李鋒 程亮 顧小清

【摘 要】

信息技術與社會各領域深度融合使人們不僅在行為上要適應信息社會，更要用思維理解信息社會。計算思維作為學生在信息社會生存的基本素養(yǎng)，已成為學校教育的重要內容。隨著計算思維教育的實施，如何評價計算思維和怎樣通過評價促進學生計算思維發(fā)展就成為計算思維教育的一項重要內容。本研究梳理了我國計算思維評價中存在的問題，借助NVivo質性文本分析工具對25篇國際計算思維評價的文獻進行內容分析，形成計算思維評價內容關鍵詞編碼的組織序列，歸納K-12階段計算思維評價內容體系;依托教育目標分類理論分析計算思維評價方法與策略，闡明不同維度評價內容與學段的映射關系，針對評價內容選擇典型評價案例，為實施評價提供可資參考的路徑。

【關鍵詞】? 計算思維;學業(yè)評價;內容體系;方法設計;質性文本分析工具;聚類分析;計算概念;計算實踐;

計算觀念

【中圖分類號】? ?G40-057? ? ? ? ?【文獻標識碼】? A? ? ? ?【文章編號】? 1009-458x（2022）2-0065-11

信息技術與社會各領域深度融合創(chuàng)生出“互聯(lián)網+”“人工智能+”等信息社會發(fā)展新形態(tài)，它在改變人們的行為特征的同時，也轉變著人們的思維方式。計算思維作為人們抽象問題及表達解決問題方案的一種思維過程（Wing， 2014），已成為人們生存于信息社會的一項基本素養(yǎng)，并逐步融入許多國家（或地區(qū)）的學校課程體系中（范文翔， 張一春， 李藝， 2018; 李鋒， 2018）。計算思維在學校有計劃、有步驟地實施后，怎樣評價學生的計算思維和如何實現“以評促學”就成為計算思維教育的新挑戰(zhàn)（Mueller， et al.， 2017）。

一、問題界定

學業(yè)評價是課程實施的關鍵環(huán)節(jié)，也是驗證與促進教學成效的重要依據。在計算思維教育中，通過學業(yè)評價可判斷學習目標達成度，發(fā)現學習問題，有針對性地指導與調整學習。我國新修訂的高中信息技術課程標準將計算思維作為一項學科核心素養(yǎng)，融入信息技術課程與教學中。隨著新課程實施，研究人員通過專家訪談、課堂觀察、文本分析等方式調研了學校計算思維教育現狀，發(fā)現計算思維評價還存在著評價內容簡化為編程評價、評價方法等同于題目測試以及評價結果過于強調甄選功能等問題。

（一）計算思維評價簡化為編程評價

計算思維作為人們運用計算機科學領域思想方法解決問題的一系列思維活動，不僅包括算法、編程等概念和技能層面的內容，還包括應用計算機解決問題過程中的更多學習結果，例如學生在信息活動過程中的問題分析與解決能力、系統(tǒng)思考與設計能力、社交能力、人格塑造與思維品質發(fā)展以及價值觀的形成，是信息化環(huán)境下多種思維的綜合體（王旭卿， 2014; 陳國良， 董榮勝， 2013）。2018年，我國高中信息技術課程標準要求從“方案設計、自動化實現、迭代與優(yōu)化、能力遷移”（中華人民共和國教育部， 2020， p.66）等方面發(fā)展學生計算思維綜合應用能力。然而受信息技術“工具論”影響，在教學實踐中計算思維評價還局限于程序設計語言的常量、變量、數據類型、運算符、表達式等知識技能評價，過于關注語句結構分析，強調函數及其參數的操作，將計算思維評價簡化為“編程評價”。事實上，脫離活動情境和問題解決全過程，碎片化、機械式程序技能評價不僅不能真實反映學生的計算思維，還會因過多記憶性與操作性內容降低學生的學習興趣，導致課程標準與學業(yè)評價“兩張皮”的問題（熊璋， 楊曉哲， 2019）。

（二）計算思維評價等同于“題目測試”

