[中圖分類(lèi)號(hào)]G434 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[作者簡(jiǎn)介]龔鑫（1999—），女，重慶人。博士研究生，主要從事編程教育研究。E-mail：gongxinjyjs @163.com 。為通信作者，E-mail：qiaoal@126.com。

一、引 言

計(jì)算思維（Computational Thinking，CT）已經(jīng)成為21世紀(jì)必備的基本技能。學(xué)者們對(duì)CT的理解主要有三種觀點(diǎn)：復(fù)合能力觀、編程技能觀和思維過(guò)程觀。其中，Brennan和Resnick基于Scratch編程環(huán)境提出的CT三維框架（計(jì)算概念、實(shí)踐和觀念）作為編程技能觀被廣泛采納，為教育實(shí)踐提供了可操作性指南。然而，當(dāng)前的CT教學(xué)與測(cè)評(píng)研究仍存在諸多不足。在研究對(duì)象上，研究多聚焦于大學(xué)生和小學(xué)生，而對(duì)中學(xué)生的CT評(píng)估相對(duì)匱乏，導(dǎo)致縱向追蹤研究出現(xiàn)斷層，難以揭示CT發(fā)展的關(guān)鍵銜接期特征。在評(píng)估維度構(gòu)建上，現(xiàn)有模式多局限于“概念一實(shí)踐—觀念\"的松散線性排列8，尚未形成多層關(guān)聯(lián)的立體目標(biāo)體系。此外，過(guò)程性評(píng)價(jià)與結(jié)果性評(píng)價(jià)[的割裂運(yùn)用，使CT能力進(jìn)階的認(rèn)知呈現(xiàn)片段化，無(wú)法全面把握其動(dòng)態(tài)發(fā)展規(guī)律。更為關(guān)鍵的是，教學(xué)與測(cè)評(píng)環(huán)節(jié)相互脫節(jié)，未能形成有效的協(xié)同機(jī)制，制約了CT的進(jìn)階發(fā)展?！读x務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的\"教—學(xué)—評(píng)”一致性原則[，強(qiáng)調(diào)通過(guò)知識(shí)融合實(shí)現(xiàn)CT的螺旋式進(jìn)階發(fā)展。參照思維進(jìn)階的規(guī)律，構(gòu)建一個(gè)結(jié)構(gòu)清晰、層次分明的CT框架，是推進(jìn)思維導(dǎo)向的“教一學(xué)一評(píng)”一體化落地的關(guān)鍵舉措。因此，應(yīng)對(duì)CT進(jìn)行認(rèn)知層級(jí)劃分以外化表現(xiàn)，并結(jié)合過(guò)程評(píng)價(jià)性和結(jié)果性評(píng)價(jià)來(lái)綜合刻畫(huà)中學(xué)生的思維水平。

根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)生理論，思維借助其過(guò)程既塑造知識(shí)結(jié)構(gòu)，也構(gòu)建思維結(jié)構(gòu)[12]。而將對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的層級(jí)化等同于對(duì)CT的層級(jí)化[3，或直接用思維結(jié)構(gòu)層級(jí)表征CT層級(jí)[14-I5]，皆未從知識(shí)和思維結(jié)構(gòu)融合層面構(gòu)建CT的進(jìn)階結(jié)構(gòu)。鑒于此，本研究引入觀察學(xué)習(xí)結(jié)果結(jié)構(gòu)（Structure of the Observed LearningOutcome，SOLO）分類(lèi)理論（前、單點(diǎn)、多點(diǎn)、關(guān)聯(lián)和抽象擴(kuò)展結(jié)構(gòu)）劃分CT思維結(jié)構(gòu)層級(jí)[1，并結(jié)合知識(shí)三重內(nèi)涵（符號(hào)、邏輯、意義）說(shuō)明CT知識(shí)結(jié)構(gòu)水平[，以問(wèn)題解決為途徑聯(lián)結(jié)知識(shí)和思維結(jié)構(gòu)[14-15]。同時(shí)，依循證據(jù)中心設(shè)計(jì) （Evidence-Centered Design，ECD）[17]的能力一任務(wù)一證據(jù)邏輯，搭建培養(yǎng)與評(píng)估的循環(huán)迭代體系，使CT思維結(jié)構(gòu)、知識(shí)結(jié)構(gòu)與問(wèn)題解決途徑緊密聯(lián)動(dòng)，高效達(dá)成CT培養(yǎng)目標(biāo)。能力模型縱向匹配SOLO分類(lèi)理論和知識(shí)三重標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)CT層級(jí)化進(jìn)階式目標(biāo)體系。任務(wù)模型在培養(yǎng)CT時(shí)根據(jù)威廉霍頓的活動(dòng)理論設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)一實(shí)踐站，在評(píng)估CT時(shí)設(shè)計(jì)聯(lián)結(jié)站，以確保任務(wù)的適切性。證據(jù)模型綜合過(guò)程性和結(jié)果性兩方面進(jìn)行全面鑒定，借此為中學(xué)生在編程領(lǐng)域的CT培養(yǎng)和評(píng)估提供一個(gè)更加系統(tǒng)和有效的路徑。

