想法，不要貶低別人，做一名優(yōu)秀的、積極的傾聽者，為任務(wù)布置做好準(zhǔn)備，參與討論并作出貢獻(xiàn)，證明自己的觀點(diǎn)，促進(jìn)良好的組員關(guān)系，以認(rèn)同的方式表達(dá)不同的觀點(diǎn)，鼓勵(lì)其他組員，及時(shí)完成任務(wù)并保證質(zhì)量。教師如何將整個(gè)班級(jí)編為小組很重要，一般小組成員不超過4人，但成員太少也可能會(huì)限制想法、技能及解決問題方法的多樣性。成功的合作學(xué)習(xí)課堂需要小組成員均分工作量，教師可依照以下角色安排組員的任務(wù)：隊(duì)長負(fù)責(zé)維持組員的工作狀態(tài)；記錄員負(fù)責(zé)組織文書工作及制作圖表或根據(jù)需要制作說明；材料管理員負(fù)責(zé)搜集項(xiàng)目所需的材料用具；監(jiān)督員負(fù)責(zé)保持工作區(qū)域的干凈整潔，以及在課程結(jié)束后安置好項(xiàng)目成果。

3 小組合作探究模式下的STEM教學(xué)實(shí)例

以一堂初中STEM課程——制作染色體模型為例，該課程要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)染色體的三維模型，標(biāo)示出其中的染色單體和著絲點(diǎn)，用于染色體結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，并為有絲分裂和減數(shù)分裂的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。在課程開始時(shí)，教師只需提供一個(gè)最基本的概念：染色體是動(dòng)、植物細(xì)胞內(nèi)具有遺傳性質(zhì)的遺傳物質(zhì)深度壓縮形成的桿狀聚合體，并準(zhǔn)備一些實(shí)驗(yàn)材料供學(xué)生使用，例如彩色吸管、彩珠、彩色記號(hào)筆、紙、剪刀、膠水等，其他材料可由學(xué)生討論后自行決定。

教師將學(xué)生按照“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”的原則分為若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，每組3～4人，并分配好各個(gè)組員的角色，也可以教師指定組長，由組長分配角色，明確分工情況。

STEM小組合作學(xué)習(xí)的實(shí)施流程包括：①研究細(xì)胞分裂和染色體的相關(guān)知識(shí)；②針對(duì)如何制作染色體模型進(jìn)行頭腦風(fēng)暴；③繪制一份染色體模型的設(shè)計(jì)圖；④著手制作模型；⑤查閱相關(guān)科學(xué)書籍或其他資料，檢測模型的準(zhǔn)確性，記錄檢測對(duì)比的結(jié)果；⑥對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析各個(gè)部件與染色體結(jié)構(gòu)的吻合情況；⑦確定裝置設(shè)計(jì)的改進(jìn)方案，進(jìn)行必要的更改；⑧對(duì)改進(jìn)后的設(shè)計(jì)重新進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)；⑨展示小組學(xué)習(xí)成果。最后，每個(gè)小組需要在教師規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，提交下述成果：①一篇1～2頁的論文，總結(jié)對(duì)細(xì)胞分裂和染色體的研究結(jié)果，標(biāo)注引用文獻(xiàn)，論文中要包含2張圖片；②一張染色體模型制作的設(shè)計(jì)圖；③一份模型檢測后的記錄、分析和說明；④一份對(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)踐過程的總結(jié)，其中應(yīng)包含任務(wù)的目標(biāo)、檢驗(yàn)過程的簡要說明及對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的解釋；⑤一份“自我評(píng)價(jià)量表”和“反思”。

整個(gè)課堂設(shè)計(jì)過程緊緊貼合STEM教育的工程 設(shè) 計(jì) 過 程[1］（engineering design process，EDP）（圖1），教師給出問題，小組合作研究問題并提出一些方案，進(jìn)行頭腦風(fēng)暴選擇可行方案，進(jìn)而著手制作原型，并對(duì)原型進(jìn)行測評(píng)，然后重新設(shè)計(jì)并改進(jìn)原型，最后交流展示。這項(xiàng)課程從實(shí)際問題出發(fā)，將科學(xué)探究和工程教育融會(huì)貫通，學(xué)生從中感受探究的樂趣和科學(xué)的奧秘，從而在掌握嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究方法的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)生命未知領(lǐng)域的好奇心，體現(xiàn)了生物學(xué)核心素養(yǎng)視角下的大生命科學(xué)教育觀[2］。

圖1 工程設(shè)計(jì)過程（EDP）

4 STEM課堂評(píng)價(jià)量表的研制與應(yīng)用

在教學(xué)實(shí)踐中，最終一般以小組為單位提交和展示成果，難免小組中組員工作分配不均，能力較強(qiáng)且愿意投入的學(xué)生可能會(huì)承擔(dān)大部分工作，而其他學(xué)生可能存在“搭便車”現(xiàn)象。因此會(huì)造成學(xué)習(xí)效果大打折扣，并不是每個(gè)組員都能在學(xué)習(xí)中有發(fā)展有進(jìn)步，便違背了STEM教育的初衷。要保證STEM小組合作學(xué)習(xí)取得理想的效果，每個(gè)組員都能對(duì)小組整體成果作出貢獻(xiàn)，并且學(xué)生個(gè)體也都有自主探究、主動(dòng)學(xué)習(xí)，組員間自由交流、互相尊重，形成一個(gè)積極互賴的關(guān)系，必須有一個(gè)較好的評(píng)價(jià)體系，且對(duì)每個(gè)學(xué)生都明確評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。

