大數(shù)據(jù)背景下證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)模式與系統(tǒng)

馬寧 郭佳惠 溫紫荊 李維揚

摘要：對學(xué)生的核心素養(yǎng)和高階能力的培養(yǎng)是當(dāng)前教育領(lǐng)域的熱點話題。項目式學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和高階能力的一種有效學(xué)習(xí)方式，深受基礎(chǔ)教育者的青睞。然而，項目式學(xué)習(xí)在實踐過程中面臨著項目設(shè)計形式單一、過程性數(shù)據(jù)的收集與評價時間成本高且滯后、缺乏有效評價等諸多問題?；谧C據(jù)的教與學(xué)強(qiáng)調(diào)教育教學(xué)活動的設(shè)計要遵循已被證實的研究規(guī)律；關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，將學(xué)習(xí)證據(jù)與學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)建立聯(lián)系；培養(yǎng)學(xué)生基于證據(jù)推理的能力，為解決當(dāng)前項目式學(xué)習(xí)中存在的問題提供了一個思路。同時，證據(jù)中心的設(shè)計理論是指導(dǎo)眾多高階能力測評設(shè)計的理論基礎(chǔ)，與項目式學(xué)習(xí)的目標(biāo)相契合。因此，該研究結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，將基于證據(jù)的相關(guān)理念引入項目式學(xué)習(xí)中，從教、學(xué)、評三個角度出發(fā)構(gòu)建了證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)模式，并以此為理論基礎(chǔ)設(shè)計開發(fā)了證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)系統(tǒng)，旨在為高水平的項目式學(xué)習(xí)的設(shè)計與實施提供支持，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：項目式學(xué)習(xí)；基于證據(jù)的教與學(xué)；證據(jù)中心的設(shè)計理論；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

* 本文系國家自然科學(xué)基金項目“在線異步交互的時間-情感-認(rèn)知分析模型及自動反饋機(jī)制研究”（項目編號：62077007）研究成果。

發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)與高階能力已成為21世紀(jì)國際教育改革的核心內(nèi)容。自21世紀(jì)初以來，圍繞這一命題廣大教育工作者已經(jīng)進(jìn)行了深入廣泛的探索，取得了豐富的研究與實踐成果，如針對學(xué)生核心素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)提出的21世紀(jì)技能框架[1]、中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)[2]、21世紀(jì)核心素養(yǎng)5C模型[3]等；針對學(xué)生能力和素養(yǎng)的測評開展探索的PISA（The Programme for International Student Assessment）項目[4]、PIRLS（Progress in International Reading Literacy Study）項目[5]、NEPS（The National Educational Panel Study）項目[6]等。已有諸多研究者指出，單元整體教學(xué)[7]、項目式學(xué)習(xí)[8]、問題式學(xué)習(xí)[9]等教學(xué)模式是落實學(xué)生的核心素養(yǎng)與高階能力培養(yǎng)的有效手段。其中，項目式學(xué)習(xí)受到了廣泛關(guān)注，已成為當(dāng)前教育領(lǐng)域的一個研究熱點。然而，項目式學(xué)習(xí)在實踐中面臨著項目設(shè)計形式單一、過程性數(shù)據(jù)的收集與評價時間成本高且滯后、缺乏有效的評價等問題。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展拓寬了數(shù)據(jù)的來源渠道，使得在真實狀態(tài)下采集學(xué)習(xí)者的全過程、全方位學(xué)習(xí)行為與結(jié)果數(shù)據(jù)成為可能[10]。以采集的多元學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，借助學(xué)習(xí)分析、人工智能算法等技術(shù)不僅可實現(xiàn)對學(xué)習(xí)者的外在學(xué)習(xí)結(jié)果的預(yù)測與表征，同時為預(yù)測和表征學(xué)習(xí)者的內(nèi)隱學(xué)習(xí)結(jié)果和認(rèn)知狀態(tài)提供了解決方案[11]，有力地支持了教師從經(jīng)驗型教學(xué)到循證型教學(xué)的轉(zhuǎn)變過程。因此，大數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)分析技術(shù)能夠為解決當(dāng)前項目式學(xué)習(xí)在實踐中的問題提供支持，而如何從紛繁復(fù)雜的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中找出有效的證據(jù)助力項目式學(xué)習(xí)的設(shè)計與評價成為待解決的關(guān)鍵問題。基于此，本研究結(jié)合大數(shù)據(jù)等技術(shù)，將基于證據(jù)的相關(guān)理念引入項目式學(xué)習(xí)中，嘗試提出證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)的核心理念與技術(shù)實現(xiàn)路徑，為有效的項目式學(xué)習(xí)的設(shè)計、開展與評價提供支持。

