美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的發(fā)展研究

摘 " 要：為推動(dòng)美國(guó)聯(lián)邦政府重視計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的發(fā)展質(zhì)量，構(gòu)建有制度保障的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的遠(yuǎn)景發(fā)展目標(biāo)，美國(guó)相關(guān)專(zhuān)業(yè)研究組織聯(lián)合發(fā)布年度《計(jì)算機(jī)科學(xué)教育報(bào)告》，旨在為政策制定者、倡導(dǎo)者和教育實(shí)踐者提供改革的依據(jù)和思路，以期縮減計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中的現(xiàn)存差距，有效解決計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中的諸多問(wèn)題。通過(guò)梳理2020—2022年《計(jì)算機(jī)科學(xué)教育報(bào)告》的核心內(nèi)容，采用內(nèi)容分析法，分別從計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的目標(biāo)旨向、九項(xiàng)政策、五項(xiàng)原則、實(shí)踐情況、課程建設(shè)等方面進(jìn)行深入分析，進(jìn)而引發(fā)對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)教育階段信息科技教育發(fā)展的一些主動(dòng)思考：強(qiáng)調(diào)目標(biāo)引領(lǐng)，倡導(dǎo)多方合作；注重持續(xù)跟蹤，強(qiáng)化數(shù)據(jù)治理；鼓勵(lì)融合創(chuàng)新，加強(qiáng)課程建設(shè)；重視教師發(fā)展，給予全面支持。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)科學(xué)教育；教育公平；教育政策；基礎(chǔ)教育；教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " " 文章編號(hào)：1673-8454（2023）04-0057-11

一、引言

當(dāng)前，國(guó)際社會(huì)正面臨著經(jīng)濟(jì)變革、科技創(chuàng)新、技術(shù)賦能的發(fā)展新局勢(shì)，計(jì)算機(jī)科學(xué)當(dāng)屬變革浪潮中的主力軍。全球基礎(chǔ)教育也加快了新一代數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展步伐，帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在基礎(chǔ)教育數(shù)字化的實(shí)踐變革中，計(jì)算機(jī)科學(xué)教育政策發(fā)揮著怎樣的作用、計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的發(fā)展成效如何體現(xiàn)、面臨哪些挑戰(zhàn)，上述問(wèn)題都值得我們關(guān)注和深入思考。

2022年，由美國(guó)公益組織Code.org、計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)（Computer Science Teachers Association，CSTA）、擴(kuò)展計(jì)算機(jī)教育路徑聯(lián)盟（Expanding Computing Education Pathways，ECEP）聯(lián)合發(fā)布了《2022年計(jì)算機(jī)科學(xué)教育報(bào)告：了解我們國(guó)家的當(dāng)務(wù)之急》（2022 State of Computer Science Education： Understanding Our National Imperative，以下簡(jiǎn)稱(chēng)2022年報(bào)告）[1]，對(duì)過(guò)去一年美國(guó)K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的整體發(fā)展情況進(jìn)行了分析、總結(jié)和展望，如圖1所示。2022年報(bào)告包括政策調(diào)控趨勢(shì)、可視化地圖、各州政策和執(zhí)行情況、面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)等，展現(xiàn)了美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的整體發(fā)展態(tài)勢(shì)，為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的后續(xù)改革提供了現(xiàn)實(shí)依據(jù)。

二、2022年報(bào)告的發(fā)布背景

（一）發(fā)展歷程

“自2015年底奧巴馬總統(tǒng)簽署《每位學(xué)生都成功》法案（Every Student Succeeds Act，ESSA）以來(lái)，一場(chǎng)自上而下的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育運(yùn)動(dòng)在美國(guó)拉開(kāi)了序幕”[2]，由此奠定計(jì)算機(jī)科學(xué)教育在整個(gè)教育體系中的重要地位。

為有效推進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的持續(xù)發(fā)展，美國(guó)又陸續(xù)發(fā)布了相關(guān)文件給予支持。如2016年的《面向所有學(xué)生的計(jì)算機(jī)科學(xué)》（Computer Science For All）計(jì)劃[3]、2017年的《CSTA K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》（CSTA K-12 Computer Science Standards）[4]等。這些計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)與實(shí)施，既有美國(guó)聯(lián)邦政府層面的總體規(guī)劃，也有非政府層面專(zhuān)業(yè)組織的課程實(shí)施文件。由此可見(jiàn)，美國(guó)聯(lián)邦政府在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育政策制定方面的主導(dǎo)權(quán)是相對(duì)有限的。相反，相對(duì)成熟的專(zhuān)業(yè)組織在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的政策分析、全美各州執(zhí)行情況的調(diào)查研究，則對(duì)聯(lián)邦政府的學(xué)科教育政策制定起到了關(guān)鍵性的支持作用。

