梁海青

編程語(yǔ)言是將抽象的計(jì)算思維可視化的重要工具，開源硬件課程是培養(yǎng)計(jì)算思維最直接有效的載體。對(duì)于一線教師而言，傳統(tǒng)課堂中知識(shí)與技能的低階思維教學(xué)模式顯然不利于高階計(jì)算思維的生成，因而探索契合計(jì)算思維能力培養(yǎng)的編程教學(xué)模式意義重大。“教-學(xué)-評(píng)一致性”是基于標(biāo)準(zhǔn)的教育改革的前沿問題，也是推進(jìn)課堂研究與改進(jìn)教學(xué)實(shí)踐的新視角。本文在“教-學(xué)-評(píng)一致性”的理念指導(dǎo)下構(gòu)建了基于計(jì)算思維培養(yǎng)的編程教學(xué)模式，以期為一線教師提供具體可參考的教學(xué)實(shí)踐路徑。

● “教-學(xué)-評(píng)一致性”的內(nèi)涵解析及三維價(jià)值取向

1.內(nèi)涵解析

“教-學(xué)-評(píng)一致性”是以目標(biāo)為引擎，驅(qū)動(dòng)教、學(xué)和評(píng)三個(gè)核心要素高效運(yùn)轉(zhuǎn)最終促成教學(xué)輸出最大化的過程。目標(biāo)是起點(diǎn)，是各個(gè)教學(xué)要素?zé)òl(fā)生機(jī)的基礎(chǔ)，因而精準(zhǔn)地設(shè)計(jì)每堂課的教學(xué)目標(biāo)是課堂教學(xué)的重中之重。有了目標(biāo)為導(dǎo)向，教、學(xué)和評(píng)三個(gè)要素借助目標(biāo)供給的一致外驅(qū)力和固有的內(nèi)在自驅(qū)力，帶動(dòng)整個(gè)課堂向著期望的方向高效運(yùn)轉(zhuǎn)。教、學(xué)和評(píng)三個(gè)要素既是課堂教學(xué)的重要組成部分又各成體系，“教-學(xué)-評(píng)一致性”理念下的學(xué)教一致性、教評(píng)一致性和評(píng)學(xué)一致性打破了教、學(xué)和評(píng)三個(gè)要素之間的壁壘，在加速各個(gè)體系內(nèi)部循環(huán)以及彼此之間信息流通方面彰顯了巨大價(jià)值?？梢姡敖?學(xué)-評(píng)一致性”應(yīng)是課堂教學(xué)的固然屬性。

2.三維價(jià)值取向

（1）教的視角：生成教師專業(yè)發(fā)展新樣態(tài)?！敖?學(xué)-評(píng)一致性”的課堂教學(xué)為教師的專業(yè)發(fā)展開辟了嶄新的實(shí)踐路徑，是一種自主性的、可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在催生模式?！敖?學(xué)-評(píng)一致性”對(duì)教師的課程素養(yǎng)、評(píng)價(jià)素養(yǎng)以及自身素養(yǎng)等諸多方面提出了很高的要求，教師在實(shí)踐—反思—再實(shí)踐的循環(huán)回路中螺旋式地提升自身的教學(xué)水平，這種自發(fā)式的浸入式的教學(xué)實(shí)踐路徑由內(nèi)而外地助推了教師專業(yè)發(fā)展新樣態(tài)的生成。

（2）學(xué)的視角：奠基學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展新高度?！八仞B(yǎng)為本”的教育理念滲透了對(duì)生命個(gè)體的尊重和關(guān)懷，強(qiáng)調(diào)教育要回歸生命的本原，關(guān)照生命的整體性。在“教-學(xué)-評(píng)一致性”的整體教學(xué)觀下，學(xué)生存在與生長(zhǎng)的意義被深度關(guān)切，自我實(shí)現(xiàn)的高階發(fā)展需要便在個(gè)體被充分尊重的基礎(chǔ)上孕育而生，這種迫切的需求激勵(lì)和指引個(gè)體全身心參與課堂，成為學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的內(nèi)生力量。教師實(shí)時(shí)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，并提供學(xué)生發(fā)展需要的各種有利條件，成為支持學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的外部力量。