項目式學(xué)習(xí)源自美國教育家杜威的“做中學(xué)”理論，主張將學(xué)生置于真實的問題情境中，引導(dǎo)學(xué)生以小組協(xié)作的方式探究并解決真實的、劣構(gòu)的、動態(tài)的問題，在此過程中促進(jìn)學(xué)生對知識的深度理解與遷移運用，從而提升學(xué)生的問題解決能力與素養(yǎng)。項目式學(xué)習(xí)的核心環(huán)節(jié)包括明確問題、設(shè)計方案、協(xié)作探究、創(chuàng)作作品、展示作品以及評價與修改[12]，具有問題性、合作性、探究性、真實性以及評價的過程性和結(jié)果性五個特征[13]。實踐證明，項目式學(xué)習(xí)有利于學(xué)生的動手能力、批判性思維、問題解決能力、團(tuán)隊協(xié)作能力等的培養(yǎng)[14]，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的一種有效的學(xué)習(xí)方式[15]。

然而，項目式學(xué)習(xí)在實踐過程中卻面臨著諸多的問題與挑戰(zhàn)：（1）目標(biāo)定位不清晰。教師在設(shè)計開展項目式學(xué)習(xí)時容易出現(xiàn)誤區(qū)，將重點放在完成最終的作品或?qū)W習(xí)某一學(xué)科知識上，而非引導(dǎo)學(xué)生開展深入思考與探究，忽視了培養(yǎng)學(xué)生高階能力和核心素養(yǎng)這一核心目標(biāo)[16]。（2）項目設(shè)計形式單一，缺乏多種資源與技術(shù)工具的整合。教師在設(shè)計項目式學(xué)習(xí)時容易因時間不充裕、經(jīng)驗不足以及可獲取的技術(shù)工具較少等原因?qū)е禄顒有问絾我?，學(xué)生興趣不足，項目實施效果不顯著。研究發(fā)現(xiàn)，在項目式學(xué)習(xí)中整合多種資源與技術(shù)工具設(shè)計多樣化的學(xué)習(xí)活動有助于調(diào)動學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，支持學(xué)習(xí)者的思考與探究，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的知識深化，從而有利于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)績效的提升和能力與素養(yǎng)的發(fā)展[17]。（3）人工進(jìn)行過程性數(shù)據(jù)的收集與評價時間成本高且具有滯后性。教師在開展項目式學(xué)習(xí)的過程中不僅需要創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生開展探究，而且需要在探究過程中適時地為學(xué)生提供指導(dǎo)與幫助。因此教師往往沒有足夠的時間和精力在開展項目的過程中收集學(xué)習(xí)者的過程性數(shù)據(jù)，只能在事后進(jìn)行收集，這可能會導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)的丟失。此外，整理每一位學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)并分析其表現(xiàn)對教師來說是一項需要耗費大量時間的工程，且滯后的評價與反饋弱化了其原有的作用。（4）缺乏指向核心目標(biāo)的評價，效果存疑。如何評價學(xué)習(xí)者的績效表現(xiàn)是教師在開展項目式學(xué)習(xí)的過程中普遍存在的困惑。項目式學(xué)習(xí)最終指向的是學(xué)生高階能力與核心素養(yǎng)的發(fā)展，然而有效地評價學(xué)生的高階能力與核心素養(yǎng)仍是當(dāng)前教育領(lǐng)域面臨的一大難題，因此，難以評判項目實施的效果。

在項目式學(xué)習(xí)面臨的諸多問題與挑戰(zhàn)中，評價是當(dāng)前項目式學(xué)習(xí)研究的一個重難點。而證據(jù)中心設(shè)計理論在教育評價研究領(lǐng)域被視為是指導(dǎo)眾多高階能力測評設(shè)計的理論基礎(chǔ)[18]，如合作問題解決能力[19]、創(chuàng)造性思維等[20]。因此，可以此理論為基礎(chǔ)進(jìn)行項目式學(xué)習(xí)評價的設(shè)計。同時，美國盧卡斯教育研究所也指出，高水平的項目式學(xué)習(xí)的實現(xiàn)依賴于對學(xué)生學(xué)習(xí)證據(jù)的收集以及基于證據(jù)對教學(xué)的反思和改進(jìn)[21]，這一觀點與基于證據(jù)的教學(xué)和基于證據(jù)的學(xué)習(xí)理念不謀而合。綜上，將基于證據(jù)的教學(xué)、基于證據(jù)的學(xué)習(xí)以及證據(jù)中心設(shè)計理論引入項目式學(xué)習(xí)中，從教、學(xué)、評三個角度構(gòu)建證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)模式是實現(xiàn)有效的項目式學(xué)習(xí)的一個有意義探索。

（一）基于證據(jù)的教學(xué)

“基于證據(jù)”的理念起源于醫(yī)學(xué)，英文為“Evidence-based”，被翻譯為“基于證據(jù)”或“循證”。1996年，英國劍橋大學(xué)教授David Hargreaves對比了教師和醫(yī)生的專業(yè)實踐后發(fā)現(xiàn)，二者具有相似的特性，進(jìn)而提出教師應(yīng)該像醫(yī)生一樣根據(jù)教學(xué)證據(jù)實施教育教學(xué)活動[22]。由此掀起了循證教學(xué)（Evidence-based Teaching）的研究熱潮。