為更加清晰地了解和監(jiān)測(cè)各州K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育實(shí)踐的實(shí)際進(jìn)展情況，精準(zhǔn)評(píng)估計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的具體成效，并為各州后續(xù)改進(jìn)工作提供參考依據(jù)，自2017年以來(lái)，美國(guó)已連續(xù)6年發(fā)布《計(jì)算機(jī)科學(xué)教育報(bào)告》，以更加專(zhuān)業(yè)的形式呈現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的實(shí)踐情況，旨在全國(guó)范圍內(nèi)加強(qiáng)和指導(dǎo)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育，評(píng)估正在進(jìn)行的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育工作，以確定取得的成效和明晰未來(lái)發(fā)展的路徑，實(shí)現(xiàn)讓每位學(xué)生都有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)的目標(biāo)。

該系列報(bào)告的研制是為滿足美國(guó)聯(lián)邦政府和各州對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育評(píng)估的需求，其不僅僅是一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育分析報(bào)告，更是一個(gè)基于調(diào)查和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教育實(shí)踐指南，各州可以依據(jù)此報(bào)告來(lái)審視計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的發(fā)展現(xiàn)狀，以便制定適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的策略和計(jì)劃。

（二）核心組織

該報(bào)告的核心發(fā)布組織由美國(guó)公益組織Code.org、計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)、擴(kuò)展計(jì)算機(jī)教育路徑聯(lián)盟構(gòu)成，從計(jì)算機(jī)科學(xué)的教育對(duì)象、教師隊(duì)伍、學(xué)科屬性方面，有效保證了系列報(bào)告的高度專(zhuān)業(yè)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

Code.org創(chuàng)建于2013年，其認(rèn)為每個(gè)孩子都應(yīng)該接受高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育，并致力于在整個(gè)教育領(lǐng)域開(kāi)展工作，設(shè)計(jì)屬于自己的課程，并與專(zhuān)業(yè)的教師和大學(xué)等進(jìn)行合作。其中，最典型的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育實(shí)踐是“編程一小時(shí)”活動(dòng)，加快了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育在全球的普及程度。

美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)由計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（Association for Computing Machinery， ACM）于2004年成立，其成員包括K-12的計(jì)算機(jī)教師、大學(xué)教師、政府成員等。宗旨是為全球的計(jì)算機(jī)科學(xué)教師賦能，致力于學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)制定、教師培訓(xùn)等工作，以促進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的持續(xù)發(fā)展。

擴(kuò)展計(jì)算機(jī)教育路徑聯(lián)盟是美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation，NSF）通過(guò)擴(kuò)大參與計(jì)算聯(lián)盟的計(jì)劃來(lái)支持發(fā)展，旨在通過(guò)支持州一級(jí)的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育，進(jìn)而增加接受計(jì)算機(jī)科學(xué)教育學(xué)生的多樣性?？梢?jiàn)，從各組織的發(fā)展歷程、目標(biāo)宗旨、典型實(shí)踐來(lái)看，都為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的普及提供了動(dòng)力和支持。

三、報(bào)告的核心內(nèi)容

（一）目標(biāo)旨向

該系列報(bào)告中強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)科學(xué)是適應(yīng)社會(huì)變革和解決社會(huì)公平問(wèn)題的關(guān)鍵要素，推動(dòng)和發(fā)展計(jì)算機(jī)科學(xué)教育刻不容緩。其中探討的“計(jì)算機(jī)科學(xué)是指對(duì)計(jì)算機(jī)和算法的研究，包括原理、硬件和軟件設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)以及對(duì)社會(huì)產(chǎn)生的影響”[5]。計(jì)算機(jī)科學(xué)已被證明可以支持問(wèn)題解決、創(chuàng)造力、數(shù)學(xué)能力/技能、元認(rèn)知等的發(fā)展，被認(rèn)為是學(xué)生的核心素養(yǎng)，與閱讀、寫(xiě)作和數(shù)學(xué)同等重要，學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)意味著要成為技術(shù)的創(chuàng)造者，而不僅僅是消費(fèi)者。

該系列報(bào)告是衡量美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育取得成效的數(shù)據(jù)體現(xiàn)，是為美國(guó)K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育提供政策動(dòng)態(tài)調(diào)整的依據(jù)，如計(jì)算機(jī)科學(xué)教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展、計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的建設(shè)、初高等計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的銜接等。報(bào)告中呈現(xiàn)了國(guó)家整體和州一級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的可視化數(shù)據(jù)和地圖，致力于從宏觀發(fā)展視角探討計(jì)算機(jī)科學(xué)教育是如何影響國(guó)家和地區(qū)的發(fā)展，倡導(dǎo)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育成為教育政策系統(tǒng)的基本組成部分。此外，著重關(guān)注計(jì)算機(jī)科學(xué)在實(shí)現(xiàn)教育公平和縮小不同性別、種族/民族、地區(qū)之間發(fā)展差異中起到的重要作用和核心價(jià)值。通過(guò)增加學(xué)生獲取和參與計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的數(shù)量來(lái)縮小現(xiàn)存的差異，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的全民普及性和高質(zhì)量發(fā)展。

