彭飛，姚琦

（1.淮南師范學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，安徽淮南 232038；2.淮南市田家庵區(qū)第十六小學(xué)，安徽淮南 232001）

目前，計(jì)算思維的培養(yǎng)受到世界各國(guó)的重視，并在課程中增設(shè)了計(jì)算思維教學(xué)內(nèi)容，旨在中小學(xué)教育中培養(yǎng)計(jì)算思維能力，如2011年美國(guó)《CSTA K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》、2013年英國(guó)的“新課程計(jì)劃”、2015年澳大利亞的“新課程方案”[1]等。我國(guó)發(fā)布的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》[2]中，把計(jì)算思維列為核心素養(yǎng)之一。斯滕伯格（Sternberg）指出，思維教學(xué)存在必然的方法，但在此之前，教師首先要掌握這種思維能力[3]。從2015年開(kāi)始，歐洲一些國(guó)家針對(duì)教師群體進(jìn)行計(jì)算思維的教育和培養(yǎng)[4]。隨著計(jì)算機(jī)思維教育在理論和實(shí)踐中逐步深入，計(jì)算思維的評(píng)價(jià)也越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外研究關(guān)注，除了對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)計(jì)算思維的知識(shí)和技能評(píng)價(jià)外，對(duì)教育者的計(jì)算思維培養(yǎng)所需要的素質(zhì)和能力的評(píng)價(jià)同樣重要，國(guó)內(nèi)外研究中，尚未有成熟的對(duì)于教育者的計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)的工具。參照使用基于教學(xué)勝任力的師范生計(jì)算思維評(píng)價(jià)量表[5]對(duì)中部某市的信息技術(shù)教師和師范院校學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，從教學(xué)勝任能力角度對(duì)計(jì)算機(jī)思維教育現(xiàn)狀進(jìn)行分析，期望從研究過(guò)程中完善本土評(píng)價(jià)量表的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的實(shí)踐，并為教育者計(jì)算思維評(píng)價(jià)提供參考。

1 近年來(lái)計(jì)算思維評(píng)價(jià)的研究梳理

通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)檢索，主題詞設(shè)置為“計(jì)算思維”并含“評(píng)價(jià)”進(jìn)行檢索共得到1193條結(jié)果，其中為2020年1月至今發(fā)表470篇。關(guān)鍵詞“計(jì)算思維”“評(píng)價(jià)”檢索得到66篇文章。近年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)計(jì)算思維研究越來(lái)越重視，對(duì)計(jì)算思維評(píng)價(jià)的研究尚處初始階段。

在關(guān)于計(jì)算思維和評(píng)價(jià)的研究中，鐘柏昌等人提出了三個(gè)維度的綜合評(píng)價(jià)（TDIA）框架[6]。孫立會(huì)等提出基于馬扎諾教育目標(biāo)新分類(lèi)學(xué)的計(jì)算思維評(píng)價(jià)框架構(gòu)建為基礎(chǔ)構(gòu)建國(guó)際計(jì)算思維評(píng)價(jià)C-M-S分類(lèi)框架[7]。朱珂等通過(guò)梳理國(guó)際上計(jì)算思維評(píng)價(jià)理論研究的發(fā)展脈絡(luò)、目標(biāo)內(nèi)容及內(nèi)在邏輯,分析典型計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具功能類(lèi)型及適用范圍,提出建議：重視國(guó)內(nèi)計(jì)算思維教育的發(fā)展、構(gòu)建計(jì)算思維評(píng)價(jià)的理論框架、自主研發(fā)計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具[8]。2019年史文崇在對(duì)國(guó)際社會(huì)計(jì)算思維教育活動(dòng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析后，歸納12種計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具，提出測(cè)評(píng)工具“六多六少”特點(diǎn)，其中只有一種評(píng)價(jià)工具（CTS）適應(yīng)各層次測(cè)評(píng)，其余11種適用于中小學(xué)生計(jì)算機(jī)思維的測(cè)評(píng)[9]?；莨Ы〉葘?duì)國(guó)內(nèi)外14種典型的計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具展開(kāi)多維比較與深入分析，認(rèn)為計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具可以劃分為基于試題、基于量表、基于編程任務(wù)、基于系統(tǒng)環(huán)境四種類(lèi)型，認(rèn)為我國(guó)學(xué)者可依據(jù)計(jì)算思維的理論框架，自主開(kāi)發(fā)本土化的計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具[1]。陳興冶等通過(guò)文獻(xiàn)分析和專(zhuān)家咨詢等研究方法確立了計(jì)算思維評(píng)價(jià)框架，形成評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，該體系可為高中學(xué)生計(jì)算思維教學(xué)實(shí)踐，提供測(cè)量工具的支持[10]。趙福生等通過(guò)研究認(rèn)為國(guó)外計(jì)算思維評(píng)價(jià)的研究在工具內(nèi)容分為：非計(jì)算機(jī)科學(xué)的和計(jì)算機(jī)科學(xué)的，并對(duì)教師和未來(lái)教師通過(guò)編程課程培訓(xùn)，對(duì)計(jì)算思維進(jìn)行前測(cè)和后測(cè)評(píng)價(jià)[11]。房敏等[5]基于教學(xué)勝任力的角度，以斯滕伯格成功智力等理論通過(guò)專(zhuān)家咨詢、1223名師范生樣本調(diào)查、信度和效度檢驗(yàn)等方法開(kāi)發(fā)了適合師范生的計(jì)算思維評(píng)價(jià)量表。