基于證據(jù)的理念最初應(yīng)用于教育教學(xué)領(lǐng)域旨在突破經(jīng)驗主導(dǎo)型教學(xué)和主觀性教學(xué)的弊病，將教師的專業(yè)智慧與客觀的教學(xué)證據(jù)結(jié)合起來，以提高教育教學(xué)的針對性和實效性[23]。這一應(yīng)用主要是從教師主體的角度出發(fā)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)活動的設(shè)計與開展需遵循教育研究規(guī)律，有科學(xué)證據(jù)支撐，因此稱之為基于證據(jù)的教學(xué)或循證教學(xué)。這一教學(xué)理念的產(chǎn)生與西方教育科學(xué)化運動密不可分，因此作為該理念的核心要素，教學(xué)證據(jù)的內(nèi)涵最初即由被教育科學(xué)研究證實有效的理論、策略、方法等構(gòu)成。而隨著教育技術(shù)的發(fā)展以及教育研究對學(xué)習(xí)者的關(guān)注，人們深刻地意識到技術(shù)給教育帶來的巨大影響，教學(xué)證據(jù)的內(nèi)涵隨之?dāng)U展，在原來的基礎(chǔ)上還包括被教育教學(xué)研究證實有效的教學(xué)工具與技術(shù)[24]、學(xué)習(xí)者的個體特質(zhì)、交流互動證據(jù)[25]以及學(xué)習(xí)評估證據(jù)[26]等。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步擴(kuò)展了教學(xué)證據(jù)的內(nèi)涵。一方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)作為一種研究工具使得教育研究人員能夠觀測到更為精細(xì)、微觀的學(xué)習(xí)過程，為其深入揭示教育規(guī)律提供了支持。另一方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)作為一種數(shù)據(jù)采集工具拓寬了證據(jù)獲取渠道，從而豐富了可獲得的證據(jù)類型。因此，為使基于證據(jù)的教學(xué)理念在當(dāng)前的時代背景下煥發(fā)出新的生機(jī)與活力，有必要對教學(xué)證據(jù)的內(nèi)涵進(jìn)行更新。

（二）基于證據(jù)的學(xué)習(xí)

與基于證據(jù)的教學(xué)相對的，基于證據(jù)的學(xué)習(xí)（Evidence-based Learning）主要是從學(xué)生主體的角度出發(fā)，與愈加關(guān)注學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程的教育研究取向的轉(zhuǎn)變密切相關(guān)?；谧C據(jù)的學(xué)習(xí)實際上是基于“學(xué)習(xí)是可以被測量的”這一假設(shè)提出的[27]。由此，楊明全等認(rèn)為基于證據(jù)的學(xué)習(xí)實際上是一種學(xué)習(xí)范式，它包含了所有為解決特定問題而運用一些證據(jù)來呈現(xiàn)學(xué)習(xí)成果并由此證明學(xué)習(xí)活動已經(jīng)發(fā)生的學(xué)習(xí)方式，核心在于運用證據(jù)來反映學(xué)習(xí)過程，呈現(xiàn)學(xué)習(xí)成果，由此證明學(xué)習(xí)的發(fā)生、學(xué)習(xí)者能力與績效的提升[28]。而余勝泉等認(rèn)為在此涵義之外，基于證據(jù)的學(xué)習(xí)還應(yīng)具有另一層的涵義，即學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中觀點或問題解決方案的得出應(yīng)依賴于基于證據(jù)的推理過程[29]。在此范式下，證據(jù)的主要內(nèi)涵為表征學(xué)習(xí)者的知識與能力發(fā)展的行為與結(jié)果數(shù)據(jù)。而學(xué)習(xí)者知識與能力的有效表征依賴于海量的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)為此提供了有力支持。因此，可以說大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展在一定程度上催生了基于證據(jù)的學(xué)習(xí)范式的出現(xiàn)。

基于證據(jù)的教學(xué)與基于證據(jù)的學(xué)習(xí)的內(nèi)涵既高度相關(guān)又有所區(qū)別，其關(guān)系如圖1所示。其中，基于學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的證據(jù)推理、評價學(xué)習(xí)者的績效表現(xiàn)和能力發(fā)展是基于證據(jù)的教學(xué)與基于證據(jù)的學(xué)習(xí)的共有核心內(nèi)涵，分別作用于教師教學(xué)活動的設(shè)計與調(diào)整以及學(xué)生的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)。在此核心內(nèi)涵之外，基于證據(jù)的教學(xué)強(qiáng)調(diào)教師應(yīng)基于已被研究證實有效的教育教學(xué)規(guī)律設(shè)計與開展教學(xué)；而基于證據(jù)的學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的理性思維與科學(xué)素養(yǎng)，建立證據(jù)意識，形成基于證據(jù)推理的思維習(xí)慣，這一涵義與當(dāng)前國家重視科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)與建設(shè)的理念相契合[30]。

