摘 要：隨著項(xiàng)目化學(xué)習(xí)在初中和大學(xué)中推動(dòng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的廣泛應(yīng)用，學(xué)生在解決復(fù)雜實(shí)際問題方面的跨學(xué)科能力得到提升。然而，在高中階段項(xiàng)目化學(xué)習(xí)過程中，存在著一些問題，包括組織形式單一、教學(xué)方式傳統(tǒng)以及缺乏有效的評(píng)估研究等。為了應(yīng)對(duì)這些問題，提出了以下策略：使用德爾菲法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用層次分析法（AHP）計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，并由多位教師的協(xié)同指導(dǎo)來支持項(xiàng)目實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科；項(xiàng)目化學(xué)習(xí)；AHP；指標(biāo)體系

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2024）10-0077-5

收稿日期：2024-03-12

基金項(xiàng)目：江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃重點(diǎn)課題“學(xué)科育人視閾下基于高中物理大概念的‘教學(xué)評(píng)’模式研究”（B/2022/03/84）。

作者簡(jiǎn)介：朱健（1977-），男，中學(xué)高級(jí)教師，揚(yáng)州大學(xué)兼職碩士生導(dǎo)師，主要從事教師發(fā)展、中學(xué)物理教學(xué)、課程與教學(xué)論的研究。

2018年8月，教育部等三部委印發(fā)《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見》，要求“探索跨學(xué)科培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才機(jī)制”，以促進(jìn)哲學(xué)社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)之間交叉融合”［1］。2022年4月，教育部發(fā)布了《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，首次提出了4個(gè)跨學(xué)科概念［2］。目前，在初中和大學(xué)教育中，項(xiàng)目被廣泛應(yīng)用以推動(dòng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)。然而，高中作為承上啟下的階段，應(yīng)積極參與跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)教學(xué)改革。新的高中物理課程強(qiáng)調(diào)，將與生產(chǎn)生活、現(xiàn)代社會(huì)以及科技發(fā)展相關(guān)的物理學(xué)內(nèi)容和研究方法納入課程中。它重視物理學(xué)技術(shù)應(yīng)用所帶來的社會(huì)問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感［3］。因此，高中物理課程蘊(yùn)含了大量跨學(xué)科內(nèi)容，需要一線教師將其有機(jī)融入到項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，以提升學(xué)生整合跨學(xué)科知識(shí)、設(shè)計(jì)制作和迭代產(chǎn)品的能力。

1 研究方向確定

謝麗教授團(tuán)隊(duì)利用中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫，在中學(xué)物理教育研究領(lǐng)域選擇了五本深耕的學(xué)術(shù)期刊，包括《物理教師》《物理教學(xué)》《物理教學(xué)探討》《中學(xué)物理》和《中學(xué)物理教學(xué)參考》［4］。他們以“STEM”或“STEAM”為主題詞，并以“2016—2021”為時(shí)間范圍進(jìn)行檢索，從中選取了143篇有效文獻(xiàn)作為研究對(duì)象。研究結(jié)果顯示，這些文獻(xiàn)主要集中在設(shè)計(jì)（45.5%）和應(yīng)用（46.2%）兩個(gè)主題上，具體研究內(nèi)容主要涉及教學(xué)設(shè)計(jì)（35%）和應(yīng)用案例（41.3%）。令人意外的是，實(shí)踐效果評(píng)價(jià)研究僅占總體研究量的4%，表明跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)仍值得深入研究。

2 學(xué)習(xí)方式分析

當(dāng)前存在四種主要的學(xué)習(xí)方式，包括項(xiàng)目化學(xué)習(xí)、跨學(xué)科學(xué)習(xí)、工程教育和“STEM”教育。這么多學(xué)習(xí)方式給一線教師帶來了選擇、實(shí)施和評(píng)價(jià)的困難。因此，從學(xué)習(xí)目標(biāo)、核心概念、研究特征、學(xué)習(xí)成果以及主要評(píng)價(jià)方式等角度進(jìn)行了分析，具體內(nèi)容如表1所示，為一線教師的研究提供參考。

基于上述分析，試圖建構(gòu)一個(gè)適用于高中物理跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。本文采用課堂觀察和視頻切片分析法描述學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中的表現(xiàn)，并把評(píng)估的重點(diǎn)放在項(xiàng)目實(shí)踐效果上，以便進(jìn)行評(píng)估與優(yōu)化。

3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建構(gòu)