（3）評(píng)的視角：生發(fā)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)新活力。從歷史的視角來看，教學(xué)和評(píng)價(jià)兩者的關(guān)系經(jīng)歷了從評(píng)價(jià)介入和干預(yù)教學(xué)到評(píng)價(jià)成為教學(xué)過程的一部分，再到評(píng)價(jià)、教學(xué)與學(xué)習(xí)交融于一體的過程。課堂評(píng)價(jià)猶如指向教學(xué)目標(biāo)的導(dǎo)航儀，實(shí)時(shí)捕捉教學(xué)過程中各種有用的證據(jù)，它一方面精確診斷學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的差距，另一方面為教師反思和改善教學(xué)提供了現(xiàn)實(shí)支持。教師和學(xué)生在目標(biāo)的引領(lǐng)下以評(píng)價(jià)為媒介深度交互，并在持續(xù)不斷的反饋和調(diào)整中共同探尋趨向目標(biāo)的最佳路徑?！敖?學(xué)-評(píng)一致性”讓長(zhǎng)期落寞的教學(xué)評(píng)價(jià)回歸正統(tǒng)，改變了課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)，真正發(fā)揮了其對(duì)教學(xué)的增值功能。

● “教-學(xué)-評(píng)一致性”與計(jì)算思維的耦合關(guān)系

當(dāng)前，編程教學(xué)中存在著教學(xué)目標(biāo)形同虛設(shè)、教學(xué)模式陳舊單一、教學(xué)評(píng)價(jià)欠缺反饋等問題，這種教、學(xué)和評(píng)相分離的教學(xué)形態(tài)完全不足以支撐起對(duì)計(jì)算思維的立體化理解，而“教-學(xué)-評(píng)一致性”三位一體的整體教學(xué)觀恰恰為計(jì)算思維的動(dòng)態(tài)、立體化發(fā)展提供了多維保障：真實(shí)待解決的問題情境明確了計(jì)算思維的目的;學(xué)科內(nèi)容為基礎(chǔ)的信息問題系列構(gòu)成了計(jì)算思維的內(nèi)容結(jié)構(gòu);基于問題解決展開的分解、抽象、概括、算法和評(píng)價(jià)等計(jì)算思維活動(dòng)過程和計(jì)算思維品質(zhì)在連貫遞進(jìn)的教學(xué)環(huán)節(jié)中得以順利進(jìn)行;豐富生動(dòng)的課堂組織和科學(xué)可操作的評(píng)價(jià)量表準(zhǔn)確測(cè)量學(xué)生思維水平的動(dòng)態(tài)變化，實(shí)時(shí)的反饋有助于幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)思維的薄弱點(diǎn)，適時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略，計(jì)算思維的監(jiān)控力便在不斷地自我反思中逐步生成?？茖W(xué)合理的評(píng)價(jià)促使學(xué)生建立解決問題的信心，持續(xù)穩(wěn)固問題解決的內(nèi)驅(qū)力，充分發(fā)揮了非認(rèn)識(shí)因素在計(jì)算思維發(fā)展過程中的促進(jìn)作用。

● “教-學(xué)-評(píng)一致性”理念下的編程教學(xué)模式（如下圖）

1.目標(biāo)線

目標(biāo)既是課程邏輯的起點(diǎn)，也是課程邏輯的終點(diǎn)，因此，清晰的目標(biāo)是關(guān)鍵。一般而言，課程標(biāo)準(zhǔn)、教材教參、學(xué)情分析是確定教學(xué)目標(biāo)的主要依據(jù)，教師應(yīng)在基于以上的綜合分析中精確設(shè)計(jì)每一節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。

