王彩云
摘 要:計(jì)算思維是信息技術(shù)學(xué)科四大核心素養(yǎng)之一,而程序教學(xué)是培養(yǎng)計(jì)算思維的重要手段。以Scratch編程教學(xué)為例,初步探索在教學(xué)過(guò)程如何就計(jì)算思維的三維框架(計(jì)算概念、計(jì)算實(shí)踐、計(jì)算觀念)進(jìn)行多維評(píng)價(jià),希望能給一線教師在教學(xué)中評(píng)價(jià)學(xué)生的計(jì)算思維能力是否提高方面提供幫助。
關(guān)鍵詞:Scratch軟件;三維框架;計(jì)算思維
我國(guó)的計(jì)算思維研究還處于發(fā)展早期,對(duì)計(jì)算思維的研究較少,對(duì)計(jì)算思維能力的評(píng)估文獻(xiàn)更少。而隨著信息2.0時(shí)代的到來(lái),越來(lái)越多的人意識(shí)到了計(jì)算思維已經(jīng)成為每個(gè)人都必須掌握的思維能力。
一、計(jì)算思維的內(nèi)涵
2006年3月,美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授首次提出計(jì)算思維的概念。周教授指出計(jì)算思維和閱讀,寫(xiě)作及算術(shù)一樣,應(yīng)成為每個(gè)人的一項(xiàng)基本技能。計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。
二、計(jì)算思維的三維框架
2006年3月,周以真教授首次提出計(jì)算思維的概念,受到了廣泛關(guān)注。計(jì)算思維作為思維能力的主要特征,具有一定的抽象性,傳統(tǒng)評(píng)估方法因?yàn)樵u(píng)價(jià)維度單一,很難準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)出學(xué)生的計(jì)算思維能力是否提高。為了更加直觀地體現(xiàn)出小學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)情況, 2012 年,美國(guó)麻省理工學(xué)院終身幼兒園研究小組提出計(jì)算思維的三維編程框架。
三、Scratch軟件簡(jiǎn)介
近幾年來(lái),Scratch軟件逐漸被廣大一線教師認(rèn)可,并被納入小學(xué)信息技術(shù)課程中。目前,蘇科版小學(xué)五年級(jí)信息技術(shù)教材(2020年)中使用的是2.0版本。這款軟件最大的優(yōu)點(diǎn)在于孩子不用記住復(fù)雜的命令,只需要用鼠標(biāo)將控件像堆積木一樣搭建、組合在一起,就可以實(shí)現(xiàn)游戲、動(dòng)畫(huà)、故事等。
四、小學(xué)信息技術(shù)的三維目標(biāo)與計(jì)算思維的三維框架
筆者通過(guò)分析計(jì)算思維的三維框架與小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)目標(biāo)之間的聯(lián)系,整理了以下基于計(jì)算思維三維框架的評(píng)估模型。(1)計(jì)算概念(知識(shí)與技能):序列、事件、條件、循環(huán)、并行、運(yùn)算符、數(shù)據(jù);(2)計(jì)算實(shí)踐(過(guò)程與方法):增量迭代、復(fù)用和混合、抽象和模塊化、測(cè)試和調(diào)試;(3)計(jì)算觀念(情感、態(tài)度與價(jià)值觀):創(chuàng)意與表達(dá)、溝通與協(xié)作、理解與質(zhì)疑。
五、基于Scratch軟件的小學(xué)生計(jì)算思維能力評(píng)估方法
計(jì)算思維的評(píng)估方法包括量表評(píng)估、作品分析評(píng)估、訪談式評(píng)估以及題測(cè)評(píng)估[1]。筆者以蘇科版小學(xué)信息技術(shù)五年級(jí)(2020年)教材中的《編排節(jié)目順序》這節(jié)課為例,筆者通過(guò)Scratch軟件再現(xiàn)《狐假虎威》這個(gè)故事。根據(jù)不同的評(píng)估方式設(shè)計(jì)了以下學(xué)習(xí)單。
(一)量表評(píng)估