（二）五項(xiàng)原則

為了使計(jì)算機(jī)科學(xué)成為國(guó)家教育系統(tǒng)的重要組成部分，Code.org提出了九項(xiàng)政策建議，指出九項(xiàng)政策旨在建立一個(gè)全面的國(guó)家政策框架，以擴(kuò)大計(jì)算機(jī)科學(xué)的教與學(xué)，并支持九項(xiàng)政策建立在五項(xiàng)原則基礎(chǔ)之上（見(jiàn)表1）：①公平和多樣性；②清晰性；③能力；④領(lǐng)導(dǎo)力；⑤可持續(xù)性。其中，需要優(yōu)先考慮公平和多樣性原則，要求倡導(dǎo)者和決策者充分考慮影響計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中學(xué)生多樣性的系統(tǒng)因素，以期促進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的公平。

（三）九項(xiàng)政策

為滿足各州和地方對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育指導(dǎo)性政策建議的迫切需求，考慮到五項(xiàng)原則的指導(dǎo)性，該系列報(bào)告將延續(xù)使用由Code.org等制定的政策框架，并致力于通過(guò)九項(xiàng)政策去引導(dǎo)和擴(kuò)大各地區(qū)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的參與度，提高計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)科地位。

九項(xiàng)政策中并不包含具體的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，而是一個(gè)高水平的參考指南[6]，是為了建立和維持一個(gè)支持?jǐn)U大計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的全面政策框架[7]。報(bào)告中指出并不是每個(gè)州都必須采取每一項(xiàng)政策，而是鼓勵(lì)政策制定者、倡導(dǎo)者和教育領(lǐng)導(dǎo)者采取全面的方法，通過(guò)合理實(shí)施和創(chuàng)新九項(xiàng)政策，優(yōu)先考慮公平，確保所有學(xué)生都有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)，努力使計(jì)算機(jī)科學(xué)成為教育系統(tǒng)的核心。

通過(guò)分析2020—2022年《計(jì)算機(jī)科學(xué)教育報(bào)告》（以下分別簡(jiǎn)稱(chēng)為2020年報(bào)告、2021年報(bào)告、2022年報(bào)告）的主題和九項(xiàng)政策（見(jiàn)表2），能夠發(fā)現(xiàn)近年來(lái)美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育發(fā)展的變化。

2020年，因受疫情影響，在線教育、遠(yuǎn)程教育較為盛行，從而加劇了寬帶和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入方面的不平等，拉大了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中少數(shù)族裔、農(nóng)村地區(qū)、殘障學(xué)生等之間的差距。為了有效應(yīng)對(duì)這一系列問(wèn)題，2020年報(bào)告以“闡明差異”為主題，在前3期報(bào)告的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整和更新，力圖從不同層面和角度闡明學(xué)生參與計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的差異，便于政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)及時(shí)作出有效應(yīng)對(duì)，倡導(dǎo)收集更加廣泛的數(shù)據(jù)，在最大程度上實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)的公平、多樣性和包容性。

2021年報(bào)告以“通過(guò)倡導(dǎo)加速行動(dòng)”為主題，內(nèi)容結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的年度變化繼續(xù)進(jìn)行了更新和調(diào)整。2022年報(bào)告以“了解我們國(guó)家的當(dāng)務(wù)之急”為主題，旨在強(qiáng)調(diào)基于線下教育逐漸恢復(fù)的情形下，各州和聯(lián)邦政府應(yīng)該重新審視從幼兒園到高中畢業(yè)學(xué)生的基本需求，來(lái)加速計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的發(fā)展，指出政策制定者和學(xué)校決策者必須響應(yīng)這一號(hào)召，重新評(píng)估吸引學(xué)生、支持學(xué)習(xí)目標(biāo)和為學(xué)生未來(lái)生活作準(zhǔn)備的知識(shí)、技能和課程，以確保所有學(xué)生都能平等地接受計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。

九項(xiàng)政策建立在五項(xiàng)原則之上，每一項(xiàng)政策都需要優(yōu)先考慮公平和多樣性原則，這充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育致力于解決公平和多樣性問(wèn)題的核心主旨。當(dāng)決策者將公平和多樣性作為政策制定和實(shí)施監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)時(shí)，九項(xiàng)政策便能夠在最大程度上促進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的獲取和公平。