隨著學界對計算思維研究的深入，計算思維的內涵得以不斷豐富，進一步推動了計算思維評價方法與工具的發(fā)展。一些學者依據評價目標與內容，從題目設計、組織方式、技術環(huán)境等方面研發(fā)了形式多樣的計算思維評價方法與工具。大田等（Ota， 2016）通過智能化編程環(huán)境，將具體問題和任務要求轉化為抽象、分解和建模等計算思維相關能力事件，在其中融入編程所需要的分支語句、循環(huán)、事件、函數等計算概念與方法，通過分析學生編程解決問題的能力開展個性化計算思維評價。科爾克馬茲等（Korkmaz， 2019）從創(chuàng)造、算法思維、合作、批判思維等方面開發(fā)了一套含有29個項目的計算思維自我效能感評價量表，通過學生填寫量表和分析量表數據，評價學生計算思維發(fā)展狀況。我國高中信息技術課程標準在評價建議中也提出：“要根據評價目的與要求，從知識、能力、情感等方面采用多種方式開展評價，全面評價學生學習狀況?！保ㄖ腥A人民共和國教育部， 2020， pp. 51-52）然而，調研我國信息技術課程實施現狀，計算思維評價主要還是通過信息技術題目測試的方式來實現。為強調評價結果的客觀性，測試題目更多是依據問題讀程序、修改語句、分析和判斷運行結果等內容。計算思維教育作為學生學習知識、提升能力、發(fā)展情感的綜合體，如果評價只采用單一的題目測試方式，忽視計算思維發(fā)展的整體性，當評價結果指向高利害時也就容易引發(fā)“題海訓練”的問題（楊伊， 陳興治， 2018）。

（三）計算思維評價指向“等級甄別”

當前教育評價領域正發(fā)生著范式的轉換，吉普斯（Gipps， 2009）將之描述為從心理測量學范式到教育評價范式的變革，從測驗文化到評價文化的變革。評價不再局限于對學習群體的“甄別”，更強調評價結果及時反饋與個性化指導。評價理念的變革推動了計算思維評價的發(fā)展。莫雷諾-萊昂（Moreno-León， 2015）等人借助在線編程平臺將評價嵌入學習過程中，從抽象、問題分解、模型建構、數據分析等計算思維概念構成要素，對學生在編程過程中表現出的計算思維進行形成性評價，以個人學習評價報告的方式反饋給學生，指導和調節(jié)學習。巴蘇等（Basu， 2017）采用前、后測方式評價學生計算思維的發(fā)展情況，引導學生在特定問題場景中進行算法設計，評估學生的計算思維實踐能力，采用電子檔案記錄學生的學習過程，分析學生的學習困難。我國高中信息技術課程標準也強調“要以多樣化的評價促進學生學科核心素養(yǎng)的提升，不能簡單地以分數或等級來評估學生”。但是，調研我國計算思維評價的具體實施，主要還是以信息技術學業(yè)合格考試和學業(yè)等級考試兩種結果性評價來實現。學業(yè)合格考試劃分為“合格”或“不合格”兩類等級，學業(yè)等級考試根據學生分數歸檔等級。但無論合格考試還是等級考試，其目的均指向對學生進行“甄別”，評價結果不僅不能及時反饋與指導學生改進學習，反而會因過于強調“甄別”而加劇學習競爭，導致“為考試而學”的問題。

隨著計算思維在學校教育的深入開展，計算思維學業(yè)評價也得到學界關注。例如，任友群等（2016）從計算原理與項目實踐等方面探討了計算思維綜合評價體系，提出將計算思維作為綜合學習結果進行評價;格弗羅（Grover， 2017）從開放式編程、作品創(chuàng)新、算法紙筆測驗等方面開展了計算思維評價方法研究;史文崇（2019）等從評價工具方面分析了總結性工具、形成性交互評價、技能-遷移工具、觀念態(tài)度量表等在計算思維評價中的優(yōu)勢和不足。這些研究為計算思維評價研究進一步開展提供了可資借鑒的成果。

二、研究目標、方法和過程

（一）研究目標

針對我國當前計算思維評價中評價內容簡化為編程評價、評價方法等同于客觀題測試以及評價結果過于強調甄選功能等問題，本研究聚焦計算思維“評什么”和“怎么評”兩項任務，收集和梳理國際計算思維評價研究成果，借助質性文本分析工具，以文本編碼方式對收集的計算思維評價文獻進行聚類和歸納研究，從評價內容、評價方法、評價案例等方面進行文本分析，研究目標為：

（1）通過質性文本分析工具，對篩選出的計算思維評價研究文獻進行內容分析，聚類評價內容要點，構建K-12階段計算思維評價的內容結構體系;

（2）通過“學段—內容—方法”關系映射方式，建立計算思維評價內容與各年齡段學生的對應關系，針對評價內容設計計算思維評價方法;