二、計(jì)算思維層次化結(jié)構(gòu)表征

（一）計(jì)算思維層次內(nèi)涵

計(jì)算思維層次結(jié)構(gòu)可以分為知識(shí)結(jié)構(gòu)和思維結(jié)構(gòu)兩個(gè)維度[18]。知識(shí)結(jié)構(gòu)指所涉及的知識(shí)，思維結(jié)構(gòu)表示對(duì)知識(shí)加工、利用或調(diào)動(dòng)后形成的動(dòng)態(tài)關(guān)系網(wǎng)?；诟采w度視角，覆蓋廣度指思維的廣泛程度，從CT的知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)看，表示從橫截面補(bǔ)充與拓展知識(shí)，延伸知識(shí)體系的前后內(nèi)容，通常用“知識(shí)點(diǎn)\"的多少進(jìn)行量化[。在思維運(yùn)行時(shí)，個(gè)體自發(fā)激活知識(shí)的數(shù)量越多，則CT覆蓋越廣。覆蓋深度泛指思維的深度，從CT的思維結(jié)構(gòu)來(lái)看，表示從縱向豐富知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)之間的“關(guān)聯(lián)\"，通常用各子能力的水平來(lái)判斷。在思維運(yùn)行時(shí)，個(gè)體積累的知識(shí)點(diǎn)關(guān)系越復(fù)雜，CT覆蓋越深。

計(jì)算思維層次結(jié)構(gòu)模型如圖1所示，以覆蓋廣度為XY截面，以覆蓋深度為Z軸。從XY截面來(lái)看，每多增加一點(diǎn)或者一種連接，意味著個(gè)體能激活更多種類(lèi)的知識(shí)點(diǎn)且綜合應(yīng)用各種知識(shí)點(diǎn)的能力得到加強(qiáng)；從Z軸來(lái)看，運(yùn)用SOLO分類(lèi)理論的五個(gè)等級(jí)（前、單點(diǎn)、多點(diǎn)、關(guān)聯(lián)和抽象擴(kuò)展結(jié)構(gòu)）刻畫(huà)思維結(jié)構(gòu)建模水平，運(yùn)用知識(shí)三重內(nèi)涵（符號(hào)、邏輯、意義）闡釋知識(shí)結(jié)構(gòu)建模水平[。其中，符號(hào)是知識(shí)的純粹形式化概念，邏輯是知識(shí)間的相關(guān)性，意義是知識(shí)的應(yīng)用及產(chǎn)生的效果。綜合來(lái)看，學(xué)生通過(guò)問(wèn)題解決過(guò)程五步驟（問(wèn)題識(shí)別、問(wèn)題分解、抽象建模、問(wèn)題解決和問(wèn)題遷移）連接層與層，呈現(xiàn)出螺旋式上升的狀態(tài)。每一層的橫截面積越大，說(shuō)明思維結(jié)構(gòu)水平越高，學(xué)生問(wèn)題解決過(guò)程中所必需的知識(shí)點(diǎn)及知識(shí)點(diǎn)間的連接越復(fù)雜。由此，計(jì)算思維層次結(jié)構(gòu)經(jīng)問(wèn)題解決驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建起知識(shí)結(jié)構(gòu)顯性編碼與思維結(jié)構(gòu)隱性圖式的雙向映射機(jī)制，推動(dòng)思維實(shí)現(xiàn)跨層級(jí)的螺旋式進(jìn)階。