九項(xiàng)政策具體如表2所示：其中，政策①和②主要對(duì)應(yīng)清晰性原則。政策③、④、⑤這三項(xiàng)政策主要對(duì)應(yīng)能力原則。而政策⑥主要體現(xiàn)了領(lǐng)導(dǎo)力原則。政策⑦、⑧、⑨這三項(xiàng)政策主要對(duì)應(yīng)可持續(xù)性原則。當(dāng)然，2020年報(bào)告中強(qiáng)調(diào)僅僅制定這些政策并不能保證學(xué)生在計(jì)算機(jī)科學(xué)方面取得成功，還需要優(yōu)秀的教師和領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)設(shè)備等共同致力于計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的有效實(shí)現(xiàn)。

（四）實(shí)踐情況

通過(guò)綜合分析2020年報(bào)告、2021年報(bào)告、2022年報(bào)告中計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的實(shí)踐情況（見(jiàn)表3），能夠更加清晰地了解九項(xiàng)政策的實(shí)際效用。從表3可知，美國(guó)的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育取得了一定進(jìn)展，2020年47%的高中開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)課程，2021年51%的高中開(kāi)設(shè)，2022年增長(zhǎng)到53%的高中開(kāi)設(shè)，表明被采納的政策數(shù)量和實(shí)施政策的州的數(shù)量都在逐年增加。

雖然計(jì)算機(jī)科學(xué)教育得到了一定的發(fā)展，但是仍存在一些問(wèn)題：許多學(xué)生根本沒(méi)有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)，甚至在開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的學(xué)校，代表性不足的學(xué)生是少有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的。可見(jiàn)，全面普及計(jì)算機(jī)科學(xué)教育是一項(xiàng)艱巨的時(shí)代任務(wù)，必須綜合考慮地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的影響，各方共同努力才能逐漸縮小計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的現(xiàn)實(shí)差距。

（五）課程設(shè)置

通過(guò)分析2020—2022年《計(jì)算機(jī)科學(xué)教育報(bào)告》中關(guān)于計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的內(nèi)容，能夠清楚地了解美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的局部發(fā)展變化和關(guān)注焦點(diǎn)（見(jiàn)表4）。從中可知，計(jì)算機(jī)科學(xué)課程設(shè)置基于九項(xiàng)政策和五項(xiàng)原則的指導(dǎo)，呈現(xiàn)出多元化的特征，注重各學(xué)段之間的有效銜接，考慮到學(xué)生在不同發(fā)展階段的需要，為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育公平助力。

各州結(jié)合國(guó)家的課程標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)域的文化特色，創(chuàng)建了蘊(yùn)含地域文化的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程。例如：美國(guó)原住民程序姐妹會(huì)（The Sisterhood of Native American Coders，SONAC）為9—12歲的美國(guó)原住民女孩提供低門(mén)檻的STEM入門(mén)課程，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造力和保持土著傳統(tǒng)，通過(guò)建立支持性的社區(qū)，讓她們接觸計(jì)算機(jī)科學(xué)教育，關(guān)注到了代表性不足學(xué)生的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。

此外，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)支持開(kāi)發(fā)一種將計(jì)算機(jī)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)與懷俄明州印第安人的全民教育3—5年級(jí)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合起來(lái)的一種課程。目的是提高計(jì)算機(jī)科學(xué)教師的自我效能感，增加教學(xué)內(nèi)容知識(shí)，并創(chuàng)建融合部落傳統(tǒng)文化的相關(guān)項(xiàng)目。在2021年報(bào)告中許多州擴(kuò)大了對(duì)每所中學(xué)提供計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的要求，鼓勵(lì)各州加大在解決計(jì)算機(jī)科學(xué)課程參與和差異等方面的透明度和問(wèn)責(zé)制度。2022年報(bào)告中強(qiáng)調(diào)各州開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)課程具有一定的靈活性和自主性，因而并未明確給出具體的課程內(nèi)容。

（六）教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展

僅僅靠政策支持和課程設(shè)置并不能保障計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的具體實(shí)現(xiàn)，還需要優(yōu)秀的教師工作者。然而，美國(guó)獲得正式認(rèn)證的計(jì)算機(jī)科學(xué)教師數(shù)量相對(duì)較少，且在教師培訓(xùn)的項(xiàng)目中增加計(jì)算機(jī)科學(xué)教師的數(shù)量又顯得十分困難[8]。2020年報(bào)告指出計(jì)算機(jī)科學(xué)教師的培訓(xùn)相當(dāng)重要，只有擁有足夠數(shù)量的、準(zhǔn)備充分的計(jì)算機(jī)科學(xué)教師，才能保證K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)的可持續(xù)發(fā)展[7]，才能滿足學(xué)校對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師的急切需求，從而增加學(xué)生接觸高質(zhì)量計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的可能性。