（3）通過案例研究法，分析計算思維評價內容、方法和工具一致性實現過程，提供可資借鑒的評價案例。

（二）研究方法與過程

本研究采用文獻內容分析與關鍵詞聚類歸納方法，以質性文本分析工具NVivo軟件為研究工具，利用其文本編碼、數據可視化、聚類比較等功能完成對研究文獻的內容分析，自下而上地歸納不同層次的概念范疇與類屬關系，探尋計算思維評價要素的結構關系，建構出適用于K-12階段計算思維評價的內容體系。

1. 收集與整理研究資料

研究人員以“計算思維（computational thinking）”并含“評價（evaluation）或評估（assessment）”為關鍵詞在ACM、IEEE、Science Direct、Springer Link、Web of Science等數據庫中以主題檢索的方式，對2006年至2021年2月的研究文獻進行檢索，通過Endnote去重后得到相關文獻692篇。根據標題與摘要初步排除478篇無深度相關文章，然后結合文章內容進行復篩，剔除綜述與理論類文獻、非K-12階段的研究文獻、不包含計算思維測評環(huán)節(jié)的文獻，再從復篩文獻的參考文獻中追蹤相關文獻，最終確定25篇有效的計算思維評價研究文獻。

確定研究文獻后，研究人員對篩選出的文獻從研究學段、評價目標和評價方法三個方面進行分析。確定每一項研究中計算思維評價學生的學段、評價目標和評價方法。表1是研究文獻篩選與整理結果。

2. 文本編碼與聚類分析

文本編碼和分析采用扎根理論研究模式（Strauss & Corbin， 1997），在不預設任何模型假設，不限制形式的資料中比較、發(fā)掘和分析研究文獻，以NVivo為分析工具，通過三級編碼對25篇計算思維評價的研究文獻進行編碼，梳理出306個內容要點、37種基本類屬、9項核心條目編碼結構體系。為確保文本編碼的信度，研究團隊推選兩位學科專業(yè)內容識別特征準確率高、編碼一致性高的研究人員進行文本編碼，他們均接受過“行為事件訪談法”（BEI）編碼方法訓練。在編碼過程中兩名編碼人員分別編碼，在每一級編碼中，分別匯總比對編碼結果，當兩人對編碼內容出現不一致觀點時，兩位編碼人員集中討論，直到達成一致。如果兩者不能達成一致，由第三名研究人員（指導專家）進行最終確認。具體編碼和歸納過程如下：

（1）一級編碼，聚合內容要點。一級編碼是將計算思維評價研究中的文本內容分解為不同等級與不同類型的關鍵詞類屬。本環(huán)節(jié)將25篇計算思維評價研究文獻全部導入NVivo軟件中，以分詞編碼方式對研究文獻中與計算思維評價指標相關的關鍵詞進行提取編碼。單篇文獻中出現多次同一關鍵詞只在第一次出現的地方進行編碼。

（2）二級編碼，概括基本類屬。二級編碼是尋找計算思維評價要點之間的關聯(lián)，構建具有概括性的同類內容，是在一級編碼基礎上歸類名稱相似、含義重合、相關性高的內容要點。在此過程中，研究者參考我國高中信息技術課程標準、CAS-2015定義、ISTE-2015定義中對計算思維概念的界定，對內容要點進一步界定，統(tǒng)一表述語句?；谝陨显瓌t，形成37種基本類屬，這些類屬位于評價框架中層，是進一步凝練核心條目的支撐依據。

（3）三級編碼，歸納核心條目。三級編碼是在一級、二級編碼的基礎上，依據學科特征歸納計算思維評價的核心條目，建構出研究主題內部要素的邏輯關系。在此過程中，研究者對最終確定的37種基本類屬進行歸類分析，建立基本類屬之間的類別關系與評價頻度，回溯文獻內容與課程標準中計算思維評價指標的名稱與內涵，歸納形成計算思維評價的核心條目。按照25篇文獻評價內容編碼頻度聚類結果，計算思維評價內容的核心條目順序是程序（96）、問題分析（57）、過程開發(fā)（38）、方案設計（35）、合作意識（23）、情感態(tài)度（19）、算法（18）、數據結構（10）和數據處理（10）。其中，每一核心條目又包括相對應的基本類屬，形成計算思維評價內容要點內部的邏輯關系（如圖1所示）。