（三）基于證據(jù)的評價：證據(jù)中心的設(shè)計理論

證據(jù)中心的設(shè)計（Evidence Centered Design， ECD）理論是Mislevy等研究者提出的一種系統(tǒng)評價設(shè)計理論，其理論基礎(chǔ)是基于證據(jù)的推理的評價觀，即評價是基于學(xué)習(xí)者在測試過程中表現(xiàn)出來的證據(jù)推論出學(xué)習(xí)者的知識與能力水平或其他品質(zhì)的過程[31]。完整的ECD理論包括領(lǐng)域分析（Domain Analysis Layer）、領(lǐng)域建模（Domain Modeling Layer）、概念評價框架（Conceptual Assessment Framework Layer）、評價實施（Assessment Implementation Layer）和評價發(fā)布（Assessment Delivery Layer）五個層級[32]，其中概念評價框架是ECD理論的基礎(chǔ)與核心內(nèi)容[33]。

ECD理論的概念評價框架由相互關(guān)聯(lián)的六個子模型構(gòu)成，分別為學(xué)生模型（Student Model）、證據(jù)模型（Evidence Model）、任務(wù)模型（Task Model）、組合模型（Assembly Model）、呈現(xiàn)模型（Presentation Model）和發(fā)布模型（Delivery Model），其中學(xué)生模型、證據(jù)模型和任務(wù)模型是最為核心的三個模型。

學(xué)生模型也被稱為能力模型，描述了一項評價任務(wù)的目標(biāo)，即要測量學(xué)生的哪些知識、能力和素養(yǎng)。在學(xué)生模型中，所測量的屬性一般是無法直接觀察的潛在變量，可以僅包含一個測量屬性，也可以包含多個或相互關(guān)聯(lián)或相互獨立的測量屬性。

證據(jù)模型包括證據(jù)規(guī)則和測量模型兩個部分，描述了測試者在評價任務(wù)中產(chǎn)生的證據(jù)如何與學(xué)習(xí)者的知識、能力和素養(yǎng)的不同水平相對應(yīng)這一推理過程。其中，證據(jù)規(guī)則定義了對觀察變量進(jìn)行賦值的規(guī)則，即界定了學(xué)習(xí)者在評價任務(wù)中產(chǎn)生的行為與結(jié)果數(shù)據(jù)如何對應(yīng)為學(xué)習(xí)者在某一觀察變量上的得分，其實質(zhì)是評價量規(guī)或評分標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)證據(jù)規(guī)則對觀察變量進(jìn)行賦值的過程也被稱為證據(jù)抽取，采用的方法主要包括基于規(guī)則的自動化評分和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的自動化評分兩類。而測量模型則表征了證據(jù)抽取的結(jié)果（即各觀察變量的取值）與學(xué)生模型的潛變量的取值之間的關(guān)系，可以是概率模型也可以是邏輯模型。

任務(wù)模型定義了引發(fā)測試者產(chǎn)生證據(jù)的一組任務(wù)的性質(zhì)，包括任務(wù)的情境、任務(wù)的結(jié)果、任務(wù)的難度等。組合模型對學(xué)生模型、證據(jù)模型以及任務(wù)模型如何協(xié)同工作以精準(zhǔn)測量學(xué)生模型中的屬性進(jìn)行了描述，包括不同任務(wù)之間如何整合成一個完整的測評任務(wù)，測評任務(wù)與測評目標(biāo)之前的平衡等。呈現(xiàn)模型描述了測評任務(wù)呈現(xiàn)給測試者的形式以及測評任務(wù)與測試者之間的交互。最后，發(fā)布模型描述了學(xué)生模型、證據(jù)模型、任務(wù)模型、組合模型和呈現(xiàn)模式如何作為一個整體協(xié)同運轉(zhuǎn)以及其面臨的安全等問題。

（四）大數(shù)據(jù)背景下的證據(jù)的內(nèi)涵與外延

“證據(jù)”是基于證據(jù)的教學(xué)、基于證據(jù)的學(xué)習(xí)以及證據(jù)中心的設(shè)計理論的核心，明確“證據(jù)”的內(nèi)涵與外延尤為重要。根據(jù)上述對基于證據(jù)的教與學(xué)和證據(jù)中心的設(shè)計理論的內(nèi)涵的分析，在大數(shù)據(jù)背景下，證據(jù)可分為三類：第一類是教師在開展教學(xué)時依據(jù)的教育研究證據(jù)，通常將這類證據(jù)按照其可推廣性從高到低分為隨機(jī)對照實驗、準(zhǔn)實驗、前后對比實驗、相關(guān)研究、案例研究、軼事等[34]；第二類是在教學(xué)活動中產(chǎn)生的所有可以證明和反映學(xué)習(xí)活動得以發(fā)生的事實性材料、學(xué)習(xí)者的外在表達(dá)和學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，如作品實物、書面報告、概念圖或思維導(dǎo)圖、項目設(shè)計方案、自我評價報告、他人評價報告、數(shù)字化學(xué)習(xí)系統(tǒng)中產(chǎn)生的日志數(shù)據(jù)（如學(xué)習(xí)時長、學(xué)習(xí)序列等）和交互數(shù)據(jù)以及在學(xué)習(xí)過程中采集到的數(shù)據(jù)如表情、腦電波、皮膚電等[35]；第三類是支持學(xué)生提出觀點的信息和資料，如實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)分析結(jié)果、已被證實的科學(xué)知識等。