通過(guò)回顧2020—2022年《計(jì)算機(jī)科學(xué)教育報(bào)告》中關(guān)于計(jì)算機(jī)科學(xué)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的內(nèi)容，可以發(fā)現(xiàn)大部分州的計(jì)算機(jī)科學(xué)教師還未擁有計(jì)算機(jī)科學(xué)證書(shū)，也很少有學(xué)校為計(jì)算機(jī)科學(xué)在職教師準(zhǔn)備進(jìn)修項(xiàng)目。教師證書(shū)的獲得與否會(huì)成為學(xué)校開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的主要障礙。

此外，只有少部分州有計(jì)算機(jī)科學(xué)教師的認(rèn)證途徑，這些認(rèn)證途徑的類(lèi)型也存在巨大差異，其中某些認(rèn)證方式對(duì)教師來(lái)說(shuō)并不合適。缺乏清晰明確的認(rèn)證路徑，會(huì)造成教師、學(xué)校以及教育機(jī)構(gòu)之間的混亂，最終影響計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的穩(wěn)步持續(xù)發(fā)展，也會(huì)進(jìn)一步拉大各州計(jì)算機(jī)科學(xué)的教育差距。

為解決這些問(wèn)題，報(bào)告中建議各州采取計(jì)算機(jī)科學(xué)教師認(rèn)證制度（見(jiàn)表5），發(fā)展多方面的計(jì)算機(jī)科學(xué)教師準(zhǔn)備項(xiàng)目和認(rèn)證方案，采用多種戰(zhàn)略來(lái)應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的難題[9]。另外，在計(jì)算機(jī)科學(xué)教師培養(yǎng)和認(rèn)證的過(guò)程中，針對(duì)不同的情況給予教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)、學(xué)費(fèi)減免、認(rèn)證資金支持，倡導(dǎo)一對(duì)一的資金匹配，確保教師擁有實(shí)施計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的技能和知識(shí)，從而確保計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的高質(zhì)量發(fā)展。

此外，在2019年發(fā)布的《CSTA 計(jì)算機(jī)科學(xué)教師標(biāo)準(zhǔn)》（CSTA Standards for Computer Science Teachers）[10]中提出了計(jì)算機(jī)科學(xué)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)和要求（見(jiàn)圖2），旨在促進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展。

在這一版計(jì)算機(jī)科學(xué)教師標(biāo)準(zhǔn)中，基于琳達(dá)·達(dá)林哈蒙德（Linda Darling-Hammond）2017年提出的有效專(zhuān)業(yè)發(fā)展的七個(gè)特征，給出了清晰的覆蓋12個(gè)方面（見(jiàn)圖3）的評(píng)價(jià)指標(biāo)維度和已經(jīng)迭代實(shí)施了五年（2017—2021年）的計(jì)算機(jī)科學(xué)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展量規(guī)。

計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)專(zhuān)業(yè)發(fā)展委員會(huì)就高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)科學(xué)教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展達(dá)成共識(shí)，具體包括：①為教師提供他們所需的知識(shí)與技能，以支持學(xué)生理解計(jì)算思維并獲得基本的編程技能；②為教師提供機(jī)會(huì)，運(yùn)用他們的技能來(lái)幫助學(xué)生積極地參與計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)習(xí)；③協(xié)作性；④通過(guò)持續(xù)的支持和/或輔導(dǎo)，將正式的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)延伸到支持和/或輔導(dǎo)；⑤激勵(lì)教師對(duì)他們的實(shí)踐進(jìn)行反思，并鼓勵(lì)他們將計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)的新策略帶入課堂；⑥與標(biāo)準(zhǔn)保持一致，并采用基于研究的教學(xué)實(shí)踐[11]。

為了確保美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的發(fā)展質(zhì)量，圍繞計(jì)算機(jī)科學(xué)教師要求出發(fā)，設(shè)計(jì)了一套專(zhuān)業(yè)的、操作性強(qiáng)、支持教師主動(dòng)學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)然，為了保證計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的專(zhuān)業(yè)性，在2020—2022年《計(jì)算機(jī)科學(xué)教育報(bào)告》中強(qiáng)調(diào)要專(zhuān)門(mén)設(shè)立計(jì)算機(jī)科學(xué)主管的職位，專(zhuān)注于從事和研究計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的實(shí)施規(guī)模和實(shí)施質(zhì)量的重要工作，進(jìn)而有效縮減現(xiàn)存的差距。

