中學(xué)信息技術(shù)課堂計算思維評價研究

摘要：計算思維是學(xué)生適應(yīng)信息社會的必備素養(yǎng)，也是信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)之一。計算思維是一種自頂向下、逐步細(xì)化的思維，對各個學(xué)科中問題的解決皆有指導(dǎo)意義。評價是檢驗教育教學(xué)效果的必要環(huán)節(jié)，以“如何評”的視角了解計算思維，更有利于把握其內(nèi)涵和培養(yǎng)現(xiàn)狀。文章以評價為切入點，以中學(xué)信息技術(shù)課中的計算思維評價為主題，搜集篩選得到涉及中學(xué)信息技術(shù)課堂計算思維評價的質(zhì)量較高的文獻，總結(jié)其中主要的計算思維評價維度、工具或方法，并對類似的研究內(nèi)容加以梳理歸納與討論。文章主要總結(jié)出以下7個研究角度：構(gòu)建新的計算思維評價框架、分析總結(jié)現(xiàn)有的典型評價工具、分析有關(guān)測評主題的研究并總結(jié)評價方式、依據(jù)現(xiàn)有評價體系編制問卷進行前后測、采用現(xiàn)有評價工具評價學(xué)生作品、作品+訪談+任務(wù)前后測、自主設(shè)計評測量表或體系。最后闡明三點研究發(fā)現(xiàn)：其一，當(dāng)下中學(xué)信息技術(shù)課堂中的計算思維評價方式向多元化、綜合化發(fā)展；其二，目前研究中的評價手段更多是結(jié)果性評價，生成性評價體現(xiàn)較少，但評價體系有優(yōu)化趨勢；其三，目前較多的研究還是以歐美國家的相關(guān)理論或研究成果為依據(jù)進行本土化實踐。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)課堂；計算思維；評價工作；測評

中圖分類號：G633.67 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）16-0-03

0 引言

計算思維與計算機科學(xué)關(guān)聯(lián)，卻超越計算機科學(xué)領(lǐng)域，被認(rèn)為是“21世紀(jì)核心的復(fù)合能力”，是當(dāng)前及未來時代不可或缺的心智素養(yǎng)之一。與此同時，計算思維也被稱為科學(xué)思維的第三種類型，它除了理論和實驗思維之外，還促進了人類文明和技術(shù)進步［1］。計算思維即以計算機科學(xué)家的思維方法分析和解決問題，是一種自頂向下、逐步細(xì)化的思維，也可以理解為一種分而治之、將大問題拆分為若干個小問題逐個加以解決的思維。范文翔、李藝2018年關(guān)于計算思維應(yīng)用研究層次分布的研究，將分布領(lǐng)域劃分為普通高等教育、中小學(xué)教育、學(xué)前教育和其他領(lǐng)域，其中占比最高的是普通高等教育領(lǐng)域，中小學(xué)教育相關(guān)研究數(shù)量也有一定增幅［2］。這表明我國關(guān)于計算思維培養(yǎng)的研究所面向的教育階段在發(fā)生改變，開始向中小學(xué)階段轉(zhuǎn)移［3］。

中學(xué)階段是學(xué)生計算思維發(fā)展的關(guān)鍵時期，信息技術(shù)課程是學(xué)生計算思維得以發(fā)展的重要載體。教學(xué)評價是促進教學(xué)反思和優(yōu)化教學(xué)效果的必要環(huán)節(jié)。因此，本研究以評價為切入點，以中學(xué)信息技術(shù)課中的計算思維評價為主題，進行文獻綜述。

1 中學(xué)信息技術(shù)課中計算思維評價維度、工具或方法

本研究將搜集到的文獻分為兩類：類型一為主題或子主題，即研究計算思維評價的文獻；類型二為在實驗或?qū)嵶C環(huán)節(jié)，檢驗研究成果是否促進學(xué)生計算思維水平提升的研究，或是案例中涉及中學(xué)信息技術(shù)課計算思維評價的研究。需要提前說明的是：其一，本研究認(rèn)為中學(xué)信息技術(shù)課堂本就應(yīng)包含編程教學(xué)，因此涉及面向中學(xué)階段學(xué)生的，以培養(yǎng)學(xué)生計算思維為目的的編程教學(xué)相關(guān)研究中，若不明確指出是發(fā)生在社團課、興趣班等類似情境中的教學(xué)，則劃歸為面向中學(xué)信息技術(shù)課堂的教學(xué)；其二，樣本文獻中存在面向整個中小學(xué)階段的相關(guān)研究，因其受眾包括中學(xué)階段，所以一并納入綜述范圍內(nèi)。