三、研究分析與結果

（一）構建計算思維評價“目標—內容”結構體系

2012年，布倫南和雷斯尼克（Brennan & Resnick）在編程環(huán)境下分析學生的計算思維表現，設計出計算思維評價的三維框架，即計算概念、計算實踐和計算觀念。該框架與我國知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三維教育目標相互呼應（王旭卿， 2014），界定了計算思維評價目標維度，提供與之對應的評價內容。但是，該評價框架主要指向的是編程環(huán)境下學生計算思維評價，較少涉及非編程環(huán)境（如不插電計算機學習環(huán)境）下計算思維的應用與表現，窄化了計算思維評價的內容范圍。為綜合評價學生在編程和非編程環(huán)境下應用計算思維解決問題的能力（郁曉華， 王美玲， 2019），本研究借鑒布倫南等提出的三維評價框架，結合25篇文獻內容的聚類分析結果，設計“目標—內容”結構體系，進一步豐富計算思維評價內容。

依據教育目標分類理論，從評價目標層面對文獻內容聚類結果進行歸納。其中，程序、算法、數據結構歸類為計算概念，指向應用計算思維處理事務過程中所需具備的基本知識與技能;問題分析、方案設計、過程開發(fā)、數據處理歸類為計算實踐，表現為利用計算思維解決問題的過程與方法;合作意識、情感態(tài)度歸類為計算觀念，反映人們在應用計算思維的過程中所形成的有關人、技術與社會關系的觀點、情感與態(tài)度。

按照學科邏輯關系，整合25篇文獻中計算思維評價內容，形成核心條目與基本類屬的一致性關系。例如，“程序”在評價內容中包括變量、運算符、布爾運算、條件、循環(huán)等內容;“過程開發(fā)”在評價中體現在漸進與迭代、模塊化與重用、調試與糾錯、評估與反饋等方面。

結合評價目標與學科邏輯，構建K-12計算思維“目標—內容”評價框架（如表2所示），明確目標維度對應的核心條目與基本類屬，形成目標維度、核心條目、基本類屬的結構體系，為計算思維“評什么”提供“目標—內容”層面的支持。

（二）計算概念的評價內容與方法

1. 計算概念評價內容分析

計算概念作為理解和應用計算思維的知識與技能，由處于頂端層次包容性較強的抽象概念和在結構中處于較低層次的具體概念組成。分析研究文獻中計算概念相關的評價案例，在評價內容中程序所涉及的評價頻度最高（98），其次是算法（18）和數據結構（10）。受編程教學觀念影響，程序及相關內容依然是計算概念的主要評價內容。在上述三類頂端層次的計算概念中，每一類又可劃分為一些具體概念，形成有層次、有關聯(lián)的知識結構。例如，數據結構可分化為列表、棧、隊列、二叉樹等。隨著計算概念和子概念不斷融入與相互貫通，計算思維評價逐步從編程環(huán)境遷移至非編程環(huán)境中，其評價內容得以不斷完善與發(fā)展。

按照安德森（2008， pp. 20-31）“知識—認知過程”認知目標分類方法，結合學生學段，從“學段—計算概念—認知層次”設計分析框架，對文獻中計算概念的評價內容進行分析（如圖2所示），可看出：計算概念隨年級提高呈現出評價內容量與復雜度逐步增加的態(tài)勢。其一，隨年級提高計算概念評價內容量逐步增加。例如：在K—6年級，數據結構的評價內容反映在編程操作中的列表（Seiter & Foreman， 2013）;在7—9年級數據結構評價的內容增加了隊列、棧和二叉樹等內容（Dagiene & Futschek， 2008），在評價內容量上有所增加。其二，隨年級提高計算概念的認知程度逐步加深。例如，在7—9年級與10—12年級兩個學段，雖然在數據結構上兩個學段的評價內容都有隊列、棧和二叉樹的內容，但是在認知層次上7—9年級是通過具體情境讓學生理解“二叉樹”中節(jié)點間的規(guī)則關系，能直接應用規(guī)則完成數據交換（Dagiene & Futschek， 2008），而10—12年級則要根據規(guī)則對情境中的問題進行分析，對二叉樹中節(jié)點的值進行推算，并做出判斷（Storey & Hobson， 2018）。

