計(jì)算思維被認(rèn)為是21世紀(jì)學(xué)習(xí)者必備的能力之一,并且已經(jīng)嵌入美國、澳大利亞、芬蘭、英國、新西蘭、韓國等國家的K-12課程教育中。我國《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中也將計(jì)算思維納入學(xué)科核心素養(yǎng)之一,并將計(jì)算思維定義為“運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法,在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動”,自此計(jì)算思維教育實(shí)踐在我國中小學(xué)課程中積極開展,然而因缺乏有效的計(jì)算思維評價(jià)手段,計(jì)算思維的實(shí)踐效果并不理想。
● 計(jì)算思維評價(jià)概述
評價(jià)對于計(jì)算思維研究和實(shí)踐具有重要作用,近年來我國計(jì)算思維評價(jià)從科學(xué)研究方法的角度可以概括為三大類:①在自然情境下,通過定性觀察、訪談等方式收集學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程資料,并通過文字描述呈現(xiàn)研究結(jié)果的質(zhì)性研究;②驗(yàn)證國外已有的計(jì)算思維量表,并根據(jù)本土實(shí)際情況進(jìn)行量表改良的量化研究;③以量表或問卷的方式收集和分析數(shù)據(jù),并以定性觀察和訪談等方式獲得全面數(shù)據(jù)與信息的質(zhì)與量相結(jié)合的研究方法。
量表具有良好效度,然而我國目前還沒有統(tǒng)一的計(jì)算思維量表,而現(xiàn)有的國外計(jì)算思維量表是針對國外的教學(xué)情境以及學(xué)習(xí)者特征設(shè)計(jì)的,我國學(xué)習(xí)者對翻譯后的問題表述理解是否恰當(dāng)、能否直接用來測量我國學(xué)習(xí)者計(jì)算思維能力,還需大量驗(yàn)證。計(jì)算思維表現(xiàn)為問題解決過程中一系列思維活動,往往涉及分解復(fù)雜任務(wù)、解決復(fù)雜問題等過程,訪談法是通過研究者與教師和學(xué)習(xí)者進(jìn)行面對面交談來收集資料,獲取的資料具體而準(zhǔn)確,能夠全面深入地了解學(xué)習(xí)者解決問題過程中的思維變化過程。
● 半結(jié)構(gòu)化訪談評價(jià)
研究者事先準(zhǔn)備好訪談提綱,以確保訪談能夠正常有序地進(jìn)行,根據(jù)教師和學(xué)習(xí)者的實(shí)際情況靈活調(diào)整計(jì)劃,如訪談時(shí)間、訪談地點(diǎn)、記錄方式等,這種方法也稱之為半結(jié)構(gòu)化訪談。
1.實(shí)施過程
中學(xué)生已經(jīng)具備一定的口語表達(dá)能力,并且能夠確切清楚地描述自己的學(xué)習(xí)過程,本文以所在中學(xué)開展的編程社團(tuán)活動為例,運(yùn)用半結(jié)構(gòu)化訪談法,從教師和學(xué)生的角度分別收集數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,訪談?wù)呤菍W(xué)校編程社團(tuán)教師,但是與活動實(shí)施指導(dǎo)教師不是同一人?;顒忧霸L談?wù)哂涗浗處煂τ?jì)算思維教育的了解情況和活動設(shè)計(jì)情況,同時(shí)收集學(xué)生的計(jì)算思維基礎(chǔ)信息。活動開展結(jié)束后再次訪談,記錄開展活動過程中從教師角度看到的學(xué)生思維變化,并依據(jù)教師反饋隨機(jī)抽取或選取個別具有代表性的學(xué)生進(jìn)行訪談。通過整理、分析和總結(jié)活動過程中學(xué)生的計(jì)算思維變化資料,并反饋給教師形成活動反思,以便調(diào)整下一次活動計(jì)劃。
2.訪談框架設(shè)計(jì)
根據(jù)實(shí)際編程社團(tuán)活動設(shè)計(jì)訪談提綱,記錄教師與學(xué)生的教學(xué)前后訪談信息(如下頁表)。
3.評價(jià)結(jié)果生成
(1)教師前測