1.1 類型一文獻分析

1.1.1 構(gòu)建新的計算思維評價框架

孫立會、王曉倩認(rèn)為，教學(xué)目標(biāo)設(shè)計是教學(xué)評價的邏輯起點，由此開發(fā)了由認(rèn)知評價、元認(rèn)知評價、自我評價三個層次構(gòu)成的計算思維測評框架。認(rèn)知評價重視通過靜態(tài)測量方法（試題、量表等）對認(rèn)知進行量化，元認(rèn)知評價重視中學(xué)生計算思維的形成與發(fā)展過程，自我評價則側(cè)重計算思維自我內(nèi)化成效［4］。馮友梅、王珊針對計算思維評價設(shè)計了由計算概念與計算策略兩個維度組成的二維框架，該框架可為計算思維評價及其目標(biāo)評價體系的構(gòu)建提供多層次參考，且可作為信息技術(shù)課程單元教學(xué)設(shè)計的輔助工具［5］。以上研究大多基于學(xué)習(xí)與教學(xué)理論設(shè)計評價維度，也有研究針對具體的教學(xué)組織形式對計算思維評價維度進行設(shè)計。例如，有研究在項目式學(xué)習(xí)的流程之下，嘗試進行計算思維的評價設(shè)計，構(gòu)建了相應(yīng)的評價體系。

1.1.2 分析總結(jié)現(xiàn)有的典型評價工具

目前針對計算思維評價的研究，已生成多種典型工具，朱珂、徐紫娟等總結(jié)的類型包括診斷型、總結(jié)性型、形成性迭代型等［6］。也有研究迎合國內(nèi)信息技術(shù)課程需要和其他實際情況，從眾多文獻中篩選出國內(nèi)外典型的工具，并歸納為基于試題、量表、任務(wù)、環(huán)境的評價［7］。李鋒、程亮等采用內(nèi)容分析法，以25篇國際計算思維評價文獻為研究對象，進行關(guān)鍵詞編碼并形成組織序列，構(gòu)建了K-12計算思維評價“目標(biāo)—內(nèi)容”結(jié)構(gòu)體系［8］。這說明我國相關(guān)研究已在嘗試借鑒國外典型案例，進行本土化實踐。

1.1.3 分析有關(guān)測評主題的研究并總結(jié)評價方式

郁曉華、王美玲基于計算思維測評視角分析了41個測評實踐案例，根據(jù)分析結(jié)果指出，目前題目或編程測試法、作品或圖文分析法、調(diào)查法和觀察訪談法等評價途徑得到較多運用［9］，其中使用頻率最高且操作性、適用性較強的是題目測試法，觀察法和訪談法則一般作為輔助手段。羅海風(fēng)、劉堅的研究分析歸納了現(xiàn)有的計算思維測評主題：基于代碼讀寫能力的測評、基于游戲的情境式測評、基于問題解決式的測評、基于問卷題目的測評以及基于學(xué)科知識的測評［10］。另有研究嘗試突破以往綜合視角下的評價方式，著眼于設(shè)計計算思維微認(rèn)證式的評價，主張細(xì)化和區(qū)分計算思維的各構(gòu)成要素。微認(rèn)證的視角和思路使計算思維評價更加具體化，也為信息技術(shù)課堂中的計算思維評價提供了一種實用可行的落地方式。

1.2 類型二文獻分析

1.2.1 依據(jù)現(xiàn)有評價體系編制問卷進行前后測

張學(xué)軍、岳彥龍等的相關(guān)研究在實證階段采用陳興冶等編制的計算思維評價體系，已被研究證明具有良好的信效度［11］。為保證評價工作的準(zhǔn)確性，該項研究附加了作品分析、學(xué)習(xí)成績分析等其他手段來考察高中信息技術(shù)課中學(xué)生計算思維水平的提升效果。

1.2.2 采用現(xiàn)有評價工具評價學(xué)生的作品

陳興冶、馬穎瑩等2021年的研究面向信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)，以學(xué)生計算思維發(fā)展為研究視角，構(gòu)建深度學(xué)習(xí)模型，并以初中學(xué)生為實驗對象進行效果評價。采用的方式為作品分析：思維導(dǎo)圖（項目進行前）及Scratch作品［12］。兩種作品運用了霍夫評價模式和Dr.Scratch計算思維評價工具，并驗證了評價工具的可用性。

1.2.3 作品+訪談+任務(wù)前后測

在曹曉明的研究中，采用了“作品+訪談+任務(wù)前后測”的組合形式對學(xué)生計算思維水平進行評價，作品評價由教師進行，未明確運用了怎樣的評價標(biāo)準(zhǔn)；訪談面向3名存在學(xué)習(xí)效果差異性的學(xué)生，任務(wù)考核測評運用了前后測以及先鋒班、平行班的

