教授科學的嶄新方法：以學生(shēng)為(wèi)中心
NGSS（Next Generation Science Standards）是我們的下(xià)一(yī)代科學标準，是在整個(gè)美國(guó)所貫穿的标準。這些标準不隻針對那些頂尖的學校和學生(shēng)，也針對普通(tōng)的學生(shēng)、普通(tōng)的學校和普通(tōng)的教師(shī)。在美國(guó)，那些在中學任教的教師(shī)，不僅需要有科學的背景，還(hái)需學習教授藝術(shù)、文學、英語等等。
NGSS是一(yī)種全新的教學标準，有三個(gè)重點，我們稱作3D學習。首先是核心知識，學生(shēng)應該知道什麽，這是非常重要的。學生(shēng)知道的知識不僅限于死記硬背，還(hái)需要經過科學和數理的實踐，包括像跨學科學習，來培養一(yī)種跨學科的思維能(néng)力。
另外還(hái)需讓學生(shēng)貫穿主要概念，了解應該怎樣去思考，怎樣解決問題。首先就(jiù)是表現期望，什麽樣的東西(xī)叫做期望呢(ne)？就(jiù)是在現實生(shēng)活中存在的一(yī)種現象，當學生(shēng)在看(kàn)到(dào)現象的時候，比如成長(cháng)到(dào)12歲，學生(shēng)可能(néng)會(huì)說為(wèi)什麽現在地球的溫度越來越高(gāo)呢(ne)？這個(gè)問題背後的原因就(jiù)是：我們如何去解決今天的地質災害所帶來的問題。教師(shī)不會(huì)直接告訴學生(shēng)答案，而是由學生(shēng)自(zì)己去了解真實的現象，去探究答案，使用他們腦(nǎo)海中已有的概念和知識，并且進行跨學科的融合。
這就(jiù)是我們教師(shī)的一(yī)種完全的改變，學生(shēng)會(huì)自(zì)己去探析這些真實的現象，運用前面所講的3D方法去更好地探究問題、研究現象，并且解決問題。我們能(néng)夠看(kàn)到(dào)這種3D解決問題的方案，在這裡(lǐ)有更細節的闡述。首先，我們學到(dào)的知識是普通(tōng)的，比如生(shēng)命科學、物(wù)理學、地理學等等，學生(shēng)所涉及到(dào)的技(jì)能(néng)包含分析數據使用模塊、計算(suàn)機(jī)思維（或者計算(suàn)思維）以及信息的交流。這些概念與學生(shēng)這些不同的學科知識都是相(xiàng)關的，比如說想的功能(néng)，能(néng)源的轉移等等，這些遷延性的概念會(huì)幫助學生(shēng)把不同的學科聯系在一(yī)起，把知識進行融會(huì)貫通(tōng)。
NGSS作為(wèi)下(xià)一(yī)代科學标準還(hái)不止如此，我們希望能(néng)夠更好地管理學生(shēng)的期望，比如我們的期望會(huì)給學生(shēng)提供他們要實現的這個(gè)問題，通(tōng)過“做”他們要解決什麽樣的問題，最終實現什麽樣的學習效果。這是給9歲也就(jiù)是4年(nián)級學生(shēng)的一(yī)個(gè)期望。在這裡(lǐ)我們希望學生(shēng)能(néng)夠更好地去了解地圖，并且進一(yī)步更好地去了解地球上(shàng)的一(yī)些地貌特征。這個(gè)就(jiù)是很清晰的對學生(shēng)的期望，通(tōng)過這個(gè)期望我們可以更好地管理對學生(shēng)的一(yī)個(gè)3D學習的維度。
現在這種全新的教授科學的方式需要我們去研發一(yī)種全新的衡量标準，這就(jiù)是STEM标準的推行。我們必須要找到(dào)一(yī)種方式來更好地評估我們現在的STEM課程，這樣當我們看(kàn)到(dào)學生(shēng)的答案，就(jiù)能(néng)夠衡量和評估其能(néng)力到(dào)底如何。
學生(shēng)們從(cóng)來沒有做過STEM學習效果的評估，他們隻會(huì)說“我不知道”這樣一(yī)個(gè)簡單的答案。但通(tōng)過這樣的答案根本就(jiù)無法了解學生(shēng)的學習效果到(dào)底如何，所以我們一(yī)定要回到(dào)背後，去進行分析，幫助學生(shēng)一(yī)步一(yī)步地去了解學到(dào)的知識，并且展示他們的學習效果。