基于證據(jù)的教學(xué)、基于證據(jù)的學(xué)習(xí)與證據(jù)中心的設(shè)計理論的共同核心內(nèi)涵為基于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程證據(jù)推理學(xué)習(xí)者的知識、能力及素養(yǎng)水平，分別反映了基于證據(jù)的理念在教學(xué)、學(xué)習(xí)與評價中的整合與應(yīng)用。基于證據(jù)的理念為評價學(xué)習(xí)者在項目式學(xué)習(xí)中的績效表現(xiàn)以及能力與素養(yǎng)的發(fā)展提供了一個有效的思路。而大數(shù)據(jù)技術(shù)為項目式學(xué)習(xí)中過程性數(shù)據(jù)的收集與即時評價提供了技術(shù)實現(xiàn)路徑。此外，李潤洲指出，指向核心素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)設(shè)計應(yīng)遵循學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)思路，以預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果為起點倒推學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的證據(jù)并據(jù)此設(shè)計相關(guān)的教學(xué)活動能夠最大限度地保證目標(biāo)與教學(xué)活動的一致性[36]。這一過程與基于ECD理論設(shè)計測驗的過程基本相似，因此，同樣可以ECD理論的相關(guān)模型作為支持。基于此，本研究將引入基于證據(jù)的理念與大數(shù)據(jù)技術(shù)，以證據(jù)中心的設(shè)計理論的三個核心模型：學(xué)生模型、證據(jù)模型和任務(wù)模型作為支持證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)模式各環(huán)節(jié)開展的基礎(chǔ)，依照基于ECD理論設(shè)計測驗的邏輯構(gòu)建了如圖2所示的證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)模式。

證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)模式由確定項目教學(xué)目標(biāo)，預(yù)設(shè)達(dá)成目標(biāo)的證據(jù)，設(shè)計引發(fā)證據(jù)的學(xué)習(xí)任務(wù)，設(shè)計教學(xué)活動，收集學(xué)習(xí)證據(jù)和基于學(xué)習(xí)證據(jù)的評價六個環(huán)節(jié)組成。其中，確定項目教學(xué)目標(biāo)這一環(huán)節(jié)由ECD理論的學(xué)生模型支持，預(yù)設(shè)達(dá)成目標(biāo)的證據(jù)、收集學(xué)習(xí)證據(jù)和基于證據(jù)的評價這三個環(huán)節(jié)由ECD理論的證據(jù)模型支持，而設(shè)計引發(fā)證據(jù)的學(xué)習(xí)任務(wù)由ECD理論的任務(wù)模型支持。需要特別指出的是，基于證據(jù)的教學(xué)與基于證據(jù)的學(xué)習(xí)具有的一個核心內(nèi)涵是基于學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)證據(jù)推論出學(xué)習(xí)效果，并據(jù)此調(diào)整教學(xué)/進(jìn)行自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)。因此本研究構(gòu)建的證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)模式將學(xué)生模型所包含的范圍擴(kuò)大到了中小學(xué)生課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的全部知識、能力與素養(yǎng)等屬性，同時支持對所有學(xué)習(xí)者的知識、能力、素養(yǎng)等屬性的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)更新，以支持教師和學(xué)習(xí)者的決策。此外，由于基于證據(jù)的學(xué)習(xí)的另一層內(nèi)涵強(qiáng)調(diào)了對于學(xué)習(xí)者的理性思維與科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，因此將科學(xué)素養(yǎng)也作為學(xué)生模型中的一個重要屬性。

區(qū)別于測驗任務(wù)的設(shè)計，教學(xué)活動的設(shè)計是以學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展為目的的，因此在完成引發(fā)證據(jù)的學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計之后，不僅需要利用線索將所有的任務(wù)串聯(lián)起來并為其設(shè)置情境，同時需要依據(jù)學(xué)習(xí)者的起始水平為學(xué)習(xí)者提供相關(guān)的認(rèn)知支持資源，以支持學(xué)習(xí)任務(wù)的完成。此外，基于學(xué)習(xí)證據(jù)的評價這一環(huán)節(jié)的輸出結(jié)果不僅將作為學(xué)生模型的輸入引發(fā)其更新，同時由于在大數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)的支持下，證據(jù)的收集與評價可即時發(fā)生，因此可為教師教學(xué)活動的調(diào)整提供參考，以實現(xiàn)最有效的學(xué)習(xí)。最后，依照基于證據(jù)的教學(xué)的另一層涵義，教師在依照此模式進(jìn)行項目設(shè)計與教學(xué)時應(yīng)遵循教育研究證實的教育教學(xué)規(guī)律與原則，這也為教師的專業(yè)能力提出了要求。

