基于核心素养的学科能力诊断评价和教学改进系统-九学科协同研究与实践

基于核心素养的学科能力诊断评价和教学改进系统——九学科协同研究与实践一、成果形成情况及解决的主要问题

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中指出基础教育阶段要提高基础教育的质量，要求着力培养学生的学习能力、创新能力和实践能力。国内近十年的基础教育课程改革，通过学科课程标准和中高考考试大纲等重要文件提出了要培养学生核心素养和学科能力的要求。而国际上，美国自20世纪九十年代初期出台了一系列旨在提高学生基本读写能力和科学素养的重要文件之后，近十年来更多地聚焦在学科核心概念发展、核心学科能力表现的标准和评价方面；国际数学与科学教育成就趋势调查（TIMSS）、国际学生能力评估项目（PISA）等大型国际测评也都对包括数学、英语和科学等核心学科领域的能力表现提出了系统的标准和要求。学科教育是实现上述培养目标的基本途径，学科教育的核心宗旨是“立德树人”，中国学生发展核心素养目标体系中提出人文底蕴、科学素养、学会学习、理性思维、实践创新等都需要在学科教育中落实。长期以来，一方面学术界比较强调学生发展，但是到底应该发展学生什么？经常与学科课程教学体系相脱节。所以无法真正转化为有效促进学生发展的学科课程及教学实践。另一方面实践界早期比较依赖具体学科知识技能的传授，后来虽然强调培养能力，但缺少对学科能力的系统深入认识。再者，学科学业水平的考试评价近年来十分重视能力立意，但是始终缺少对学科能力的构成及其表现的系统刻画。因此，针对学生的学科能力及其表现进行系统研究有助于将以促进学生核心素养发展为核心的教育理念落实到具体课程、教学和考试评价实践中。当前，立德树人及核心素养导向的基础教育改革实践，需明确各学科学习对学生能力和素养发展的贡献，厘清基于核心素养的学科能力的构成及其表现标准；需诊断评价学生学科能力的表现水平及其发展现状、探索如何评价学生学科能力表现的方法和策略；需解决如何实现核心素养和学科能力培养在学校和课堂中的“落地”问题。这对学科能力及素养的研究实践提出了挑战：需要使学科能力可界定、可测评、可调控、可培养。二、系统的解决方案 阶段一：理论研究

基于学科能力活动的一般要素和各学科能力活动的特质，综合归纳国内外课程标准、考试评价中的能力要素，构建学科能力构成的多维整合模型，提出学习理解、应用实践、迁移创新的3×3学科能力要素框架（见图1）。 阶段二：评价研究

基于上述理论模型，制定各学科核心素养学科能力表现指标体系。依据国际先进测评理论和方法，研发高质量学科能力表现测评工具。参照PISA等国际测评水平等级划分方法，基于大数据建立了学生学科能力表现的水平常模及影响因素模型，并诊断了学生现状，形成一整套诊断评价的策略和方法。以学科核心主题为单位，按照学习理解、应用实践和迁移创新3×3学科能力要素进行命题规划，兼顾核心知识内容，选取不同陌生度、间接度和综合复杂度的问题情境。对每个测试点进行多维编码，将知识内容、活动经验、认识方式和学科能力指标紧密关联，配合采取开放性试题、多级评分等策略。 阶段三：教学改进实践研究

在理论和评价研究基础上，深入百余所学校开展教学改进实践。基于前测诊断明确教学改进重点，指导教师开展教学改进行动研究，进行学生访谈和后测评价作为评估教学改进效果的证据。建构从知识到能力和素养的学习进阶和教学转化模式（见图3），确定学科能力素养发展导向的教学改进重点。选取聚焦学科大概念、具有素养和能力发展价值的教学主题，系统分析该主题的能力素养发展的功能价值和教学要求，准确诊断学生的已知点、障碍点和发展点，明确教学改进点和具体改进目标，整体规划主题-单元-课时教学目标，精细且有梯度地设计教学环节和学生活动任务，根据能力水平和进阶合理选取和使用原型、变式以及综合复杂陌生的问题情景素材，基于能力要素的高级思维内涵及素养要求进行有效设问追问、思维外显、评价示范、反思总结。创建基于“高端备课”行动研究和学生能力表现诊断测试及访谈的教学改进研究程序和方法（见图4）。通过实践应用，研发约800课时素养导向的优质教学资源，形成了促进学生学科核心素养关键能力发展的认识发展、学习进阶、分级阅读、专题教学、活动教学、项目式学习、翻转课堂、智慧学伴等学科教学理论和模式。 阶段四：评学教研一体化的互联网平台建设

依托北京市教委和北京师范大学未来教育高精尖创新中心，将成果进行“互联网+”集成化升级，建设“智慧学伴”平台，研发九学科初高中核心素养学科能力表现指标体系，开发学期/学年测评工具92套和形成性测评工具950套，能力素养导向的微课资源6127个，并在多地区全面应用。三、成果在理论与实践上的创新点本成果凸显理论研究、诊断评价与教学改进实践的高度融合和贯通一致。 1.理论成果创新