國(guó)內(nèi)學(xué)者在計(jì)算思維和其評(píng)價(jià)的研究和實(shí)踐中拓新思路，豐富了計(jì)算思維評(píng)價(jià)的理論和實(shí)踐，而基于教學(xué)勝任力的計(jì)算思維量表補(bǔ)充了對(duì)教育者計(jì)算思維評(píng)價(jià)工具的研究空白。

2 基于勝任能力的計(jì)算機(jī)思維現(xiàn)狀調(diào)查過(guò)程和信效度分析

計(jì)算思維已被描述為一項(xiàng)基本的技能，計(jì)算機(jī)思維的培養(yǎng)需要教育者具備基本的計(jì)算思維能力。調(diào)查針對(duì)安徽省中部地區(qū)某市進(jìn)行，安徽省在2017年發(fā)布中小學(xué)幼兒園教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程的通知，旨在提高中小學(xué)教師的信息技術(shù)能力。該市在課程內(nèi)容上為中小學(xué)中、高年級(jí)開(kāi)設(shè)信息技術(shù)課程，其中部分學(xué)校使用Scratch編程語(yǔ)言進(jìn)行教學(xué)，在基于計(jì)算機(jī)思維培養(yǎng)基礎(chǔ)上，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、創(chuàng)造能力以及解決問(wèn)題能力有著積極的意義。然而該市在計(jì)算機(jī)思維的培養(yǎng)上是否有一定的成效，信息技術(shù)教師的素質(zhì)能力對(duì)中小學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)是否存不足。立足該地區(qū)，通過(guò)調(diào)查了解，分析找出現(xiàn)狀和不足，并提出有針對(duì)性的建議。

1）調(diào)查對(duì)象的確定

調(diào)查對(duì)象分成三類(lèi)人員，分別是該市中小學(xué)信息技術(shù)一線教師，其中包括信息技術(shù)學(xué)科教師和教育信息化管理人員、師范院校非師范教育計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的大三、大四學(xué)生（該部分學(xué)生畢業(yè)后部分會(huì)選擇考取教師資格從而從事中小學(xué)教育）、師范院校師范類(lèi)大三、大四學(xué)生。

調(diào)查量表參考基于教學(xué)勝任力的師范生計(jì)算思維評(píng)價(jià)量表，該量表從問(wèn)題界定與分析、問(wèn)題認(rèn)知與解決、教學(xué)策略與實(shí)施、教學(xué)興趣與設(shè)計(jì)、創(chuàng)造力等五個(gè)維度設(shè)計(jì)，共計(jì)32個(gè)題目進(jìn)行調(diào)查。

調(diào)查過(guò)程在線進(jìn)行，通過(guò)在問(wèn)卷星平臺(tái)設(shè)置調(diào)查量表，并在不同時(shí)間區(qū)間分別發(fā)放，統(tǒng)計(jì)時(shí)按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)區(qū)分，有少數(shù)調(diào)查對(duì)象填寫(xiě)時(shí)間誤差忽略，回收有效量表552份，其中一線信息技術(shù)教師113份，師范生212份，計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)非師范類(lèi)222份。使用SpssAu在線分析信度、效度以及相關(guān)分析，基于Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用Countif（）和Count（）函數(shù)等統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