為支持證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)的開展，本研究以構(gòu)建的證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)模式為理論基礎(chǔ)設(shè)計開發(fā)了證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)系統(tǒng)（Evidencebased Project Based Learning System， 簡稱EPBL系統(tǒng)，http：//epbl. aicfe.cn）。下面本研究將介紹EPBL系統(tǒng)中的核心功能，并詳細(xì)闡述其如何支持證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)模式在實踐中的落地，最后將介紹一個基于此系統(tǒng)的教學(xué)實踐案例。

（一）證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)系統(tǒng)的核心功能

1.知識與能力維度的項目屬性標(biāo)識

項目式學(xué)習(xí)以發(fā)展學(xué)習(xí)者的知識、能力與素養(yǎng)為核心目標(biāo)，因此將九大學(xué)科知識與能力以及21世紀(jì)技能作為EPBL系統(tǒng)的學(xué)生模型的屬性以支持教師在設(shè)計項目式學(xué)習(xí)方案時目標(biāo)的確定。EPBL系統(tǒng)要求教師在創(chuàng)建項目式學(xué)習(xí)方案時從學(xué)科知識和 21世紀(jì)技能的維度對該項目進(jìn)行屬性標(biāo)識，即確定本項目的知識與能力培養(yǎng)目標(biāo)。對項目的屬性標(biāo)識不僅支持學(xué)習(xí)者通過人為篩選項目進(jìn)行自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)，同時支持基于推薦算法的自適應(yīng)學(xué)習(xí)，有助于學(xué)習(xí)者的全面發(fā)展。

EPBL系統(tǒng)的學(xué)生模型由無數(shù)個學(xué)習(xí)者個體在九大學(xué)科知識與能力以及21世紀(jì)技能等不同屬性上的表現(xiàn)構(gòu)成，是動態(tài)更新的。每一個學(xué)習(xí)者在EPBL系統(tǒng)中都擁有一個動態(tài)更新的個體學(xué)習(xí)者模型，當(dāng)某一學(xué)習(xí)者完成某一項目的學(xué)習(xí)之后，系統(tǒng)將基于其在該項目學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)更新該學(xué)習(xí)者在項目涉及的學(xué)習(xí)者模型的屬性上的表現(xiàn)。以學(xué)科知識為例說明，如圖3所示，個體學(xué)習(xí)者模型在學(xué)科知識屬性上的表征形式為學(xué)科知識圖譜，其中學(xué)習(xí)者已學(xué)的知識點用實心的圓圈表示，未學(xué)的知識點用空心的圓圈表示。若該學(xué)習(xí)者在圖3的基礎(chǔ)上再完成一個包含 “地球的運動”這一知識點的環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，且其在與知識點“地球的運動”相關(guān)的學(xué)習(xí)活動上的表現(xiàn)合格，則“地球的運動”這一知識點將變?yōu)閷嵭?。動態(tài)發(fā)展的個體學(xué)習(xí)者模型表征了學(xué)習(xí)者的知識能力發(fā)展，是學(xué)習(xí)者進(jìn)行自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)和自適應(yīng)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。并且，由多個動態(tài)發(fā)展的個體學(xué)習(xí)者模型構(gòu)成的群體學(xué)習(xí)者模型將表征某一群體的學(xué)習(xí)者的初始水平，為教師有針對性地設(shè)計項目，確定項目教學(xué)目標(biāo)提供參考。

2.支持學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展與探究的活動與工具

表征學(xué)習(xí)者的知識、能力與素養(yǎng)等屬性的學(xué)習(xí)證據(jù)是學(xué)習(xí)者在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中產(chǎn)生的，因此，為盡可能地收集到多種類型的學(xué)習(xí)證據(jù)，支持學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展與探究，助力項目式學(xué)習(xí)中活動形式單一，缺乏多種資源與技術(shù)工具的整合這一問題的解決，EPBL系統(tǒng)的任務(wù)模型提供了在線討論、認(rèn)知表格、問卷調(diào)查、概念圖、科學(xué)論證等多種類型的探究活動和工具。同時，EPBL系統(tǒng)支持文字、圖片、視頻、音頻等多種資源的上傳與展示，助力了“設(shè)置項目情境，利用線索組織任務(wù)，提供認(rèn)知支持資源”這一環(huán)節(jié)的實現(xiàn)。以EPBL系統(tǒng)中的科學(xué)論證工具為例進(jìn)行說明。該工具支持學(xué)習(xí)者通過在畫布中自由繪制圖爾敏論證模型的六元素：資料、結(jié)論、正當(dāng)理由、支援、反駁和限定條件及其間的關(guān)系開展論證，同時支持學(xué)習(xí)者上傳論證相關(guān)資料、梳理論據(jù)以及討論交流等行為，有助于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展、科學(xué)知識的掌握和科學(xué)素養(yǎng)的提升。在該活動中，可收集到的學(xué)習(xí)證據(jù)包括學(xué)習(xí)者繪制的科學(xué)論證圖、學(xué)習(xí)者上傳的資料、學(xué)習(xí)者的討論貼、學(xué)習(xí)者的繪制時間以及學(xué)習(xí)者在該活動中的得分等，這些證據(jù)將被用于推斷學(xué)習(xí)者在該活動涉及的知識與能力上的表現(xiàn)。