為了建構(gòu)高中物理跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，課題組開展了研讀郭華教授專著《跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)》活動(dòng)，以探索跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的屬性，并為評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。郭教授指出，許多跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)注重活動(dòng)的開放性和真實(shí)性，但忽視了其應(yīng)具備的教育性。這種教育性的缺失體現(xiàn)在通過活動(dòng)使學(xué)生在課堂教學(xué)過程中無法獲得的發(fā)展方面取得進(jìn)展。主體性強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)而開放的活動(dòng)中如何自主決策和推動(dòng)后續(xù)活動(dòng)。整體性體現(xiàn)在跨學(xué)科和長時(shí)段兩個(gè)方面，長時(shí)段指完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)所需的課時(shí)多且單個(gè)課時(shí)的時(shí)長不一致。開放性強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的生成性和不確定性。真實(shí)性強(qiáng)調(diào)情境創(chuàng)設(shè)必須與社會(huì)生活和學(xué)生經(jīng)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)。

李艷燕教授團(tuán)隊(duì)在建構(gòu)STEM教育質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，選擇了20位STEM教育研究專家，并采用德爾菲法確定了4個(gè)一級(jí)指標(biāo)以及28個(gè)二級(jí)指標(biāo)［5］。借鑒李教授團(tuán)隊(duì)的研究方法，組織課題組的11名成員和7名外聘專家進(jìn)行了兩輪研討。第一輪研討中，確定了“知識(shí)內(nèi)容”“操作技能”和“情感態(tài)度”3個(gè)一級(jí)指標(biāo)，從跨學(xué)科項(xiàng)目化的“發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)”學(xué)習(xí)目標(biāo)出發(fā)，將“理解項(xiàng)目原理、解釋器件功能、掌握知識(shí)、設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案”確定為“知識(shí)內(nèi)容”的4個(gè)二級(jí)指標(biāo)。從跨學(xué)科項(xiàng)目化的“持續(xù)探究創(chuàng)造作品”學(xué)習(xí)目標(biāo)出發(fā)，將“制作產(chǎn)品模型”“測(cè)試與評(píng)價(jià)”和“迭代設(shè)計(jì)”確定為“操作技能”的3個(gè)二級(jí)指標(biāo)。從項(xiàng)目化學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的情感投入程度出發(fā)，將“交流方式”“合作意識(shí)”確定為“情感態(tài)度”的2個(gè)二級(jí)指標(biāo)。第二輪研討中，采用德爾菲法進(jìn)一步優(yōu)化指標(biāo)體系，并組織了課題組成員討論如何觀察和評(píng)估指標(biāo)，形成了具體的評(píng)估內(nèi)容（表2）。

4 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

層次分析法（AHP）用于分析指標(biāo)之間的重要程度。將指標(biāo)重要性分為9個(gè)級(jí)別，并進(jìn)行比較，然后使用比較結(jié)果建立判斷矩陣來計(jì)算指標(biāo)的權(quán)重。具體而言，對(duì)于指標(biāo)Di相對(duì)于指標(biāo)Dj的重要性，將其記為以下數(shù)值：如果Di與Dj同等重要，則記為1；如果Di稍微重要于Dj，則記為3；如果Di明顯重要于Dj，則記為5；如果Di強(qiáng)烈重要于Dj，則記為7；如果Di極端重要于Dj，則記為9。如果認(rèn)為重要程度介于上述數(shù)值之間，則可以記為2、4、6、8。反之，如果Di稍微不重要于Dj，則記為1/3。按照這樣的規(guī)律，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行重要性比較和評(píng)分。

在實(shí)踐過程中，將11名成員和7名專家根據(jù)重要性評(píng)分的結(jié)果進(jìn)行求和并排序，然后建立判斷矩陣進(jìn)行權(quán)重計(jì)算。一級(jí)指標(biāo)按照重要性從高到低的順序排列為：操作技能、知識(shí)內(nèi)容、情感態(tài)度。接下來建立相應(yīng)的判斷矩陣：

AHP層次分析結(jié)果如表3所示；對(duì)二級(jí)指標(biāo)求和后，按重要性從高到低進(jìn)行了排序。排序結(jié)果如下：理解項(xiàng)目原理、掌握知識(shí)、解釋器件功能、設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案、制作產(chǎn)品模型、合作意識(shí)、測(cè)試與評(píng)價(jià)、迭代設(shè)計(jì)、交流方式。接下來，建立了相應(yīng)的判斷矩陣：