現在我們有一(yī)個(gè)期望，并且也知道如何去評估這樣的一(yī)個(gè)教學期望，我們還(hái)要基于這些期望去創造出和制定出一(yī)些很好的教學材料，但不想在材料的背後給大家提供六周的填鴨式學習，而且有的時候我們會(huì)發現即便是進行學習之後，學生(shēng)也無法産生(shēng)出一(yī)個(gè)很好的結果。所以我們還(hái)要形成一(yī)個(gè)評估性的策略，讓學生(shēng)和老師(shī)能(néng)夠更好地去發現學生(shēng)的問題，并且對整個(gè)STEM課程進行調整。
實際評估：學生(shēng)參與度的提升
在現實中，這種評估如何操作呢(ne)？有四個(gè)方面：首先，評估前希望老師(shī)去了解學生(shēng)必須要掌握什麽樣的知識，一(yī)般情況下(xià)他們會(huì)有什麽樣的誤解和偏見(jiàn)。另外我們還(hái)有正式的一(yī)個(gè)評估表，其次還(hái)有學生(shēng)的表現。該學生(shēng)的表現跟老師(shī)的期望是緊密相(xiàng)關的，學生(shēng)的表現是學生(shēng)在課堂上(shàng)的一(yī)個(gè)行為(wèi)的彙總。我們通(tōng)過觀察學生(shēng)的表現，包括學生(shēng)的閱讀(dú)和做，然後基于評估之後再給他們制訂相(xiàng)關的項目。
我們現在再詳細看(kàn)一(yī)下(xià)我們這種實際的評估，尤其是在課堂上(shàng)的實際評估是如何操作的。在每一(yī)個(gè)模塊開(kāi)始的時候，比如我們給4年(nián)級學生(shēng)做的地震的模拟，首先會(huì)給學生(shēng)放(fàng)一(yī)個(gè)小(xiǎo)電(diàn)影，這樣他們才能(néng)對我們即将進行的知識學習感興趣，我們會(huì)帶領著(zhe)他們去進行自(zì)己的學習曆程。
我們強調的是四大表現期望，其中第一(yī)點我們希望能(néng)夠分析和诠釋地圖的數據，能(néng)夠描述地球特征的形态，這是學生(shēng)在這個(gè)項目結束之後必須要達成的目标，希望學生(shēng)能(néng)夠制作多(duō)種問題解決方案。學生(shēng)通(tōng)過閱讀(dú)一(yī)些非科幻性的文本，能(néng)夠幫助他們更好地了解與地球相(xiàng)關的一(yī)些知識，不斷增強他們讀(dú)寫的能(néng)力。
同時我們還(hái)會(huì)不斷地強調，學生(shēng)要不斷地發展其語言能(néng)力，能(néng)夠把自(zì)己的所學所得通(tōng)過不同的語言表達方法，使用正确的學術(shù)語言表示出來。對于老師(shī)來說，可以了解學生(shēng)學習的過程、學習的水(shuǐ)平以及學習的進展。
剛才和大家提到(dào)了“學前評估”。通(tōng)過學前評估，能(néng)夠幫助教師(shī)了解到(dào)學生(shēng)在學習之前掌握的水(shuǐ)平，這是在線或者學生(shēng)在他們的電(diàn)腦(nǎo)上(shàng)完成的。通(tōng)過評估可以了解學生(shēng)是否存在這些誤解，如果有我們會(huì)為(wèi)老師(shī)提供更多(duō)的策略幫助學生(shēng)進一(yī)步優化和澄清相(xiàng)關的知識點。
我們有“形成性評估”，我們一(yī)般會(huì)向老師(shī)提供一(yī)些相(xiàng)關的問題表，幫助其了解全班學生(shēng)的表現水(shuǐ)平。我們的評估水(shuǐ)平中有兩個(gè)特别重要的點，一(yī)是報(bào)告環節，也就(jiù)是學生(shēng)在進行調查、文本閱讀(dú)之後，他們将會(huì)同老師(shī)和其他同學共同分享所學到(dào)的一(yī)些知識，這是學生(shēng)相(xiàng)互學習的好方法，同時能(néng)夠幫助教師(shī)更好地理解學生(shēng)現在所掌握的知識水(shuǐ)平是怎樣的。課程結束之後，我們有專門(mén)的一(yī)個(gè)自(zì)我評估環節，學生(shēng)會(huì)在這一(yī)過程中來反思，反思自(zì)己對知識掌握以及進度。在反思部分，教師(shī)可以更好地評估學生(shēng)的個(gè)體表現。
接下(xià)來，我們來看(kàn)一(yī)下(xià)“表現任務”：