四、報(bào)告引發(fā)的思考

通過(guò)系統(tǒng)分析美國(guó)年度系列《計(jì)算機(jī)科學(xué)教育報(bào)告》后發(fā)現(xiàn)，美國(guó)聯(lián)邦政府在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育政策制定上，是相對(duì)被動(dòng)和落后的。無(wú)論是在全美計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的開(kāi)課率還是計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的質(zhì)量保證方面，聯(lián)邦政府還有很長(zhǎng)的路要走。同時(shí)，由于宏觀政策制定的缺失和缺少有效保障，直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)水平低于平均水平的原住民、亞裔、拉美裔難以享受到公平的計(jì)算機(jī)教育權(quán)利。計(jì)算機(jī)教育發(fā)展的不平衡和受教育面的盲區(qū)，難以作為必要的勞動(dòng)力質(zhì)量保障，積極地支持美國(guó)長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。與之形成鮮明對(duì)比的是，我國(guó)的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育發(fā)展規(guī)劃及課程實(shí)施直接由教育部組織制定，呈現(xiàn)了更多的政府在教育層面的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。但在美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育政策制定過(guò)程中，具有高度專(zhuān)業(yè)性的研究組織發(fā)揮了重要作用，形成對(duì)聯(lián)邦政府政策制定的智囊支持。

結(jié)合當(dāng)前我國(guó)基礎(chǔ)教育階段信息技術(shù)教育的實(shí)施與發(fā)展情況，本研究進(jìn)行了以下幾點(diǎn)思考：

（一）強(qiáng)調(diào)目標(biāo)引領(lǐng)，倡導(dǎo)多方合作

美國(guó)將計(jì)算機(jī)科學(xué)教育視為提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑，并將實(shí)現(xiàn)不同民族、種族、地區(qū)、性別等之間的教育公平愿景作為目標(biāo)引領(lǐng)，倡導(dǎo)政策制定者、教育實(shí)踐者、公益組織等進(jìn)行合作，充分發(fā)揮各方在促進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育發(fā)展中的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值。

歷年的《計(jì)算機(jī)科學(xué)教育報(bào)告》中強(qiáng)調(diào)并不是讓所有的州和地區(qū)都以同樣的方式來(lái)制定和實(shí)施九項(xiàng)政策，只是鼓勵(lì)州和區(qū)域的政策制定者、倡導(dǎo)者和教育領(lǐng)導(dǎo)者等在各州的范圍內(nèi)思考和采納適宜的政策，同時(shí)保持實(shí)施的客觀性和忠誠(chéng)度，關(guān)注每個(gè)學(xué)生參與計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的公平和多樣性問(wèn)題。

九項(xiàng)政策和五項(xiàng)原則是基于實(shí)現(xiàn)教育公平問(wèn)題的目標(biāo)，是作為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的宏觀調(diào)控和指導(dǎo)方針，也是各州計(jì)算機(jī)科學(xué)教育開(kāi)展的實(shí)踐依據(jù)。美國(guó)聯(lián)邦政府高度重視計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的發(fā)展，從政策制定上呈現(xiàn)出一種自上而下的形式，多方位、多層次的指導(dǎo)性政策也吸引了相關(guān)利益者和組織的投資和參與[2]，為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中的資金支持提供了保障，進(jìn)一步壯大了發(fā)展計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的隊(duì)伍，有助于增加計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的參與率。該系列報(bào)告通過(guò)明確計(jì)算機(jī)科學(xué)的定義、共同發(fā)展目標(biāo)和戰(zhàn)略政策，加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的凝聚力，有利于計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的延續(xù)性發(fā)展。

教育公平是整個(gè)社會(huì)繁榮發(fā)展的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)社會(huì)公平的關(guān)鍵。2010年5月，我國(guó)頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》將教育公平作為國(guó)家基本的教育政策，不僅反映了國(guó)家對(duì)教育公平的重視程度，也凸顯了要實(shí)現(xiàn)教育公平任務(wù)的長(zhǎng)期性和艱巨性[12]。

當(dāng)然，對(duì)于我國(guó)基礎(chǔ)教育階段信息科技教育的深遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)說(shuō)，要高度重視目標(biāo)導(dǎo)向作用，鼓勵(lì)多方進(jìn)行深度合作，更為關(guān)鍵的是需要結(jié)合各地方的實(shí)際發(fā)展情況和文化特色進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和實(shí)踐創(chuàng)新。依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定符合自身發(fā)展的信息技術(shù)教育戰(zhàn)略，吸引和鼓勵(lì)各界積極參與到信息技術(shù)教育中來(lái)，發(fā)揮集體的智慧和力量，讓信息技術(shù)教育真正惠及每一位學(xué)生。

（二）注重持續(xù)跟蹤，強(qiáng)化數(shù)據(jù)治理

該系列報(bào)告呼吁和倡導(dǎo)各州對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育開(kāi)展的實(shí)際情況進(jìn)行持續(xù)跟蹤，廣泛收集各州計(jì)算機(jī)科學(xué)教育數(shù)據(jù)，從而形成具有一定規(guī)模的國(guó)家計(jì)算機(jī)科學(xué)教育數(shù)據(jù)?；诮逃龜?shù)據(jù)的可視化分析，能夠清晰了解各州計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的進(jìn)展情況，并為后期改進(jìn)和完善提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)，為聯(lián)邦政府層面的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育持續(xù)發(fā)展和動(dòng)態(tài)調(diào)整戰(zhàn)略布局提供數(shù)據(jù)支持。