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2）信度分析

首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行效度分析，分析結(jié)果見(jiàn)下表1簡(jiǎn)化格式表：

表1 Cronbach信度分析簡(jiǎn)化格式

分析可知，信度系數(shù)值為0.979，大于0.9，研究數(shù)據(jù)信度質(zhì)量很高。針對(duì)“項(xiàng)已刪除的α系數(shù)”，問(wèn)題13如果被刪除，信度系數(shù)會(huì)有較為明顯的上升，可考慮對(duì)此項(xiàng)進(jìn)行修正或者刪除處理，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)中，該題是反向設(shè)計(jì)問(wèn)題，保留該項(xiàng)調(diào)查結(jié)果。針對(duì)“CITC值”，分析項(xiàng)的CITC值均大于0.4，分析項(xiàng)之間具有良好的相關(guān)關(guān)系，同時(shí)說(shuō)明信度水平良好。綜上所述，研究數(shù)據(jù)信度系數(shù)值高于0.9，數(shù)據(jù)信度質(zhì)量高，可用于進(jìn)一步分析。

3）效度分析

效度分析有助于了解調(diào)查量表的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性，分析結(jié)果見(jiàn)表2：

表2 效度分析結(jié)果表

從上表可知：所有研究項(xiàng)對(duì)應(yīng)的共同度值均高于0.4，研究項(xiàng)信息可以被有效地提取。KMO值為0.978，大于0.6，數(shù)據(jù)可以被有效提取信息應(yīng)用。5個(gè)因子的方差解釋率值分別是21.158%,19.561%,12.978%,12.305%,8.998%，旋轉(zhuǎn)后累積方差解釋率為75.000%＞50%。意味著研究項(xiàng)的信息可以有效地提取出來(lái)。在量表設(shè)計(jì)時(shí)，分成5個(gè)維度進(jìn)行設(shè)計(jì)，維度和研究項(xiàng)對(duì)應(yīng)關(guān)系符合預(yù)期。

使用KMO和Bartlett檢驗(yàn)進(jìn)行效度驗(yàn)證，見(jiàn)表3：

表3 KMO和Bartlett的檢驗(yàn)

從上表可以看出：KMO值為0.978，KMO值大于0.8，研究數(shù)據(jù)非常適合提取信息，從側(cè)面反映出效度很好。

4）相關(guān)分析

相關(guān)分析可以反映問(wèn)題相互之間的關(guān)系緊密程度。對(duì)該量表5個(gè)維度的32個(gè)問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)分析，分析結(jié)果表明除了第13、29題（反向設(shè)計(jì)題）為負(fù)相關(guān)之外，其余問(wèn)題之間均呈現(xiàn)出顯著性，說(shuō)明量表設(shè)計(jì)為一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的整體系統(tǒng)。

4 調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及結(jié)果分析

使用Excel分別對(duì)五個(gè)維度32個(gè)問(wèn)題調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)選擇項(xiàng)為完全同意和同意的占比，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4：

表4 完全同意和同意占比表

1）問(wèn)題界定與分析指標(biāo)

同意以上占比最低達(dá)66%,調(diào)查人員中普遍具有對(duì)問(wèn)題界定的素質(zhì)和能力，表現(xiàn)最突出的是師范類(lèi)學(xué)生，稍微高于信息技術(shù)一線教師，他們是基礎(chǔ)教育的未來(lái)力量，在大學(xué)培養(yǎng)教育中一定程度上有助于未來(lái)教師群體對(duì)計(jì)算思維知識(shí)和能力的掌握，提高了計(jì)算思維問(wèn)題界定的能力和素質(zhì)。

2）問(wèn)題認(rèn)知與解決能力指標(biāo)

在五個(gè)指標(biāo)調(diào)查中，該因素同意人數(shù)占比最高，說(shuō)明該地區(qū)基礎(chǔ)中小學(xué)教師以及未來(lái)教師群體對(duì)計(jì)算思維問(wèn)題的認(rèn)知與解決具有良好的素質(zhì)和能力，其中信息技術(shù)一線教師高達(dá)80%，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的一線實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)問(wèn)題的認(rèn)知與解決能力的提升具有明顯的效果。而師范類(lèi)學(xué)生在該指標(biāo)的能力表現(xiàn)上高于非師范計(jì)算機(jī)類(lèi)學(xué)生3個(gè)百分點(diǎn)，師范教育對(duì)未來(lái)基礎(chǔ)教育的從業(yè)人員問(wèn)題認(rèn)知能力有一定的提升。