2. 計算概念評價方法與案例

計算概念的評價是判斷學生對概念性知識的掌握程度，不僅是判斷學生對概念內容敘述的準確性，更主要是在“變式”情況下學生對概念特征與屬性關系進行推理、判斷及應用的狀況。比較研究文獻中的評價案例，計算概念評價方法較多采用題目測試法來設計計算概念評價“變式”。題目測試法是將評價的計算概念和學生的學習經驗結合起來，設計與描述評價情境與問題，在學生回答和解決問題的過程中考查學生對計算概念的理解和掌握情況。其中，情境與問題的設計要符合以下要求：①要具有與學生經驗相符合的活動情境;②解決問題時需要用到相應的計算概念;③問題對于相應年齡的孩子要具有一定的挑戰(zhàn)性。例如，貝布拉斯挑戰(zhàn)賽（Bebras-Tasks）采用情境試題對小學生的計算思維進行測試。在題目設計中，在問題情境、概念的屬性特征、概念間的相互關聯(lián)等方面設計測試題目的“變式”，根據學生作答結果的正誤進行判斷與反饋。案例1是應用題目測試方法評價學生計算概念的一個案例。

案例1：循環(huán)執(zhí)行的過程與方法

評價對象：小學2年級

評價目標：考查內容為程序類屬中的“循環(huán)”相關概念與方法。

情境與問題：“在圖3中，運動中的圖符想要走到紅色標志物處需要重復多少次‘左-左-上’序列？”

問題分析：題目將“循環(huán)”中循環(huán)條件、循環(huán)體、重復執(zhí)行等屬性滲透到任務情境中，學生在求解過程中需要利用這些概念、屬性和特征做出判斷。即使不在編程環(huán)境下，通過這一類問題的解決也能反映出學生應用計算思維解決問題過程中表現出的形式化與模型化的能力。

（三）計算實踐的評價內容與方法

1. 計算實踐評價內容分析

計算實踐是在應用計算思維解決具體問題的過程中對計算概念、方法、策略等內容的綜合應用。分析研究文獻中的相關內容與案例，計算實踐主要表現為問題分析、方案設計、過程開發(fā)、數據處理四個主要環(huán)節(jié)。在文獻研究內容中，“問題分析”評價頻度最高（57），其次是過程開發(fā)（38）、方案設計（35）和數據處理（10）。問題分析作為計算實踐的首要環(huán)節(jié)，直接影響著其他解決問題環(huán)節(jié)的開展，是計算實踐評價設計都需經歷的環(huán)節(jié)。在計算實踐四個環(huán)節(jié)中， 每一環(huán)節(jié)又可分解為一些子環(huán)節(jié)。例如，“過程開發(fā)”可分解為漸進與迭代、模塊化與重用、調試與糾錯、評估與反饋;“數據處理”可分解為數據收集、數據組織、數據分析、數據呈現。在具體實踐情境中，對學生應用計算思維解決問題的環(huán)節(jié)進行跟蹤和判斷，以此評價學生的計算實踐能力。

計算實踐活動可以反映出學生應用計算概念與方法解決實際問題的能力。按照問題起點、目標與操作方法的清晰程度，問題可分為“良構問題”與“劣構問題”（王小明， 2009， pp. 231-232）。不同類型的問題所反映的計算實踐能力也不盡相同。結合學生的學段特征，從學段、計算實踐、問題類型三個維度設計分析框架，對文獻中計算實踐評價內容進行分析（如表3所示），可發(fā)現：

其一，面向計算思維解決問題全過程的評價。在“核心條目”與每項條目的“基本類屬”方面逐步形成計算實踐閉環(huán)結構。例如，在計算實踐“核心條目”層面，K—6年級、7—9年級和10—12年級三個學段的計算實踐中都包括問題分析、方案設計、過程開發(fā)和數據處理;在“基本類屬”層面，K—6年級過程開發(fā)能力以漸進迭代、調試糾錯、模塊化與重用為主要評價內容，而在7—9年級增加了評估與反饋，形成 “過程開發(fā)”全過程的閉環(huán)結構。隨著年級的上升，評價學生計算思維解決問題場景的多樣性、過程的復雜性也得以逐步加強。

其二，問題設計包括 “良構問題”與“劣構問題”。評價問題設計既關注應用計算思維解決問題的一般過程與方法，也關注開放環(huán)境下的學習遷移能力。例如，在10—12年級游戲創(chuàng)作評價案例中，有在結構模型基礎上進行再創(chuàng)作的“良構問題”，評價學生應用計算思維解決問題的一般過程與方法（Koh， et al.， 2010）;有按照評價要求自主確定游戲主題、設計游戲活動，通過編程方式創(chuàng)作游戲場景的“劣構問題”，評價學生解決問題的遷移能力（Bennett，et al.， 2013）。