4.1 對(duì)整個(gè)小組的績效進(jìn)行評(píng)價(jià) 在STEM課堂教學(xué)中，小組合作探究整體績效主要圍繞著課前研究計(jì)劃的制作、模型設(shè)計(jì)草稿或制作策略及各部分功能注解、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄分析解釋、實(shí)驗(yàn)結(jié)論與分析討論、實(shí)驗(yàn)收獲與反思、小組成員自我評(píng)價(jià)等6個(gè)維度?；诖耍鶕?jù)小組提交的學(xué)習(xí)成果按照4、3、2、1分 4個(gè)等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，每個(gè)等級(jí)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

4.2 對(duì)小組成員個(gè)人表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià) 小組整體績效較易檢查和評(píng)價(jià)，對(duì)教師較難觀察到的組員個(gè)人學(xué)習(xí)過程及行為表現(xiàn)的評(píng)價(jià)，可以通過學(xué)生自評(píng)或互評(píng)獲得。在STEM課堂教學(xué)中，小組成員個(gè)人表現(xiàn)分為參與任務(wù)的態(tài)度、完成工作的質(zhì)量、個(gè)人解決問題的成效、個(gè)人對(duì)小組和班級(jí)工作的貢獻(xiàn)、參與任務(wù)的專注度等5個(gè)維度?；诖?，研制表2并應(yīng)用于學(xué)生個(gè)體自評(píng)，也可用于組內(nèi)互評(píng)。如表2所示，STEM自我評(píng)價(jià)量表更加關(guān)注學(xué)習(xí)過程和人際交流的評(píng)價(jià)，可使學(xué)生更注重在學(xué)習(xí)中的合作及互助，并體會(huì)獨(dú)立思考與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的意義，提高人際交流的能力。

表1 STEM任務(wù)評(píng)價(jià)量表

表2 STEM自我評(píng)價(jià)量表

4.3 對(duì)學(xué)生個(gè)人的描述性評(píng)價(jià) 除了評(píng)價(jià)小組成績、學(xué)習(xí)過程、人際交流的等級(jí)外，還可增加一些對(duì)組員的質(zhì)性評(píng)價(jià)。對(duì)此，可通過學(xué)生反思實(shí)現(xiàn)，問題可涉及以下幾個(gè)方面：1）本次課程中未預(yù)料到的事情是什么？2）如果想在科學(xué)研究中做得更好，需要怎么做？3）如果再次進(jìn)行這項(xiàng)研究時(shí)希望有所提高，應(yīng)該做的事情是什么？4）在本課程之后，希望能夠?qū)W習(xí)更多的事情是什么？5）這項(xiàng)研究中最簡單的是什么？6）這項(xiàng)研究中最難的是什么？7）完成這項(xiàng)研究后，你明白了什么？

教師收集學(xué)生的“反思”，將量化評(píng)價(jià)與質(zhì)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，可有效地描述學(xué)生的發(fā)展?fàn)顩r。

5 教學(xué)反思與建議

筆者在初中生物學(xué)教學(xué)中多次應(yīng)用本研究開發(fā)研制的STEM課堂評(píng)價(jià)量表，并不斷改進(jìn)、優(yōu)化。筆者認(rèn)為，基于小組合作探究學(xué)習(xí)模式的STEM課堂教學(xué)，應(yīng)遵循導(dǎo)向性、有效性、發(fā)展性和可行性原則，并注重多元化的測評(píng)。這樣的評(píng)價(jià)方式，可以高效地找到學(xué)生知識(shí)理解和探究過程中的問題所在，更有針對(duì)性地糾正學(xué)生的錯(cuò)誤概念，從而促進(jìn)學(xué)生的自我發(fā)展。STEM課堂教學(xué)側(cè)重于實(shí)際探究和綜合解決問題的能力，因此在教學(xué)評(píng)價(jià)方面也不能僅僅是傳統(tǒng)的紙筆考試。筆者建議，研究者要多借鑒、研究和分析國外教育評(píng)價(jià)方法。例如，國際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目PISA、國際數(shù)學(xué)和科學(xué)評(píng)測趨勢TIMSS、美國國家教育進(jìn)步評(píng)價(jià)NEAP等，這些測評(píng)項(xiàng)目都對(duì)學(xué)生科學(xué)和數(shù)學(xué)等方面進(jìn)行綜合測量，有利于全面評(píng)價(jià)學(xué)生綜合能力，對(duì)學(xué)生的教育和指導(dǎo)會(huì)更有針對(duì)性[3］，也給我國中小學(xué)科學(xué)教育的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)提供了新思路。