3）計(jì)算機(jī)思維教學(xué)策略與實(shí)施能力指標(biāo)

調(diào)查結(jié)果中，信息技術(shù)一線教師是三組中同意人數(shù)較少的，該結(jié)果反映了對(duì)于中小學(xué)生計(jì)算機(jī)思維的培養(yǎng)以及對(duì)于學(xué)生的解決問(wèn)題的心理過(guò)程等方面具有一定的欠缺，計(jì)算思維的培養(yǎng)是近年來(lái)新的課題，對(duì)于一線教師而言，其接受的教育背景知識(shí)中欠缺計(jì)算思維部分，本地區(qū)在教師繼續(xù)教育培養(yǎng)知識(shí)結(jié)構(gòu)也欠缺，缺少對(duì)計(jì)算思維知識(shí)和能力的部分，另一個(gè)側(cè)面也反映出該地區(qū)推動(dòng)中小學(xué)計(jì)算思維的政策措施缺失。反觀師范類(lèi)高校在人才培養(yǎng)過(guò)程中能夠緊跟社會(huì)發(fā)展需求，及時(shí)把新的知識(shí)和技術(shù)融合到教育過(guò)程中。

4）教學(xué)興趣與設(shè)計(jì)指標(biāo)

三類(lèi)群體都對(duì)新一代信息技術(shù)表現(xiàn)較高的興趣，對(duì)基于探究合作等給予學(xué)生為中心的教學(xué)策略充滿意愿并有信心能夠在教學(xué)中運(yùn)用和探究計(jì)算機(jī)思維以及培養(yǎng)的能力。一線教師在該指標(biāo)中同樣具有較大的占比，對(duì)信息化教學(xué)和計(jì)算思維教學(xué)在基礎(chǔ)教育中的發(fā)展有較大的信心，一定程度上助推教育信息化的深入。

5）創(chuàng)造力指標(biāo)

總體結(jié)果不太高，是五個(gè)指標(biāo)中結(jié)果最低的，遇到問(wèn)題經(jīng)驗(yàn)以及直覺(jué)認(rèn)可度較高是中小學(xué)教師群體中較為普遍的現(xiàn)象。

5 結(jié)論和建議

基于教學(xué)勝任力計(jì)算思維量表很有借鑒價(jià)值，可以根據(jù)調(diào)查的實(shí)際需要修改完善。對(duì)教育者的評(píng)價(jià)中，教師計(jì)算思維評(píng)價(jià)的量表還沒(méi)有形成公認(rèn)的有影響的量表，基于教學(xué)勝任力計(jì)算思維量表是針對(duì)師范生計(jì)算思維評(píng)價(jià)開(kāi)發(fā)的量表，同時(shí)對(duì)一線教育者的評(píng)價(jià)在設(shè)計(jì)和應(yīng)用上有很好的借鑒意義，具有較好的普適性，在實(shí)際調(diào)查中可以在此基礎(chǔ)上，修改形成自主的量表來(lái)實(shí)施；選項(xiàng)設(shè)計(jì)上，使用李克特立量表5等級(jí)更能反映被調(diào)查者態(tài)度強(qiáng)弱。

本調(diào)查地區(qū)計(jì)算思維教育者和未來(lái)教師的計(jì)算思維勝任力水平總體不高。同意和不同意總體占比平均72%，最高同意和不同意的占比是信息技術(shù)學(xué)科教師的問(wèn)題認(rèn)知與解決能力水平，僅達(dá)到80.23%，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在創(chuàng)造力維度上占比僅為64.45%。

需要增強(qiáng)信息技術(shù)教師和師范生在計(jì)算思維教育、培訓(xùn)力度。對(duì)于教育主管部門(mén)和師范教育院校而言，需要提高認(rèn)識(shí)，把計(jì)算思維的知識(shí)和能力以及計(jì)算思維培養(yǎng)的素質(zhì)能力提高納入到師資培養(yǎng)體系中，作為一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)任務(wù)來(lái)推動(dòng)。