2. 計算實踐評價方法與案例

分析研究文獻中相關評價內容與案例，目前計算實踐評價方法較多采用編程任務法。在評價過程中創(chuàng)設問題情境，通過問題分析、方案設計、過程開發(fā)、數據處理等環(huán)節(jié)評價學生的計算實踐能力。從編程評價語言環(huán)境來看，K—9年級學生較多采用的是圖形化編程評價環(huán)境，學生通過“拖拉”語句塊的方式完成評價任務，表現計算實踐能力;10—12年級學生較多采用的是代碼編程評價環(huán)境，學生通過編寫代碼展現應用計算思維解決問題的能力。從評價結果診斷與反饋來看，隨著在線編程環(huán)境的發(fā)展與成熟，可以應用在線技術跟蹤、記錄學生的編程過程，實時分析學生編程解決問題的各個環(huán)節(jié)，根據評價需要進行評價反饋，實現智能化環(huán)境下的計算實踐評價。

案例2是一個應用編程任務評價學生計算實踐維度的示例。

案例2：編程活動任務評價

評價對象：7年級學生

評價目標：通過編程任務對學生的“過程開發(fā)”能力進行評價。

情景與任務：“在圖4中，小亮開發(fā)了‘貓咪碰到特定顏色n次（指定值）后停止運動，并動態(tài)顯示碰到的次數’程序，但當前程序不起作用。你能找出問題原因并調試成功嗎？平臺會記錄你完成修改的內容、步驟和所用時間?！?/p>

任務分析：該任務中的問題是一項“良構問題”。問題初始狀態(tài)目標狀態(tài)明確，依據規(guī)則、按照既定流程即可解決問題。在學生解決問題的過程中，平臺記錄和分析學生操作的步驟、方法和過程，并：①判斷學生對編程規(guī)則和語法知識的掌握程度;②評估學生對編程解決問題一般過程與方法的應用能力。

（四）計算觀念評價內容與方法

1. 計算觀念評價內容分析

計算觀念是應用計算思維解決問題過程中形成的個人對計算環(huán)境的理解，是學生在計算實踐中在性格塑造與思維習慣養(yǎng)成方面的學習結果。分析研究文獻的內容與案例可知，計算觀念集中反映在計算思維應用過程中的合作意識與情感態(tài)度兩個方面。在評價頻度上，合作意識最高（23），其次是情感態(tài)度（19）。其中，合作意識主要體現在溝通意識和互助意識兩方面，這切合當前國際編程教育中倡導的同伴編程和在線社區(qū)合作編程的發(fā)展趨勢;情感態(tài)度體現為學生在計算思維發(fā)展過程中表現出的熱情、進取心和積極性等方面。在計算思維發(fā)展的不同階段，學生的情感態(tài)度也會發(fā)生變化。例如，學生在學習編程的過程中，最初充滿熱情和進取心，但隨著內容和難度增加，有些學生可能出現畏難情緒。文獻中對計算思維發(fā)展過程中情感態(tài)度的評價主要包括學習堅持力、質疑態(tài)度和人與社會的關系等方面。

梳理文獻中K—12計算觀念評價內容與案例，從學段、計算觀念、表現性特征三個維度建立計算觀念評價內容表（如表4所示）?？砂l(fā)現：其一，計算觀念表現性特征的區(qū)分主要在小學與中學兩個階段。小學階段強調編程層面的計算觀念，如合作編程意愿、編程學習堅持力以及對編程學習與社會生活關系的認識等方面;中學階段逐步深入關注學生計算方法和工具層面的計算觀念，如計算工具、計算方法、與計算相關工作的影響等。其二，從小學到中學，計算觀念評價內容的復雜度逐步加強。K—6年級強調學生在開展簡單活動與完成簡單學習作品方面的計算觀念，7—12年級逐步發(fā)展為綜合項目活動和挑戰(zhàn)性任務層面的計算觀念，對學生在完成復雜性任務過程中的計算觀念有了更高要求。