2.評(píng)價(jià)線

布盧姆等人提出的掌握學(xué)習(xí)理論有力地驗(yàn)證了持續(xù)性的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)是教學(xué)質(zhì)量的保障。計(jì)算思維內(nèi)容結(jié)構(gòu)的多元性和內(nèi)隱性決定了評(píng)價(jià)方式的多樣性、針對(duì)性和可操作性：基本概念和局部操作等計(jì)算思維概念層面的評(píng)價(jià)可以選用題目測(cè)試法和編程測(cè)試法;對(duì)問題解決與作品開發(fā)等計(jì)算思維操作層面的綜合考量可以選用作品分析法和圖文分析法;態(tài)度、情感等計(jì)算思維態(tài)度層面的評(píng)價(jià)可以借鑒調(diào)查法和觀察訪談法。

3.活動(dòng)線

孫立會(huì)、王曉倩提出計(jì)算思維培養(yǎng)的四個(gè)階段：實(shí)體感知與行為互動(dòng)中的前計(jì)算思維階段、符號(hào)象征與任務(wù)驅(qū)動(dòng)中的計(jì)算思維準(zhǔn)備階段、邏輯推演與思維抽象中的計(jì)算思維形成階段及假設(shè)推理與形式運(yùn)演中的計(jì)算思維發(fā)展階段。為了順應(yīng)計(jì)算思維生成的內(nèi)在秩序，筆者由淺入深地設(shè)計(jì)了“創(chuàng)設(shè)情境、激趣導(dǎo)入”“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、探究新知”“學(xué)以致用、交流反饋”和“總結(jié)歸納、拓展延伸”四個(gè)連貫的教學(xué)環(huán)節(jié)。在教學(xué)活動(dòng)的組織實(shí)施中，要實(shí)時(shí)審視教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度，實(shí)時(shí)關(guān)注評(píng)價(jià)反饋的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)糾偏教學(xué)路徑。

● “教-學(xué)-評(píng)一致性”教學(xué)設(shè)計(jì)的案例解析

筆者以“智能風(fēng)扇轉(zhuǎn)起來”一課為例進(jìn)行了“教-學(xué)-評(píng)一致性”的教學(xué)設(shè)計(jì)。本節(jié)課共有四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)之間層層遞進(jìn)，目標(biāo)線和評(píng)價(jià)線始終在教學(xué)活動(dòng)中齊頭并進(jìn)，共同推動(dòng)計(jì)算思維從低階向高階的演進(jìn)（如下頁(yè)表1）。

1.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

教師播放動(dòng)畫片《汪汪隊(duì)立大功》中萊德隊(duì)長(zhǎng)吹了一夜空調(diào)導(dǎo)致感冒的片段，引導(dǎo)學(xué)生思考：夏季長(zhǎng)時(shí)間地吹空調(diào)或者風(fēng)扇不僅容易感冒，還會(huì)造成非常嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，有沒有好的辦法解決這個(gè)難題呢？通過視頻導(dǎo)入創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，讓學(xué)生明確本節(jié)課設(shè)計(jì)節(jié)能風(fēng)扇的價(jià)值，激發(fā)學(xué)生運(yùn)用編程解決實(shí)際問題的信息意識(shí)。

2.任務(wù)驅(qū)動(dòng)，探索新知

本環(huán)節(jié)將具體的教學(xué)目標(biāo)融入三個(gè)具體的任務(wù)設(shè)計(jì)中，循序漸進(jìn)地推動(dòng)學(xué)生計(jì)算思維能力的發(fā)展。首先，引入思維加工的輔助工具——流程圖，顯性化表征學(xué)習(xí)者問題解決的思維全過程。通過將抽象的計(jì)算思維可視化，可以讓評(píng)價(jià)更具針對(duì)性。學(xué)習(xí)的初始階段用流程圖輔助學(xué)生分解、抽象的模型化計(jì)算思維能力的發(fā)展。其次，完成程序的界面設(shè)計(jì)和代碼編寫。在編程的過程中，使學(xué)生充分理解條件分支結(jié)構(gòu)對(duì)同類型問題的抽象與提煉邏輯，促進(jìn)概括、算法及評(píng)價(jià)等形式化計(jì)算思維能力的發(fā)展。最后，為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的預(yù)期功能，學(xué)生需要反復(fù)調(diào)試和優(yōu)化程序，這種迭代式的實(shí)踐摸索促進(jìn)了學(xué)生的系統(tǒng)化計(jì)算思維能力的發(fā)展。每個(gè)任務(wù)完成之后都會(huì)通過問卷星的形式收集學(xué)生的任務(wù)反饋電子清單，基于數(shù)據(jù)支持教師可以精準(zhǔn)地掌握學(xué)生的目標(biāo)達(dá)成度，進(jìn)而為學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)和思維發(fā)展提供腳手架，實(shí)時(shí)有效的評(píng)價(jià)有助于學(xué)生計(jì)算思維中評(píng)估能力的發(fā)展。