分類［13］。

1.2.4 自主設(shè)計評測量表或體系

寧可為、楊曉霞認(rèn)為，計算思維包含五個核心概念：抽象化、分解、算法思想、歸納和評價。據(jù)此設(shè)計測驗量表，并在評價實施時輔以問卷調(diào)查進行補充［14］。丁世強、王平升等的研究在實驗階段以信息技術(shù)學(xué)科中的“程序與算法基礎(chǔ)”課程為載體，開展計算思維能力評價［15］。余燕芳、李藝的研究以機器學(xué)習(xí)模塊為例，展示了學(xué)習(xí)評價與計算思維評價層級間的關(guān)系，強調(diào)模塊學(xué)習(xí)主要以單元學(xué)習(xí)評價的方式體現(xiàn)，且一個評價項目對應(yīng)幾個不同層級的評價水平［16］。陳興冶、王昌國以高中信息技術(shù)課程中的網(wǎng)絡(luò)故障排查為學(xué)習(xí)內(nèi)容，采用自主編制的計算思維“二階診斷測試問卷”進行課堂評價，并驗證了可用性［17］。另有研究在評價階段根據(jù)流程圖設(shè)定評分標(biāo)準(zhǔn)，并輔以APP作品評價等手段［18］。多種評價手段的結(jié)合能夠全面測評學(xué)習(xí)者計算思維發(fā)展情況。傅騫、解博超等的研究根據(jù)國際計算思維挑戰(zhàn)賽試題重新編制試題進行計算思維評測，并依據(jù)國外權(quán)威專家提出的標(biāo)準(zhǔn)對試題進行了優(yōu)化［19］。該研究給出的示例題目采用了選擇題形式，與圖形變換相關(guān)，具體描述如下：在三角形瓷磚的每一邊分別放上同樣的三角形瓷磚，組成一個大三角形，將這個大三角形順時針旋轉(zhuǎn)90°后，再像之前那樣在三邊都加上瓷磚，則形成什么樣的圖案？值得一提的是，該研究將計算思維試題得分與電子作品得分作一致性對比，發(fā)現(xiàn)兩者之間呈顯著相關(guān)。

可見，目前中學(xué)信息技術(shù)課堂中已然開展了較為豐富的計算思維評價實踐，且更多研究傾向于自主設(shè)計評測量表或體系，同時依據(jù)國外研究成果進行本土化研究。

2 研究發(fā)現(xiàn)與討論

其一，不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下中學(xué)信息技術(shù)課堂中的計算思維評價方式并不單一，目前以量表為主，且傾向于尋找理論依據(jù)，并根據(jù)教學(xué)實際自主設(shè)計評價量表或工具，并嘗試將多種評價方式結(jié)合起來，即綜合應(yīng)用多種計算思維評價工具，以保證評價的科學(xué)性和有效性。

其二，目前研究中的評價手段更多的是結(jié)果性評價，生成性評價體現(xiàn)較少，但業(yè)界正開始對評價體系進行梳理，朝著優(yōu)化評價體系的方向發(fā)展，計算思維的評價方式也朝著多元化和科學(xué)化方向發(fā)展。

其三，依據(jù)本研究梳理的文獻情況，可以看出目前較多的研究還是以歐美國家的相關(guān)理論或研究成果為依據(jù)，進行本土化實踐。對于國外的成果，要妥善應(yīng)用，并努力實現(xiàn)與本土結(jié)合的創(chuàng)新性發(fā)展。同時，在正視國外計算思維評價工具的同時，應(yīng)致力于開發(fā)我國本土的有效計算思維評價實踐案例。

3 結(jié)語

評價工作是驗收教學(xué)效果的必經(jīng)之路，計算思維教育評價研究對促進計算思維教育發(fā)展有重要意義。中學(xué)是學(xué)生身心發(fā)展的重要階段，同時信息技術(shù)課中關(guān)注學(xué)生計算思維發(fā)展已然成為落實素質(zhì)教育的新要求，我國目前相關(guān)研究已取得了一定的成果。本文以“如何評”的視角進行文獻綜述研究，在一定程度上反映出當(dāng)下國內(nèi)中學(xué)信息技術(shù)課堂中的計算思維培養(yǎng)現(xiàn)狀，但本研究視角較為單一，需要更全面深入的探索研究予以補充。

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作者簡介：宋麗（1996—），山東菏澤人，碩士在讀，研究方向：信息技術(shù)教育。