表4 計算觀念評價內容表

[學段 計算觀念 表現性特征 作者 K—6年級 合作意識 ·你能與伙伴開展合作編程活動嗎？

·你能與伙伴用編程方法和工具合作創(chuàng)作作品嗎？

·你喜歡用編程方法和工具表達個人觀點嗎？ Brennan & Resnick（2012）

Tran（2019）

Allsop（2019） 情感態(tài)度 ·在編程解決問題的過程中遇到困難時，你能堅持嗎？

·你意識到編程方法與生活學習中的事情相互關聯(lián)嗎？

·你意識到編程方法和工具對身邊事物的影響嗎？

·你認為編程是否會幫助你在當今的數字世界中取得成功？ 7—12年級 合作意識 ·你能有目的地應用編程方法和工具合作開展項目活動嗎？

·你愿意在線展示編程完成的作品嗎？

·你愿意與伙伴進行計算活動的合作學習嗎？ Berland & Wilensky

（2015）

Grover （2017）

Korkmaz & Xuemei （2019） 情感態(tài)度 ·你對開展計算相關的活動感興趣嗎？

·你喜歡通過計算方法做一些挑戰(zhàn)性的事情嗎？

·你將來愿意從事與計算相關的工作嗎？

·你意識到編程中的代碼和應用效果之間的聯(lián)系嗎？

·你能否應用編程解決真實生活情景中的問題？ ]

2. 計算觀念評價方法與案例

計算觀念作為學生在學習過程中的內部狀態(tài)或傾向，所采用的評價方法有訪談觀察法與量表分析法。訪談觀察法是依據評價目標設計訪談問題，通過個別或集體訪談獲取學生對相關問題認識的一種互動交流式評價方法（Stiggins & Chappuis， 2005）。例如，布倫南和雷斯尼克針對學生的編程創(chuàng)作過程，設計圖形化編程背景、項目創(chuàng)造、在線社區(qū)和個人展望四項訪談問題，以在線訪談的方式訪問學生對編程的想法，記錄和分析學生的學習積極性和態(tài)度，并應用分析結果完善編程環(huán)境，支持學生計算思維發(fā)展。量表分析法是指讓學生填寫調研量表，根據調查結果對學生的計算觀念進行評價的一種方式。李克特量表是計算觀念評價中經常采用的一種評價工具。例如，科爾克馬茲和白雪梅（2019）在評價學生計算思維的研究中，采用李克特量表對1，015名高中生開展評價，通過對“合作”維度下一組選項內容進行分析，判斷學生計算觀念相關層面的發(fā)展情況。評價內容與方法的設計如案例3所示。

案例3：計算觀念中“合作意識”的評價

評價對象：10—12年級學生

評價目標：學生在計算活動過程中，對“合作”的認識以及對自我表現的評判。

量表項設計：學生開展計算思維課程實踐，活動后根據自身學習體驗填寫評價量表，完成自我評價。量表的部分題項如表5所示。

表5 評價量表案例

[在計算思維學習活動中： 非常

贊同 贊同 不確定 不贊同 非常不贊同 1.我愿意與小組成員一起開展合作學習 o o o o o 2.合作學習過程能激發(fā)我生成更多新觀點 o o o o o 3.在合作學習過程中我愿意和小組成員一起解決項目問題 o o o o o 4.在合作學習中我能取得更好的學習成果 o o o o o ]

評價分析：在采用量表評價學生的合作意識與表現時，首先描述計算思維學習活動中“合作意識”的表現性特征，學生選擇與個人表現相適合的選項，根據學生個人或群體作答結果對“合作意識”情況做出推論與判斷，為改進教學提供證據支持。

四、研究討論

隨著計算思維教育在學校廣泛開展，其研究焦點從“教什么、怎么教”發(fā)展到 “評什么、怎么評”方面，有效的評價有助于促進計算思維教育的落實。分析國際計算思維評價研究文獻可知，在評價內容體系建設、評價方法設計和評價功能應用等方面都有所發(fā)展。但是，在評價內容要素、評價結果整體性分析以及評價功能的指導性等方面還需進一步完善。

（一）構建出計算思維評價內容框架，但其內容要素還需進一步完善

分析計算思維評價內容聚類結果可以發(fā)現，K—12計算思維評價超越了傳統(tǒng)編程技能評價，從計算概念、計算實踐和計算觀念三個維度建構起評價內容框架，為計算思維評價提供了一致性的參照體系。通過該框架，既可從學科層面明確計算思維評價的核心概念與知識，避免將計算思維評價簡化為編程評價，也可以從實踐應用層面確定計算思維評價的關鍵能力與必備品格，避免計算思維泛化問題。