原始話語:“我從事信息技術(shù)教學(xué)已經(jīng)8年了,并且長期負(fù)責(zé)學(xué)校編程社團(tuán)活動的開展。這次的活動主題源自我們的真實(shí)生活體驗(yàn),就是以‘新冠肺炎疫情為大背景,完成‘白細(xì)胞大戰(zhàn)病毒游戲的項(xiàng)目,在這之前社團(tuán)的學(xué)生已經(jīng)有了使用編程測控板進(jìn)行Scratch游戲創(chuàng)作的先前經(jīng)驗(yàn),中學(xué)生對模塊化編程工具已經(jīng)非常熟悉,所以我在活動中省去了講解程序搭建部分,而是引導(dǎo)學(xué)生思考創(chuàng)作這個游戲需要哪些步驟、有哪些注意點(diǎn)?!?/p>
教師話語編碼生成評價(jià):①教師具備從事編程教學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ);②采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)開展計(jì)算思維教育教學(xué)活動;③學(xué)習(xí)者已有編程基礎(chǔ);④引導(dǎo)學(xué)生分析步驟,涉及計(jì)算思維中的問題分解能力。
(2)教師后測
原始話語:“大部分小組都完成了這個游戲創(chuàng)作,而且不同小組在白細(xì)胞和病毒的造型創(chuàng)作上別具一格。但是各小組在游戲細(xì)節(jié)方面差距較大,我注意到女同學(xué)在程序流程搭建過程中邏輯性普遍不如男同學(xué),下次我在分小組的時(shí)候會注意學(xué)生基礎(chǔ)和男女生搭配均衡的問題?!?/p>
教師話語編碼生成評價(jià):①初步完成活動目標(biāo);②不同學(xué)生之間的計(jì)算思維能力不同,尤其是男女生之間存在顯著差異;③下一步調(diào)整小組成員結(jié)構(gòu)。
(3)學(xué)生前測
原始話語:“我也是進(jìn)入初中以后才開始正式接觸編程,雖然接觸的時(shí)間不長,但是我很喜歡編程,我能在編程課上保持高效的學(xué)習(xí)狀態(tài),我希望有更多更好玩的創(chuàng)作機(jī)會?!?/p>
學(xué)生話語編碼生成評價(jià):①學(xué)生原先編程經(jīng)歷并不豐富;②學(xué)生的編程興趣較強(qiáng);③學(xué)生期待有更多編程學(xué)習(xí)機(jī)會。
(4)學(xué)生后測
原始話語:“我覺得這個游戲很有趣,有點(diǎn)類似我玩過的打地鼠游戲,只不過這個變成白細(xì)胞‘打病毒了。首先需要白細(xì)胞和病毒兩個對象,給病毒編寫自動繁衍的程序,病毒一旦遇到白細(xì)胞就消失;再設(shè)置白細(xì)胞消滅病毒的程序,白細(xì)胞在遇到病毒的時(shí)候我還設(shè)計(jì)了殺死病毒瞬間的造型變化,我很快就完成了主程序部分。但是在運(yùn)行游戲的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了幾個問題,一個是病毒克隆的速度太快,還有一個是每次游戲開始的時(shí)候白細(xì)胞的位置不固定。我通過在程序開始前加入設(shè)置白細(xì)胞的位置模塊解決了第二個問題,第一個問題我向同學(xué)請教了,他告訴了我方法?!?/p>
學(xué)生話語編碼生成評價(jià):①學(xué)生的編程興趣高;②能夠類比做過的游戲完成作品創(chuàng)作,涉及計(jì)算思維中的知識遷移能力;③能夠分析問題并分解問題,描述解決問題的步驟;④發(fā)現(xiàn)困難并嘗試解決問題;⑤有合作意識。
總之,結(jié)構(gòu)化訪談使得學(xué)生計(jì)算思維變得“可視化”,能夠全面詳細(xì)記錄學(xué)生在解決問題過程中的計(jì)算思維變化,同時(shí)也為教師進(jìn)行教學(xué)調(diào)整提供了依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
[1]劉向永.《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》概覽[J].中國信息技術(shù)教育,2018(05):5-6.
[2]牟琴.基于計(jì)算思維的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)與學(xué)習(xí)的模式研究與實(shí)踐[D].成都:四川師范大學(xué),2012.
作者簡介:閔芳芳(1988.6—),女,江蘇興化人,中學(xué)一級教師,碩士,研究方向?yàn)樾畔⒒逃?/p>
基金項(xiàng)目:2018年江蘇省教育信息化資助專項(xiàng)課題“基于計(jì)算思維的初中編程教學(xué)實(shí)踐研究”(項(xiàng)目編號20180131)。