3.學(xué)以致用，交流反饋

情感激勵(lì)是學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的保障，通過播放《一度電賬單》的節(jié)能視頻，讓學(xué)生感受一度電的價(jià)值，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生對(duì)其他家電節(jié)能改造的欲望。教師提供了黑夜紅外感應(yīng)燈、光線感應(yīng)路燈、溫度感應(yīng)電視和濕度感應(yīng)加濕器四種節(jié)能改造的方案，學(xué)生自由選擇主題以小組為單位將創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在前一環(huán)節(jié)，學(xué)生的計(jì)算思維尚處于模仿的低階形態(tài)，通過本環(huán)節(jié)的拓展任務(wù)，學(xué)生的計(jì)算思維在遷移應(yīng)用中將會(huì)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，即從模仿為主的低階思維逐漸向創(chuàng)新為主的高階自動(dòng)化計(jì)算思維演進(jìn)。在任務(wù)完成后，每個(gè)小組學(xué)生代表依次上臺(tái)匯報(bào)電器的節(jié)能改造成果，匯報(bào)的過程就是任務(wù)分解的過程，計(jì)算思維中的各項(xiàng)能力再一次得到訓(xùn)練，通過師生共同網(wǎng)絡(luò)投票評(píng)選出環(huán)保達(dá)人團(tuán)隊(duì)，讓學(xué)生在節(jié)能改造中感受信息技術(shù)服務(wù)于生活的美好體驗(yàn)。通過對(duì)作品的相互評(píng)價(jià)，完善學(xué)生程序設(shè)計(jì)的認(rèn)知體系，提高了自我的反思能力。

4.總結(jié)歸納，情感升華

引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生完成情感參與的評(píng)價(jià)量表。要求學(xué)生課后做一個(gè)家庭用電小調(diào)查，制訂家庭節(jié)能方案，并帶動(dòng)家庭成員共同為節(jié)能貢獻(xiàn)自己的力量。通過課后任務(wù)，再一次增強(qiáng)學(xué)生節(jié)約用電的環(huán)保意識(shí)，提升信息社會(huì)責(zé)任感。課后，師生根據(jù)課堂的各項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果，再次反思自身的教與學(xué)。

● “教-學(xué)-評(píng)一致性”案例課程的教學(xué)效果分析

1.研究對(duì)象

本研究以山東省A中學(xué)的48名學(xué)生為研究對(duì)象，其中A班（24人）為實(shí)驗(yàn)班，B班（24人）為對(duì)照班。實(shí)驗(yàn)班采用“教-學(xué)-評(píng)一致性”理念下的教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，而對(duì)照班則采用傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，且由同一名教師教授“創(chuàng)意初級(jí)編程”課。在一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)班級(jí)的授課時(shí)間和課程進(jìn)度保持一致，以確保研究的科學(xué)性。

2.研究工具

本研究參考Selby等提出的抽象化（Abstraction）、分解能力（Decomposition）、算法思維（Algorithmic Thinking）、歸納（Generalization）和評(píng)價(jià)（Evaluation）五個(gè)維度，綜合部分專家和教師的意見設(shè)計(jì)了共計(jì)20道題目的計(jì)算思維評(píng)測(cè)量表。為了確保量表的科學(xué)性，對(duì)量表進(jìn)行了信度檢驗(yàn)，總的Cronbachs α系數(shù)值為0.842，抽象化、分解能力、算法思維、歸納和評(píng)價(jià)這五個(gè)維度的Cronbachs α系數(shù)值分別為0.813、0.745、0.805、0.866、0.783，數(shù)據(jù)表明量表的信度較高。