AHP層次分析結(jié)果如表4所示。

根據(jù)表3中的判斷矩陣，計(jì)算得到的CI值為0.005，對(duì)應(yīng)的RI值為0.520，計(jì)算得到的CR值為0.009<0.1，這表明判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，計(jì)算所得的權(quán)重具有一致性。同樣，在表4中的判斷矩陣計(jì)算得到的CI值為0.051，對(duì)應(yīng)的RI值為1.460，計(jì)算得到的CR值為0.035<0.1，這表明判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，計(jì)算所得的權(quán)重具有一致性。將一級(jí)指標(biāo)權(quán)重值與二級(jí)指標(biāo)權(quán)重值相乘，得到綜合權(quán)重值，以實(shí)現(xiàn)對(duì)跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的整體評(píng)價(jià)。具體結(jié)果如表5所示。

5 評(píng)價(jià)操作

在實(shí)踐開始之前，首先召集課題組成員學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，明確課堂觀察的要點(diǎn)。其次，根據(jù)觀察要點(diǎn)并考慮到教師的興趣和專長，將課題組成員分成若干觀察小組。最后，每個(gè)小組根據(jù)課堂觀察和教學(xué)視頻切片，對(duì)相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分。完全符合指標(biāo)的分?jǐn)?shù)區(qū)間為91～100分，符合為81～90分，較為符合為71～80分，一般符合為51～70分，不太符合為1～50分，完全不符合賦予0分。將每個(gè)指標(biāo)項(xiàng)的平均得分與綜合權(quán)重值相乘，以評(píng)估該指標(biāo)的實(shí)際效果。

6 評(píng)價(jià)案例

制作電磁炮項(xiàng)目是多個(gè)課時(shí)和多門學(xué)科內(nèi)容的實(shí)踐過程，需要多位教師協(xié)同指導(dǎo)。例如，在介紹電磁炮的發(fā)展歷程時(shí)，可以從歷史、政治、經(jīng)濟(jì)和科技的角度分析其研究價(jià)值。這涉及到多門學(xué)科的內(nèi)容，需要多位教師進(jìn)行融合教學(xué)。設(shè)計(jì)電磁炮項(xiàng)目方案時(shí)，還需要邀請(qǐng)校外工程設(shè)計(jì)人員合作，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行電路圖的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。組織學(xué)生制作、測(cè)試與評(píng)價(jià)模型時(shí)，除了邀請(qǐng)數(shù)學(xué)和通用技術(shù)教師一起參與指導(dǎo)外，也需要邀請(qǐng)校外技術(shù)人員參與。電磁炮制作跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)片段的內(nèi)容如表6所示。

從表6可以看出，b1的得分（80）遠(yuǎn)低于b3的迭代設(shè)計(jì)得分（95），而根據(jù)綜合權(quán)重分可推斷，學(xué)生前期模型制作（1.00）的經(jīng)驗(yàn)對(duì)后續(xù)模型迭代設(shè)計(jì)（0.41）起到支撐作用。在模型迭代過程中，學(xué)生使用了部分成品器件，降低了制作難度，但也減弱了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。根據(jù)綜合權(quán)重分可推斷，學(xué)生在知識(shí)掌握（11.17）、解釋器件功能（7.90）和合作意識(shí)（1.50）方面表現(xiàn)更好。但是，也存在跨學(xué)科不突出的問題。

7 總結(jié)與思考

對(duì)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)實(shí)踐進(jìn)行評(píng)估的方法，可形成一種實(shí)踐教育的質(zhì)量評(píng)價(jià)工具，為后續(xù)研究提供參考。然而，由于參與建構(gòu)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的一線教師多于理論專家，實(shí)踐樣本數(shù)量較少，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系主要依賴參與者的主觀經(jīng)驗(yàn)形成。因此，需要融入更多客觀評(píng)價(jià)方法，以提高評(píng)價(jià)的精確度。

參考文獻(xiàn)：

［1］鄭石明. 世界一流大學(xué)跨學(xué)科人才培養(yǎng)模式比較及其啟示［J］.教育研究，2019，40（5）：113-122.

［2］中華人民共和國教育部. 義務(wù)教育課程方案（2022年版）［S］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

［3］中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）［S］.北京：人民教育出版社，2020.

［4］李治，謝麗.STEM教育融入我國中學(xué)物理教育研究的現(xiàn)狀——基于5種中學(xué)物理教育專業(yè)期刊的分析［J］. 物理教師，2023，44（3）：2-5.

［5］李艷燕，董笑男，李新，等.STEM教育質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建［J］.現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2020，32（2）：48-55，72.

（欄目編輯 賈偉堯）