2015 年,Korkmaz等人提出用量表來(lái)測(cè)量學(xué)生的計(jì)算思維技能水平,并且計(jì)算思維量表的信度和效度已得到驗(yàn)證[2]。計(jì)算思維量表包括五個(gè)維度:創(chuàng)造、算法思維、批判性思維、解決問(wèn)題、建立合作。
以《編排節(jié)目順序》——狐假虎威這節(jié)課為例,筆者分別在故事創(chuàng)作、能力提升、盡善盡美、課堂測(cè)試、自由創(chuàng)作五個(gè)方面進(jìn)行自我評(píng)價(jià)、師生互評(píng)。
(二)訪談式評(píng)估
訪談式評(píng)估指學(xué)生做完任務(wù)后,對(duì)學(xué)生進(jìn)行訪談。以本節(jié)課為例設(shè)計(jì)以下三個(gè)部分:(1)歷史和動(dòng)機(jī):本節(jié)課你學(xué)到了什么?(2)創(chuàng)建過(guò)程:本節(jié)課的主題是什么?角色腳本制作的先后順序?故事是如何發(fā)展的?在整個(gè)過(guò)程中遇到了什么問(wèn)題?如何處理這些問(wèn)題?森林里還會(huì)發(fā)生哪些故事嗎?(3)反思和創(chuàng)新:有哪些創(chuàng)新點(diǎn)?運(yùn)用本節(jié)課學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)想去設(shè)計(jì)什么程序?
(三)分析評(píng)估
學(xué)生作品分析分為:教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)以及網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià),最后將各部分的分?jǐn)?shù)相加得到總分。
基于本節(jié)課筆者設(shè)計(jì)以下五個(gè)方面:(1)故事創(chuàng)作:1個(gè)角色腳本1分(共計(jì)4 分)、程序正常運(yùn)行(2 分)、熟練(2 分)(共計(jì)8分);(2)測(cè)試:1題1分(共計(jì)2分);(3)能力提升:每句配音錄制好并放在合適位置加1分(共計(jì)3分);(4)盡善盡美:角色切換合適的造型(共計(jì)4分);(5)自由創(chuàng)作:一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)1分(共計(jì)3分)。
Scratch軟件分為線上和線下兩個(gè)免費(fèi)的版本。設(shè)計(jì)完作品后,可以將作品提交到Scratch的社區(qū)平臺(tái),如中國(guó)少年創(chuàng)客學(xué)院、咔噠咔噠、熊貓編程、西瓜創(chuàng)客Scratch交流社區(qū)、helloworldroom網(wǎng)頁(yè)平臺(tái)等。
(四)題測(cè)評(píng)估
題測(cè)評(píng)估的典型代表就是計(jì)算思維測(cè)試。根據(jù)以下五個(gè)維度來(lái)設(shè)計(jì)和表征的:計(jì)算概念、項(xiàng)目環(huán)境界面、回答選項(xiàng)方式、嵌套的存在與否、所需任務(wù)。筆者設(shè)計(jì)了基于本節(jié)課的以下測(cè)試題。
測(cè)試題1:以下角色的出場(chǎng)順序正確的是(? )
1.老虎 2.狐貍 3.小狗 4.斑馬
A.1234? ? B.2134? ? C.1243? ? D.2143
測(cè)試題2:以下的廣播消息名稱哪一個(gè)最合適(? )
A.廣播“老虎”并等待? B.廣播“角色2”并等待
C.廣播“111”并等待? ? D.廣播“老虎出場(chǎng)”并等待
參考文獻(xiàn):
[1]劉嬌,李建生.計(jì)算思維的評(píng)估方法及應(yīng)用案例[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2019(10).
[2]胡盈瀅.中小學(xué)計(jì)算思維培養(yǎng)課程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)研究[D].上海:上海外國(guó)語(yǔ)大學(xué),2019.