3.全學(xué)習(xí)過程的學(xué)習(xí)證據(jù)的收集與評價

證據(jù)模型橋接了學(xué)生模型和任務(wù)模型，是證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)模式的核心，支持了模式中的“預(yù)設(shè)達(dá)成項目目標(biāo)的證據(jù)”“收集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的證據(jù)”和“根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)證據(jù)得出知識與能力水平”三個環(huán)節(jié)的開展。為提升證據(jù)收集的針對性與證據(jù)評價的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，EPBL系統(tǒng)在構(gòu)建證據(jù)模型中的測量模型時在目標(biāo)層與證據(jù)層中間引入了學(xué)習(xí)表現(xiàn)指標(biāo)層，各層級之間的對應(yīng)關(guān)系如圖4所示。

在EPBL系統(tǒng)中，由北京師范大學(xué)九大學(xué)科專家團(tuán)隊聯(lián)合研發(fā)的3×3學(xué)科能力編碼與分析體系[37]被引入表征知識、能力目標(biāo)與學(xué)習(xí)表現(xiàn)指標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系，為教師預(yù)設(shè)目標(biāo)學(xué)習(xí)證據(jù)提供腳手架。教師在EPBL系統(tǒng)中設(shè)計證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)方案時，系統(tǒng)將調(diào)取編碼體系中與教師設(shè)定的項目目標(biāo)相關(guān)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)指標(biāo)，并要求教師為項目的每一個教學(xué)環(huán)節(jié)選擇對應(yīng)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)指標(biāo)，以幫助教師進(jìn)一步明確項目教學(xué)目標(biāo)從而確定合理的學(xué)習(xí)證據(jù)和學(xué)習(xí)活動。由于項目的每一個教學(xué)環(huán)節(jié)不僅包含了引發(fā)學(xué)習(xí)者產(chǎn)生學(xué)習(xí)證據(jù)的學(xué)習(xí)活動，還包括了教學(xué)支持資源以及一些輔助性的學(xué)習(xí)活動，因此EPBL系統(tǒng)設(shè)計了“評價方案”的功能對收集到的學(xué)習(xí)者的全過程學(xué)習(xí)證據(jù)進(jìn)行篩選。教師在設(shè)計項目的評價方案時，需要從項目包括的所有學(xué)習(xí)活動中選擇出引發(fā)學(xué)習(xí)者產(chǎn)生表征其知識與能力發(fā)展的學(xué)習(xí)證據(jù)的關(guān)鍵學(xué)習(xí)活動，并賦予權(quán)重，只有被選中的學(xué)生活動中的學(xué)習(xí)證據(jù)才會出現(xiàn)在學(xué)習(xí)者的證據(jù)報告中。制定評價方案后系統(tǒng)收集到的證據(jù)包括學(xué)習(xí)時間和所有學(xué)習(xí)活動中的證據(jù)，如學(xué)生在作業(yè)提交活動中提交的作業(yè)、教師的評分和評語等?；诒缓Y選出的學(xué)習(xí)證據(jù)，教師即可以根據(jù)學(xué)習(xí)者在每一環(huán)節(jié)中的學(xué)習(xí)證據(jù)對其是否達(dá)到環(huán)節(jié)對應(yīng)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)指標(biāo)的要求進(jìn)行評價。最后，系統(tǒng)將會根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則自動計算得出每個學(xué)習(xí)表現(xiàn)指標(biāo)的得分，進(jìn)而根據(jù)預(yù)先設(shè)計的算法規(guī)則計算得出學(xué)習(xí)者的知識與能力水平，完成基于證據(jù)的評價。