基于学习理解-应用实践-迁移创新的3×3学科能力构成和表现指标体系，体现不同学科的共通性和特征性；保证学生全面发展的基本要求和优势发展的个性化需求。 揭示了学科核心知识经验与能力素养之间的实质性联系及转化机制，提出促进知识转化为能力素养的学科教学理论和方法。 2.评价成果创新

形成了基于学科能力活动表现对学生核心素养进行多维诊断评价的特色，显著提高了评价的科学性、精准性和可操作性，超越了经验水平。开发了各学科的学生能力素养测评工具，形成了有效的诊断策略和方法；进行了大样本实测和教学检验，获得了学生能力素养表现证据；检验了核心素养学科能力表现水平标准。3.教学改进成果创新开展问题导向-证据为本的“高端备课”式精准教学改进，实现评学教一体化。形成了覆盖全学科、全学段能力素养导向的优质资源和教学策略体系，实现了素养发展真正进课堂。 4.应用实践模式创新

创建了“互联网+”大数据平台，探索了高校引领、多学科、多地区的大学-区域-学校协同机制，实现了能力素养导向教育教学改革实践系统化、互联网化，共同助力均衡发展。四、成果推广及应用价值本成果基于多学科、跨地区、大学-区域-学校的协同研究和实践创新机制（如图5所示），可应用于区域和学校的教学评价、学科教学改进、教研员和教师培养。图5多学科、跨地区、大学-区域-学校的协同研究和实践创新机制（U-D-S）应用实践本成果能够取得显著的效果，通过广泛深入应用于区域和学校教学改进实践，促进学生和教师发展；有效转变学生学习方式，促进学生核心素养学科能力发展；转变教师教学理念和行为，深度促进教师发展；促进校本和区域教研方式转型，提升学校和区域教学质量。通过应用于区域和学校教学评价，有力推动区域学业质量评价导向和教师评价理念转变。通过服务于区域“互联网+”公共教育服务平台，助力区域全面深化教育综合改革。其中，基于评学教研一体化的互联网平台中建设的全学习过程的学科知识图谱、外显的可观察的学科能力表现指标体系、形成性评价和终结性评价的在线测评题库系统，能够应用于学生全学习过程数据的采集、集成和分析，具体如图6所示。学生每学年在“智慧学伴”平台上进行学年前总测、学期总测、学年后总测以及学期内持续进行各核心概念的微测试，全过程记录学生的化学学科核心素养和关键能力表现，并及时给学生反馈单次和历次测评诊断反馈报告。单次测评诊断反馈报告包括测评整体概况、学科能力表现、主题能力表现、核心素养表现、薄弱点分析等维度；历次测评诊断反馈报告包括化学学科知识图谱中各核心概念表现的水平等级、历次测评水平等级变化情况、历次测评学科能力表现变化情况等维度。同时，该平台不仅能够生成学生个体的追踪诊断反馈报告，同时会生成面向家长、教师、学校管理者、区域管理者等不同群体的追踪诊断反馈报告。图6 基于“智慧学伴”平台促进化学学科能力的追踪评价设计思路基于学科知识图谱和学科能力表现指标体系，学生能够明确学习目标；基于测评工具和诊断报告，学生能够开展自我诊断反思，更好地明确自我的学科能力发展优势和问题；基于微课资源，学生能够依据自己的问题和优势精准学习，建立认识角度，形成认识思路，提升学科能力。基于“智慧学伴”促进学生学科能力发展的自主学习模式如图7所示。学生根据自学需求选择核心概念，了解该核心概念的学科能力发展目标，完成学科能力在线测评，获得学科能力表现诊断报告，基于诊断报告和学科能力表现指标体系，明确自我学科能力发展的问题和优势，学习推荐的微课资源，突破难点，发展优势，提升学科能力。能够融合应用于区域和学校教学实践。图7 基于“智慧学伴”促进学生学科能力发展的自主学习模式基于学科知识图谱和学科能力表现指标体系，教师能够更明确教学知识内容结构及其学科能力发展目标，从而精准设计和选取教学目标、活动任务、情景素材，同时外显教学的思路方法和优化教学行为。基于测评工具和诊断报告，教师能够基于学生表现证据了解学生学科能力发展的问题和优势，明确教学的重难点，精准设计和实施教学；基于微课资源，教师能够深度理解学科能力表现指标和问题解决的思路方法，反思并改进教学。因此，引导教师从“具体知识落实为本”的教学转变为“学科能力发展为本”的教学，帮助教师明确核心教学内容对学科能力发展的功能价值，辅助教师在教学的不同环节中设计丰富多样且有梯度的学科能力活动任务，促进教师的教学行为更加指向学生学科能力培养，从而帮助学生建立核心的认识角度，形成认识思路，实现学生学科能力的发展。基于“智慧学伴”促进学生学科能力发展的教学模式如图8所示。图8 基于“智慧学伴”促进学生学科能力发展的课堂教学模式“智慧学伴”中学科能力发展评学教系统建设了丰富系统的学科知识图谱、学科能力表现指标体系、测评工具和微课资源，支持学生学科能力发展的个性化、精准化、高效化的学习；基于核心概念采集学生全学习过程的学科能力和素养发展的关键数据，精准诊断和分析学生学科能力和素养表现；以测辅学，精准推送学习资源，教师可以基于平台对学生提供个性化指导，也可根据群体学科能力表现诊断精准设计和实施教