（二）計(jì)算思維能力拆分

為培養(yǎng)和評(píng)估學(xué)生在編程環(huán)境下應(yīng)用CT解決問(wèn)題的能力，本研究借鑒并選取了博南等提出的CT三維框架中與我國(guó)信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)CT的內(nèi)涵及外延的界定較為契合的前兩個(gè)維度[2，即計(jì)算概念（編程中形成的跨情境遷移技能或知識(shí)）與計(jì)算實(shí)踐（計(jì)算學(xué)習(xí)或編程練習(xí)中形成的解題策略）。本研究綜合編程技能觀中CT三維框架的子能力和思維過(guò)程觀中的抽象、分解、算法思維、概括、評(píng)估等核心要素，并參考了李鋒等構(gòu)建的K-12計(jì)算思維“目標(biāo)一內(nèi)容\"評(píng)價(jià)框架2I]，最終確定了CT能力框架（見(jiàn)表1）。

計(jì)算概念拆分實(shí)質(zhì)上就是細(xì)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，分析研究文獻(xiàn)中計(jì)算概念相關(guān)的評(píng)價(jià)案例，將計(jì)算概念維度中粒度較大的要素進(jìn)行多層切分細(xì)化。受編程教學(xué)觀念影響，程序及相關(guān)內(nèi)容仍為計(jì)算概念主要評(píng)價(jià)要點(diǎn)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)次之。本研究將計(jì)算概念劃分為：數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)表示）和程序（順序、循環(huán)、條件和函數(shù)）。

計(jì)算實(shí)踐是在應(yīng)用CT解決問(wèn)題的過(guò)程中對(duì)計(jì)算概念的綜合應(yīng)用。本研究將計(jì)算實(shí)踐劃分為：?jiǎn)栴}分析（問(wèn)題識(shí)別、問(wèn)題分解、抽象建模、問(wèn)題解決、問(wèn)題遷移）和作品開(kāi)發(fā)（方案制定、遞增迭代、重用與模塊化、迭代調(diào)試、運(yùn)行評(píng)估）。

三、中學(xué)生計(jì)算思維能力水平多層次培養(yǎng)與評(píng)估路徑設(shè)計(jì)

考慮到CT多層次發(fā)展機(jī)制主要以計(jì)算概念和計(jì)算實(shí)踐的培養(yǎng)和考核評(píng)價(jià)為核心，本研究引入ECD評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)模式作為CT培養(yǎng)和評(píng)估的理論框架[2，遵循ECD的能力一任務(wù)一證據(jù)的設(shè)計(jì)邏輯，以此實(shí)現(xiàn)CT培養(yǎng)目標(biāo)與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的精準(zhǔn)對(duì)接，達(dá)成“教一學(xué)—評(píng)\"的一體化設(shè)計(jì)。

計(jì)算思維多層次培養(yǎng)與評(píng)估循環(huán)路徑如圖2所示。培養(yǎng)和評(píng)估相互連通構(gòu)成“α”，包含三層循環(huán)：培養(yǎng)內(nèi)循環(huán)、評(píng)估內(nèi)循環(huán)和培養(yǎng)一評(píng)估外循環(huán)。培養(yǎng)CT時(shí)，除教師講解計(jì)算概念外，也涉及學(xué)生對(duì)計(jì)算概念的練習(xí)實(shí)踐（計(jì)算實(shí)踐），這一過(guò)程中教師可以隨時(shí)對(duì)學(xué)生的CT表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋，這構(gòu)成了培養(yǎng)內(nèi)循環(huán)。評(píng)估CT時(shí)，知識(shí)結(jié)構(gòu)涵蓋三重內(nèi)涵，學(xué)生對(duì)概念及其邏輯關(guān)系的掌握隨層次提升而更加系統(tǒng)化。思維結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)SOLO分類(lèi)理論的五個(gè)等級(jí)，學(xué)生的思維水平從簡(jiǎn)單到復(fù)雜逐級(jí)質(zhì)變。計(jì)算思維整體呈現(xiàn)出從單一節(jié)點(diǎn)到結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)的“螺旋狀\"發(fā)展脈絡(luò)。這一過(guò)程中對(duì)學(xué)生計(jì)算實(shí)踐表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估的同時(shí)，也能促進(jìn)學(xué)生計(jì)算概念的掌握和實(shí)踐能力的提升，這構(gòu)成了評(píng)估內(nèi)循環(huán)。而最終評(píng)估的結(jié)果又會(huì)反作用于CT的培養(yǎng)，這就構(gòu)成了培養(yǎng)一評(píng)估外循環(huán)。三層循環(huán)相互配合，將知識(shí)結(jié)構(gòu)與思維結(jié)構(gòu)有機(jī)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)CT的培養(yǎng)和評(píng)估層級(jí)化的目標(biāo)。