與此同時，分析研究文獻可知，計算概念、計算實踐和計算觀念評價的一些具體內容還存在缺失。例如，文獻中計算概念評價主要包括的是計算機應用層面的概念內容，如程序、算法、數據結構，缺少計算機網絡方面所反映的計算思維的內容;計算觀念方面的評價主要還是對合作意識、情感態(tài)度的評價，而對計算思維應用中所需遵守的倫理道德等還缺少設計。因此，在已形成的計算思維評價內容框架基礎上，還可以從數據、算法、信息系統(tǒng)、信息社會等方面進一步豐富評價內容要素，圍繞數字化、網絡化、智能化等信息活動場景分析內容要素之間的關系，完善計算思維評價內容體系。

（二）開發(fā)出計算思維的多元評價方式，但整體性評價還面臨新挑戰(zhàn)

比較研究文獻中的計算思維評價方法，包括測試題目、編程項目、自評量表和訪談觀察等多種評價方式，每種評價方式與評價內容形成了映射關系，為計算思維評價提供了可資借鑒的實施方法與路徑。通過多元評價方式，可以采用選擇—反應和建構—反應題目測評學生的計算思維知識與技能，提高評價信度和效度;可以通過表現性和交流式評價判斷學生的計算實踐能力與計算觀念，提高評價的真實性。但是，每種評價方法主要還是針對學習內容的某一維度進行評價，人為地將計算思維評價結果割裂開來，難以反映出學生計算思維的整體性發(fā)展。

事實上，計算思維作為人們生存于信息社會的一項基本素養(yǎng)，更應是整體學習結果的體現，如何將不同維度的評價結果整合為計算思維整體表現，當前文獻還缺少深入研究。因此，為促進學生計算思維的整體性評價，還可以通過綜合項目的方式進一步加強對計算思維不同維度的整體評價。項目作品反映出學生計算概念、計算實踐和計算觀念的發(fā)展情況，為學生提供計算思維發(fā)展的整體性評價報告。

（三）優(yōu)化了計算思維教育環(huán)境，但個性化學習指導功能還需加強

概括研究文獻中的計算思維評價功能，其評價結果主要用于區(qū)域性學業(yè)成就比較、學習問題分析、教學方法改進和教學工具優(yōu)化等方面，提高了評價功能的多樣性，優(yōu)化了計算思維教育環(huán)境。例如，達吉安和富切克（Dagiene & Futschek， 2008）分析Bebras國際競賽結果，比較區(qū)域性學生計算思維學業(yè)成就，加強計算思維教育的區(qū)域性交流;陳關華（Chen， 2017）等人通過可視化編程機器人環(huán)境與不插電編程環(huán)境組織學生開展學習，評價學生計算思維發(fā)展狀況，驗證不同教學環(huán)境對學生計算思維發(fā)展的效能，優(yōu)化教育環(huán)境。

但是，從學生發(fā)展來看，計算思維評價的根本目的還是促進學生計算思維發(fā)展，達成學習目標。因此，在評價應用方面還需要進一步加強計算思維評價促進學習的功能，一方面圍繞計算思維教育目標分析學生的學習結果達成度，利用技術工具將診斷結果及時反饋給師生;另一方面借助智能化分析工具跟蹤、刻畫學生個人計算思維發(fā)展模式，在學生原有學習基礎上進行個性化指導，通過學生學習成果的持續(xù)性增值達成學習目標，提高計算思維教育質量（Koh， et al.， 2010）。

五、研究局限與發(fā)展

本研究借助NAvivo工具對25篇國際計算思維評價研究成果進行了關鍵詞聚類分析，歸納出計算思維評價的內容要點與框架體系，梳理了計算思維評價的方法和案例。在研究過程中，為確保分析工具對“關鍵詞”的一致性處理，研究文獻只篩選了英文研究文獻，這在一定程度上影響了文獻研究的全面性。因此，在后期研究中還要進一步開展中文計算思維評價研究文獻的梳理，將兩類研究成果結合，進一步完善評價內容與框架。此外，在研究方法上還需要將研究成果與評價實踐相結合，在學校計算思維評價實踐過程中遴選優(yōu)秀評價案例，進一步補充和完善研究成果。

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收稿日期：2021-06-18

定稿日期：2021-11-16

作者簡介：李鋒，博士，副研究員，碩士生導師;程亮，碩士研究生。華東師范大學教育信息技術學系（200062）。

顧小清，博士，教授，博士生導師，華東師范大學教育信息技術學系系主任，上?！傲⒌聵淙恕毙畔⒖萍冀逃虒W研究基地主任（200062）。

責任編輯 單 玲