我國(guó)于2015年9月發(fā)布的《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》中強(qiáng)調(diào)“數(shù)據(jù)已成為國(guó)家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資產(chǎn)，正式確立了數(shù)據(jù)成為第三大戰(zhàn)略資源的地位”[13]。隨著我國(guó)進(jìn)入教育信息化2.0時(shí)代，教育數(shù)據(jù)在量與質(zhì)上發(fā)生了巨大變化，變得尤為復(fù)雜。進(jìn)而需要注重對(duì)基礎(chǔ)教育階段信息技術(shù)教育發(fā)展的具體情況進(jìn)行持續(xù)性的跟蹤，著重關(guān)注偏遠(yuǎn)地區(qū)、少數(shù)民族地區(qū)和特殊學(xué)生的信息技術(shù)教育質(zhì)量水平，構(gòu)建和強(qiáng)化高質(zhì)量包容性的教育數(shù)據(jù)治理體系，以應(yīng)對(duì)未來(lái)的教育變革，對(duì)彌合日益凸顯的數(shù)字鴻溝和促進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有現(xiàn)實(shí)意義。

教育數(shù)據(jù)治理應(yīng)聚焦于數(shù)據(jù)質(zhì)量，既要關(guān)注技術(shù)層面的問(wèn)題，也應(yīng)關(guān)注機(jī)制體制層面的問(wèn)題，只有在機(jī)制體制層面取得突破，才能到達(dá)數(shù)據(jù)治理的本質(zhì)[13]。換言之，國(guó)家層面的政策和措施顯得尤為重要和關(guān)鍵，需要打破數(shù)據(jù)資源的壁壘，開(kāi)放共享教育數(shù)據(jù)資源，切實(shí)為信息技術(shù)教育改革提供數(shù)據(jù)支持，并實(shí)施有效的監(jiān)督和評(píng)估機(jī)制。

（三）鼓勵(lì)融合創(chuàng)新，加強(qiáng)課程建設(shè)

美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程以國(guó)家計(jì)算機(jī)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為行動(dòng)指南，緊緊圍繞標(biāo)準(zhǔn)中的核心概念和核心實(shí)踐展開(kāi)，各州根據(jù)實(shí)際發(fā)展情況開(kāi)設(shè)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程。聯(lián)邦政府明確規(guī)定從幼兒園就開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)科學(xué)課程，然后延伸至中小學(xué)階段，并與大學(xué)課程進(jìn)行有效銜接。該系列報(bào)告中涉及的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程呈現(xiàn)多元化、多層次的特征，能夠看出計(jì)算機(jī)科學(xué)教育不僅注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的習(xí)得，還關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

2020年報(bào)告格外關(guān)注學(xué)生獲取和參與計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的情況，指出學(xué)生獲取與參與計(jì)算機(jī)科學(xué)課程受多種因素影響，并給出了解決的措施和建議（見(jiàn)圖4）。

實(shí)際上，與美國(guó)的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程相比，我國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)課程的目標(biāo)其實(shí)質(zhì)已經(jīng)超出計(jì)算機(jī)科學(xué)范疇[2]。反觀我國(guó)基礎(chǔ)教育階段信息技術(shù)教育的發(fā)展，已經(jīng)具有了極具時(shí)代性和科學(xué)性的標(biāo)準(zhǔn)和文件，并且已經(jīng)確立了信息技術(shù)課程的核心地位。為了深入挖掘契合我國(guó)基礎(chǔ)教育階段信息技術(shù)教育發(fā)展的適切路徑，在借鑒國(guó)外計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)時(shí)，還需要結(jié)合我國(guó)國(guó)情深入探究信息技術(shù)課程的內(nèi)容設(shè)置、實(shí)踐路徑和評(píng)估方式等[14]，積極鼓勵(lì)課程建設(shè)的融合創(chuàng)新，以滿足學(xué)生的現(xiàn)實(shí)需要和發(fā)展需求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)的學(xué)科育人價(jià)值。