（一）計(jì)算思維能力水平認(rèn)證

能力模型關(guān)注所要掌握的CT內(nèi)容。本研究已經(jīng)明確了計(jì)算思維能力框架，即計(jì)算概念（數(shù)據(jù)和程序）和計(jì)算實(shí)踐（問(wèn)題分析和作品開(kāi)發(fā)）。在此基礎(chǔ)上，厘清CT能力與其對(duì)應(yīng)的不同水平等級(jí)觀測(cè)指標(biāo)的實(shí)質(zhì)性聯(lián)系。具體來(lái)說(shuō)，依據(jù)計(jì)算思維層次結(jié)構(gòu)模型，針對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，選用知識(shí)內(nèi)在結(jié)構(gòu)的三重內(nèi)涵作為可操作行為觀測(cè)指標(biāo)，并依據(jù)概念節(jié)點(diǎn)數(shù)量和概念間關(guān)系復(fù)雜程度劃分低、中、高三個(gè)等級(jí)。針對(duì)思維結(jié)構(gòu)，選用SOLO分類(lèi)理論作為運(yùn)用知識(shí)結(jié)構(gòu)解決問(wèn)題時(shí)的層級(jí)依據(jù)。本研究將“知識(shí)結(jié)構(gòu)三重內(nèi)涵\"標(biāo)準(zhǔn)與SOLO分類(lèi)法相結(jié)合，分別從知識(shí)和思維結(jié)構(gòu)界定可觀察的行為及其操作性定義（見(jiàn)表2），以此進(jìn)一步支持CT的培養(yǎng)和評(píng)估。

（二）計(jì)算思維層級(jí)化任務(wù)

任務(wù)模型指引任務(wù)情境設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生行為表現(xiàn)，進(jìn)而系統(tǒng)獲取學(xué)習(xí)證據(jù)。參考威廉霍頓的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)23]，自左向右分別設(shè)置兩個(gè)進(jìn)階站點(diǎn)，包括學(xué)習(xí)一實(shí)踐站點(diǎn)和聯(lián)結(jié)站點(diǎn)（如圖2所示）。

一方面，在培養(yǎng)CT時(shí)，學(xué)習(xí)一實(shí)踐站點(diǎn)融合了吸收型（Absorb-Type）與實(shí)踐型（Do-Type）活動(dòng)，吸收型活動(dòng)主要依賴于教師對(duì)計(jì)算概念單個(gè)要素的系統(tǒng)講解，實(shí)踐型活動(dòng)則讓學(xué)生通過(guò)具體的生活實(shí)例和簡(jiǎn)單的任務(wù)自主練習(xí)已學(xué)知識(shí)點(diǎn)，這兩種活動(dòng)循環(huán)進(jìn)行，有效促進(jìn)對(duì)計(jì)算概念多知識(shí)點(diǎn)的掌握。

另一方面，在評(píng)估CT時(shí)，聯(lián)結(jié)站點(diǎn)旨在依據(jù)“計(jì)算思維層級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及其對(duì)應(yīng)的可觀察行為\"設(shè)置包含不同難度層級(jí)任務(wù)的聯(lián)結(jié)型活動(dòng)（Connect-Type）。通過(guò)收集學(xué)生繪制的概念圖（畫(huà)出各層級(jí)任務(wù)涉及的計(jì)算概念及概念間的關(guān)系）并觀察學(xué)生完成任務(wù)的過(guò)程，研究者能夠建立起行為表現(xiàn)與計(jì)算概念和實(shí)踐各成分之間的關(guān)聯(lián)，并在此基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確判斷學(xué)生行為反應(yīng)的等級(jí)水平。

（三）計(jì)算思維證據(jù)類(lèi)型與標(biāo)準(zhǔn)