3.效果分析

在開展教學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，對(duì)兩個(gè)平行班學(xué)生的計(jì)算思維能力進(jìn)行前測(cè)，結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)班（54.60）和對(duì)照班（53.38）分差不大，說明兩個(gè)班在教學(xué)實(shí)踐開展之前學(xué)生的計(jì)算思維能力并無顯著差別。學(xué)期結(jié)束后，兩個(gè)班學(xué)生的計(jì)算思維能力的測(cè)量結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)班的整體得分要明顯高于對(duì)照班（71.04>55.11），并且實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生在計(jì)算思維五個(gè)維度上測(cè)量成績(jī)均得到了不同程度的提升，具體對(duì)比結(jié)果如表2所示。由此可見，“教-學(xué)-評(píng)一致性”理念下的教學(xué)模式對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)效果顯著。

● “教-學(xué)-評(píng)一致性”指導(dǎo)編程教學(xué)的相關(guān)建議

通過教學(xué)實(shí)踐的總結(jié)與反思，筆者發(fā)現(xiàn)，“教-學(xué)-評(píng)一致性”的理念在編程教學(xué)的實(shí)踐中存在著教學(xué)目標(biāo)定位不精準(zhǔn)、學(xué)生課堂參與度不高、課堂評(píng)價(jià)流于形式等問題?；诖耍槍?duì)“教-學(xué)-評(píng)一致性”指導(dǎo)的編程教學(xué)提出以下建議：①?gòu)?qiáng)化教學(xué)目標(biāo)意識(shí)，明確計(jì)算思維的發(fā)展路徑。落實(shí)“教-學(xué)-評(píng)一致性”首要環(huán)節(jié)是要轉(zhuǎn)變教師陳舊的教學(xué)理念，樹立起正確的目標(biāo)意識(shí)。目標(biāo)具有“導(dǎo)學(xué)、導(dǎo)教、導(dǎo)評(píng)價(jià)”的作用，清晰準(zhǔn)確的目標(biāo)定位是一切后續(xù)工作的依據(jù)。因而，教師要加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高教學(xué)目標(biāo)的撰寫水平。②提高教師評(píng)價(jià)素養(yǎng)，關(guān)注計(jì)算思維的情感支撐。教師的評(píng)價(jià)素養(yǎng)表現(xiàn)為堅(jiān)持以人為本的育人理念、制訂具體清晰的目標(biāo)、設(shè)計(jì)與目標(biāo)匹配的評(píng)價(jià)任務(wù)、適時(shí)獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、解釋數(shù)據(jù)并給予學(xué)生積極的反饋、針對(duì)學(xué)生提出個(gè)性化的指導(dǎo)意見。教師要結(jié)合具體情境和學(xué)生背景選擇合適的評(píng)價(jià)工具和評(píng)價(jià)時(shí)機(jī)，此外還要更加關(guān)注學(xué)生計(jì)算思維態(tài)度的評(píng)價(jià)，因?yàn)閺?qiáng)烈的問題意識(shí)、求知欲及興趣等情感態(tài)度類因素能夠激勵(lì)學(xué)生積極自主的思維活動(dòng)，成為計(jì)算思維發(fā)展的保障性因素。③促進(jìn)師生內(nèi)在反思，把控計(jì)算思維的最高形式。教師的成長(zhǎng)離不開經(jīng)驗(yàn)加反思，反思讓教師走出了重復(fù)單調(diào)、千篇一律的教學(xué)泥沼，創(chuàng)新性的改進(jìn)教學(xué)行為，提升教育實(shí)踐高度。計(jì)算思維的監(jiān)控是計(jì)算思維結(jié)構(gòu)的最高形式，學(xué)生通過反思在不斷的審視與調(diào)整中改善計(jì)算思維的生成路徑，促進(jìn)計(jì)算思維的高階發(fā)展。