（四）重視教師發(fā)展，給予全面支持

計(jì)算機(jī)科學(xué)教師是實(shí)施計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的關(guān)鍵，而“課堂教學(xué)是決定課程改革成敗和促進(jìn)教育公平的‘最后一公里’”[15]。所以，計(jì)算機(jī)科學(xué)教師的專(zhuān)業(yè)發(fā)展在整個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中占據(jù)非常重要的地位。美國(guó)倡導(dǎo)在推進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展中提供政策支持、專(zhuān)項(xiàng)資金、技術(shù)設(shè)備等全方位支持，加大各組織和相關(guān)利益團(tuán)體的合作力度，積極創(chuàng)設(shè)教師研學(xué)的各種項(xiàng)目，完善和細(xì)化教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的各項(xiàng)指標(biāo)和相關(guān)要求，不斷改進(jìn)教師資格專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的方式和途徑。

此外，比較注重職前教師和在職教師的專(zhuān)業(yè)性學(xué)習(xí)和持續(xù)性發(fā)展，通過(guò)設(shè)計(jì)和引進(jìn)相關(guān)的學(xué)習(xí)課程來(lái)構(gòu)建科學(xué)系統(tǒng)的教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而增強(qiáng)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師的專(zhuān)業(yè)性，保障計(jì)算機(jī)科學(xué)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。

面對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)教育發(fā)展的新態(tài)勢(shì)，系統(tǒng)科學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略能夠助力教師在日新月異的大環(huán)境中應(yīng)對(duì)“變與不變”的時(shí)代問(wèn)題。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)信息技術(shù)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展也正在發(fā)生深切變革，能夠從大量的政策文件、指導(dǎo)方針、改革策略等方面窺見(jiàn)改革的力度和成效。那么，如何有效甄別和借鑒國(guó)外優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)科學(xué)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還需要進(jìn)一步展開(kāi)深入研究，以期找到具有中國(guó)特色的、本土化的信息技術(shù)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展路徑。

五、結(jié)語(yǔ)

美國(guó)以計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)為主的相關(guān)研究組織聯(lián)合發(fā)布的年度系列《計(jì)算機(jī)科學(xué)教育報(bào)告》，作為窺探其計(jì)算機(jī)科學(xué)教育整體發(fā)展的重要戰(zhàn)略和行動(dòng)方針，不僅顯示出聯(lián)邦政府對(duì)提升K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)教育發(fā)展質(zhì)量的迫切需求，也是美國(guó)戰(zhàn)略意識(shí)、教育邏輯和社會(huì)發(fā)展相互碰撞的時(shí)代產(chǎn)物。為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的高質(zhì)量發(fā)展，聯(lián)邦政府聯(lián)合各州/區(qū)域政府、教育機(jī)構(gòu)以及社會(huì)組織等，共同致力于計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的系統(tǒng)建設(shè)，為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育改革提供方向和路徑選擇。

然而，我們需要進(jìn)一步深入思考的是，高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育水平作為長(zhǎng)遠(yuǎn)的國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略指標(biāo)之一，如何始終保持學(xué)科教育的專(zhuān)業(yè)性以及時(shí)代回應(yīng)性？某種程度上，依賴獨(dú)立于政策制定之外的高度專(zhuān)業(yè)性組織的冷靜分析與判斷，有其相對(duì)合理性和必要性。這也恰恰為我國(guó)進(jìn)一步優(yōu)化計(jì)算機(jī)科學(xué)教育政策制定依據(jù)，以及在全國(guó)各地進(jìn)行有針對(duì)性和地區(qū)性的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育提供了前車(chē)之鑒和參考經(jīng)驗(yàn)。

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Research on the Evolution of Computer Science Education in the United States

Rui LI， Baixian TANG

（School of Information， Yunnan Normal University， Kunming 650500， Yunnan）

Abstract： In order to build a high-quality computer science education system and achieve the vision of computer science education， the US has released a series of Computer Science Education Reports， aiming to provide policymakers， advocates， and educational practitioners with the basis and ideas for reform， to narrow the existing gaps in computer science education and effectively address the inequities in computer science education. By sorting out the core contents of the 2020-2022 Report， the author adopts the content analysis method and conducts an in-depth analysis in terms of the goal aim， nine policies， five principles， practice， and curriculum construction of computer science education respectively， which in turn leads to some reflections on the development of IT education at the basic education level in China： emphasizing goal leadership and advocating multi-party cooperation; focusing on continuous tracking and strengthening data governance; encouraging integration and innovation and strengthening curriculum construction; and focusing on teacher development with comprehensive support.

Keywords： Computer science education; Educational equity; Education policy; Elementary education; Professional development of teachers

編輯：李曉萍 " 校對(duì)：王天鵬

DOI： 10.3969/j.issn.1673-8454.2023.04.007

作者簡(jiǎn)介：李睿，云南師范大學(xué)信息學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師，博士（云南昆明 650500）；唐白仙，云南師范大學(xué)信息學(xué)院碩士研究生（云南昆明 650500）

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金—地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目“多元文化環(huán)境下面向用戶的個(gè)性化在線學(xué)習(xí)中的關(guān)鍵技術(shù)研究”（編號(hào)：61967015）