第一(yī)個(gè)表現期望，能(néng)夠分析和诠釋地球的數據，描述地球的特征、形态，學生(shēng)要将真實的地球當中地震的地球數據标識在這個(gè)上(shàng)面，學生(shēng)要尋找到(dào)一(yī)種地球模式能(néng)夠向我們展示火山模型和地震模型。我們從(cóng)來沒有告訴過學生(shēng)抗震結構以及火山結構，我們希望學生(shēng)通(tōng)過自(zì)我的學習能(néng)夠不斷地加強自(zì)我的理解，所以學生(shēng)就(jiù)能(néng)夠達到(dào)我們的表現期望。
第二個(gè)表現期望，希望學生(shēng)可以制定多(duō)種解決方案，在幾周的時間之内學生(shēng)會(huì)做不同材料、不同形态的抗震結構的設計，保證這種抗震結構在搖晃的桌上(shàng)仍能(néng)得到(dào)比較好的抗震效果。學生(shēng)會(huì)進行自(zì)我設計，會(huì)從(cóng)全球視角學習各種做法，包括大壩和抗震結構的創新，最終學生(shēng)會(huì)形成一(yī)個(gè)模型，不僅了解地震是如何産生(shēng)的，同時了解如何形成相(xiàng)應的抗震結構保護人類的健康。
再者，我們有一(yī)個(gè)“總結性評估”，學生(shēng)能(néng)夠将學到(dào)的知識最終在一(yī)個(gè)新的環境當中有效地應用，老師(shī)能(néng)夠清楚地了解到(dào)學生(shēng)是否能(néng)夠真正把自(zì)己掌握的知識轉化成上(shàng)手的技(jì)能(néng)。
剛才我們提到(dào)，我們應該為(wèi)學生(shēng)提供更多(duō)的機(jī)會(huì)，讓他們知道如何在學習過程中斬獲和學習專業(yè)的知識。
這樣一(yī)種總結性的評估，對學生(shēng)如此對教師(shī)也是如此，我們會(huì)不斷地支持教師(shī)來做這些評估。我們會(huì)為(wèi)教師(shī)提供角色的評估書和指引，為(wèi)老師(shī)提供剛出現、發展中、掌握、進階四個(gè)層級的指引。不是說學生(shēng)最終一(yī)定要成為(wèi)高(gāo)級還(hái)有專業(yè)水(shuǐ)平，大部分學生(shēng)可能(néng)是處在剛出現或者發展中這個(gè)階段，這是沒有問題的。學生(shēng)随著(zhe)年(nián)齡不斷地增長(cháng)，學習更多(duō)的知識，他們的技(jì)能(néng)會(huì)進一(yī)步地夯實。我們為(wèi)學生(shēng)和教師(shī)提供非常細節的支持，能(néng)夠看(kàn)到(dào)學生(shēng)在發展中表現水(shuǐ)平是怎樣的，教師(shī)通(tōng)過這樣的指引能(néng)夠了解學生(shēng)現在的發展水(shuǐ)平，為(wèi)學生(shēng)提供更多(duō)的幫助和支持。
更重要的一(yī)點是我們為(wèi)教師(shī)提供指引，能(néng)夠幫助教師(shī)了解到(dào)學生(shēng)是在剛出發階段還(hái)是在發展中，如果一(yī)些學生(shēng)發展水(shuǐ)平特别好，我們希望不同水(shuǐ)平的學生(shēng)能(néng)夠在同一(yī)“車道”上(shàng)不斷地前進。
最後一(yī)點我想和大家探讨的是學生(shēng)參與，我們發現評估之後學生(shēng)的參與程度非常高(gāo)，他們非常希望參與到(dào)這種評估的過程當中，非常期待去分享和炫耀自(zì)己所學到(dào)的知識。有些時候我們做的一(yī)種非常有效的方法，就(jiù)是使用真實世界的案例，使用真實世界當中所看(kàn)到(dào)的問題，學生(shēng)非常高(gāo)興自(zì)己能(néng)夠獻計獻策，能(néng)夠找到(dào)相(xiàng)關的解決方法，我們還(hái)有豐富的文字、圖像、視頻、互動的材料以及實踐的參與，讓學生(shēng)就(jiù)真實世界所面臨的問題形成解決方案。還(hái)有一(yī)點，讓學生(shēng)擔任企業(yè)工(gōng)程師(shī)和評估員(yuán)的工(gōng)作，他們非常高(gāo)興，因為(wèi)他們充滿好奇、充滿創造力，他們希望通(tōng)過一(yī)己之力解決世界的問題。
最後，回到(dào)我們的評估結果當中，我們聽到(dào)的不再是學生(shēng)說“我不知道怎麽做”，更多(duō)的是“天哪，我覺得這并不是任何的一(yī)個(gè)評估，我覺得這個(gè)太有意思了，我特别享受這個(gè)過程”。
