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(xiàn),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(jìn)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(jìn)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(xiàn)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(jìn)了人類文明和技術(shù)進(jìn)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(jìn)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(jìn)行文獻(xiàn)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(xiàn)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(xiàn);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(jìn)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(tuán)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(xiàn)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(xiàn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xiàn)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(xiàn)為研究對象,進(jìn)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(jìn)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(xiàn)分析
1.2.1 依據(jù)現(xiàn)有評價體系編制問卷進(jìn)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(jìn)行效果評價。采用的方式為作品分析:思維導(dǎo)圖(項目進(jìn)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(jìn)行評價,作品評價由教師進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xiàn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行文獻(xiàn)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。
參考文獻(xiàn):
[1] 何中勝,劉曉丹.面向計算思維的文獻(xiàn)檢索課程的教學(xué)改革探索[J].圖書館學(xué)研究,2014(2):8-11.
[2] 范文翔,張一春,李藝.國內(nèi)外計算思維研究與發(fā)展綜述[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2018,36(2):3-17.
[3] 郁曉華,肖敏,王美玲.計算思維培養(yǎng)進(jìn)行時:在K-12階段的實踐方法與評價[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2018,36(2):18-28.
[4] 孫立會,王曉倩.基于馬扎諾教育目標(biāo)新分類學(xué)的計算思維評價框架構(gòu)建[J].電化教育研究,2021,42(6):20-26,33.
[5] 馮友梅,王珊,王昕怡,等.支持我國信息技術(shù)課程評價體系構(gòu)建的計算思維描述框架設(shè)計[J].電化教育研究,2022,43(6):115-121.
[6] 朱珂,徐紫娟,陳婉旖.國際視閾下計算思維評價研究的理論和實踐[J].電化教育研究,2020,41(12):20-27.
[7] 惠恭健,蘭小芳,錢逸舟.計算思維該如何評?:基于國內(nèi)外14種評價工具的比較分析[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2020,38(4):84-94.
[8] 李鋒,程亮,顧小清.計算思維學(xué)業(yè)評價的內(nèi)容構(gòu)建與方法設(shè)計:文獻(xiàn)比較研究的視角[J].中國遠(yuǎn)程教育,2022(2):65-75,77.
[9] 郁曉華,王美玲.計算思維培養(yǎng)之路還有多遠(yuǎn)?:基于計算思維測評視角[J].開放教育研究,2020,26(1):60-71.
[10] 羅海風(fēng),劉堅,羅楊.人工智能時代的必備心智素養(yǎng):計算思維[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2019,29(6):26-33.
[11] 張學(xué)軍,岳彥龍,梁嶼藩. Python課程中數(shù)字化游戲教學(xué)培養(yǎng)高中生計算思維的實證研究[J].電化教育研究,2021,42(7):91-98.
[12] 陳興冶,馬穎瑩,楊伊.面向計算思維發(fā)展的深度學(xué)習(xí)模型建構(gòu):以可視化編程教學(xué)為例[J].電化教育研究,2021,42(5):94-100,121.
[13] 曹曉明,安娜.培養(yǎng)計算思維的高中信息技術(shù)校本課程研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2018,28(7):106-112.
[14] 寧可為,楊曉霞.基于App Inventor的初中計算思維培養(yǎng)實證研究[J].課程·教材·教法,2018,38(2):110-115.
[15] 丁世強,王平升,趙可云,等.面向計算思維能力發(fā)展的項目式教學(xué)研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2020,30(9):49-55.
[16] 余燕芳,李藝.基于計算思維的項目式教學(xué)課程構(gòu)建與應(yīng)用研究:以高中信息技術(shù)課程《人工智能初步》為例[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2020,38(1):95-103.
[17] 陳興冶,王昌國.高中信息技術(shù)學(xué)科計算思維培養(yǎng)的實證研究[J].電化教育研究,2019,40(12):97-102.
[18] 郁曉華,王美玲.流程圖支持下的計算思維培養(yǎng)實踐研究[J].中國遠(yuǎn)程教育,2019(9):83-91.
[19] 傅騫,解博超,鄭婭峰.基于圖形化工具的編程教學(xué)促進(jìn)初中生計算思維發(fā)展的實證研究[J].電化教育研究,2019,40(4):122-128.
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。