（二）基于證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)系統(tǒng)的實踐案例

為了豐富新型冠狀病毒肺炎疫情期間中小學(xué)生假期的學(xué)習(xí)形式，開闊學(xué)生視野，促進(jìn)居家學(xué)習(xí)期間學(xué)生的問題解決能力與創(chuàng)造性思維的發(fā)展，筆者所在的團(tuán)隊于2020年暑期面向3—6年級的學(xué)生開發(fā)了夏令營式項目式學(xué)習(xí)案例“神奇動物在哪里”。該項目依托于證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)系統(tǒng)開展在線自主探究學(xué)習(xí)，共有約200名學(xué)習(xí)者參與其中。案例涉及科學(xué)、語文、美術(shù)等學(xué)科的內(nèi)容，以揭秘電影《神奇動物在哪里》中各種動物形象的原型導(dǎo)入，包括探究不同類型的動物的特征、探尋中國神話中的動物及其象征意義、探索動物的護(hù)身術(shù)及其應(yīng)用、保護(hù)瀕危動物等四大核心環(huán)節(jié)。不僅關(guān)注學(xué)習(xí)者對于動物的分類、不同類別動物的特征、動物對環(huán)境的感知與適應(yīng)、動物的繁殖、中國傳統(tǒng)神話、科技原理等知識的掌握，更關(guān)注學(xué)習(xí)者在此過程中批判性思維與問題解決能力、創(chuàng)新能力、工程思維以及信息交流與科技素養(yǎng)的發(fā)展。在為此項目標(biāo)記上述知識與能力屬性的基礎(chǔ)上，為達(dá)成項目目標(biāo)，每個核心環(huán)節(jié)均以揭秘電影中的2-3種動物的原型引入，分別利用系統(tǒng)中的不同類型的工具開展多種形式的探究活動。例如，在了解動物的特征環(huán)節(jié)引入了虛擬仿真實驗室?guī)椭鷮W(xué)習(xí)者進(jìn)行探究；在動物的奇妙護(hù)身術(shù)環(huán)節(jié)采用表格工具輔助學(xué)習(xí)者完成知識的歸納與整理；在傳說中的“神獸”環(huán)節(jié)和動物的奇妙護(hù)身術(shù)環(huán)節(jié)讓學(xué)習(xí)者發(fā)揮想象力進(jìn)行神獸和仿生作品的創(chuàng)作，并借助作業(yè)提交工具開展作品的收集與評價等。在項目的實施過程中，借助系統(tǒng)的評價方案與證據(jù)收集功能，本項目實現(xiàn)了對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)證據(jù)的實時收集與匯總，包含了各步驟學(xué)習(xí)時間、提交的作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)評語與得分、提交的表格與調(diào)查問卷等，并據(jù)此實現(xiàn)了對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)進(jìn)度的實時監(jiān)督、基于證據(jù)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)的實時評價、學(xué)習(xí)者模型的動態(tài)更新以及知識圖譜、能力勛章形式的知識能力發(fā)展的形象化表征。

項目式學(xué)習(xí)作為推進(jìn)核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)改革的有效策略之一愈來愈受到教育教學(xué)人員和研究者的關(guān)注。本研究結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，將基于證據(jù)的教與學(xué)和證據(jù)中心的設(shè)計理論引入到項目式學(xué)習(xí)中，構(gòu)建證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)模式并以此為理論基礎(chǔ)設(shè)計開發(fā)了支持其開展的技術(shù)支持環(huán)境：證據(jù)導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)系統(tǒng)，旨在為廣大教學(xué)實踐人員設(shè)計和開展有效的項目式學(xué)習(xí)提供新的思路與支持，助力學(xué)習(xí)者的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。未來，將在EPBL系統(tǒng)的證據(jù)模型方面做進(jìn)一步的探究，優(yōu)化證據(jù)評價方式，并從學(xué)習(xí)偏好、學(xué)習(xí)路徑等方面更進(jìn)一步完善學(xué)生模型，實現(xiàn)學(xué)習(xí)者在項目式學(xué)習(xí)過程中的個性化、可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：

馬寧：副教授，博士，研究方向為技術(shù)增強(qiáng)學(xué)習(xí)、技術(shù)支持的教師專業(yè)發(fā)展、STEM教育、在線學(xué)習(xí)設(shè)計與分析。

郭佳惠：在讀碩士，研究方向為STEM教育、技術(shù)支持的教師專業(yè)發(fā)展。

溫紫荊：在讀碩士，研究方向為科學(xué)教育、STEM教育。

李維楊：助理研究員，碩士，研究方向為教師專業(yè)發(fā)展、STEM教育、項目式學(xué)習(xí)。

Evidence-based Project Based Learning Model and System Under the Circumstances of Big Data

Ma Ning1， Guo Jiahui2， Wen Zijing2， Li Weiyang1（1. Advanced Innovation Center for Future Education， Beijing Normal University， Beijing 100875； 2.Faculty of Education， Beijing Normal University， Beijing 100875）

Abstract： The cultivation of students’ core literacy and high-level abilities is a hot topic in the field of education. Project based learning is an effective way to develop students’ core literacy and high-level abilities， which is favored by K-12 educators. However， in the process of practice， project-based learning faces many problems， such as single form of project design， high and lagging time cost of process data collection and evaluation， lack of effective evaluation and so on. Evidence based teaching and learning emphasizes that the design of teaching activities should follow the proven research rules； pay attention to students’ learning process， and establish the relationship between learning evidence and students’ learning state； develop students’ ability of evidence-based reasoning. Therefore， it provides a way to solve the problems existing in project-based learning. Meanwhile， the theory of evidence centered design is the theoretical basis guiding the design of evaluation of many high-level abilities， which is consistent with the goal of project-based learning. Therefore， combined with big data technology， this study introduces evidence-based concepts into projectbased learning to construct evidence-based project based learning model from the perspectives of teaching， learning and evaluation. Based on this model， this study designs and develops the evidence-based project based learning system to provide support for the design and implementation of high-level project-based learning and promote the development of students’ core literacy.

Keywords： project based learning； evidence based teaching and learning； theory of evidence centered design； core literacy

責(zé)任編輯：趙云建