證據(jù)模型包含測(cè)量模式和證據(jù)規(guī)則，即什么樣的行為表現(xiàn)能夠?yàn)闇y(cè)量的內(nèi)容提供證據(jù)。評(píng)價(jià)證據(jù)類(lèi)型與評(píng)價(jià)方式相關(guān)，為防止對(duì)CT的理解產(chǎn)生偏差，本研究采用過(guò)程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)學(xué)生的編程過(guò)程進(jìn)行定性與定量的挖掘，從中理解學(xué)生的編程學(xué)習(xí)以及判斷學(xué)生對(duì)計(jì)算概念與實(shí)踐的掌握。

一方面，在培養(yǎng)CT時(shí)，過(guò)程性評(píng)價(jià)證據(jù)類(lèi)型為教師課堂行為觀察記錄，能夠?qū)崟r(shí)捕捉學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)和參與度，有助于教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略?？偨Y(jié)性評(píng)價(jià)證據(jù)類(lèi)型為課堂知識(shí)點(diǎn)測(cè)試，評(píng)估學(xué)生對(duì)計(jì)算知識(shí)的掌握程度，確保學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成。

另一方面，在評(píng)估CT時(shí)，針對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的評(píng)估，總結(jié)性評(píng)價(jià)證據(jù)為聯(lián)結(jié)型活動(dòng)任務(wù)中所涉及計(jì)算概念的概念圖，借助“計(jì)算思維層級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及其對(duì)應(yīng)的可觀察行為\"知識(shí)結(jié)構(gòu)維度的低、中、高三個(gè)層次標(biāo)準(zhǔn)能夠有效評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。針對(duì)思維結(jié)構(gòu)的評(píng)估，過(guò)程性評(píng)價(jià)證據(jù)主要采用后臺(tái)日志數(shù)據(jù)，記錄學(xué)生在獲得正確答案之前的嘗試次數(shù)和達(dá)到的任務(wù)等級(jí)水平等。依據(jù)“計(jì)算思維層級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及其對(duì)應(yīng)的可觀察行為”思維結(jié)構(gòu)維度設(shè)計(jì)的層級(jí)任務(wù)本身就可以作為CT評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，既能精準(zhǔn)甄別學(xué)生在任務(wù)各環(huán)節(jié)調(diào)用的思維技能差異，又能明晰任務(wù)執(zhí)行中需完成的步驟與行為，從而精準(zhǔn)定位學(xué)生的思維進(jìn)階層級(jí)，而非僅以模糊分?jǐn)?shù)進(jìn)行評(píng)判。此外，CT測(cè)試題（ComputationalThinkingTest，CTT）[憑借其涵蓋基本的計(jì)算概念，以及依托可視化編程界面的高度可操作性設(shè)計(jì)，適宜作為評(píng)估學(xué)生CT的總結(jié)性評(píng)價(jià)證據(jù)。

四、中學(xué)生計(jì)算思維層次化培養(yǎng)評(píng)估實(shí)踐

（一）實(shí)踐概況

1.研究對(duì)象

本研究選擇了某中學(xué)七年級(jí)的35名學(xué)生為研究對(duì)象，平均年齡為13.49歲（ SD=0.50） ，其中，男生21人（占 60.0% ）女生14人（占 40.0% ）。所有參與學(xué)生之前沒(méi)有任何的編程經(jīng)驗(yàn)，他們?cè)谟?jì)算機(jī)教室完成了6周的CT層級(jí)化培養(yǎng)和評(píng)估認(rèn)證實(shí)踐。項(xiàng)目由一名具備專業(yè)學(xué)科知識(shí)與技能、經(jīng)驗(yàn)豐富的信息科技教師開(kāi)展教學(xué)。

2.研究過(guò)程

本研究遵循CT層級(jí)化培養(yǎng)和評(píng)估循環(huán)模型，對(duì)學(xué)生CT能力水平進(jìn)行培養(yǎng)和測(cè)評(píng)，以檢驗(yàn)CT層級(jí)化機(jī)制應(yīng)用于教學(xué)的合理性和有效性。項(xiàng)目分為兩個(gè)階段，第一階段（4周）為培養(yǎng)階段。教師在學(xué)習(xí)一實(shí)踐站點(diǎn)講解Python語(yǔ)言的基本知識(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)順序、選擇、循環(huán)和函數(shù)等計(jì)算概念，并通過(guò)簡(jiǎn)單的問(wèn)題探究來(lái)關(guān)聯(lián)計(jì)算概念。經(jīng)過(guò)4周的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的基本能力，并學(xué)習(xí)完成了Python語(yǔ)言的基本知識(shí)和實(shí)踐運(yùn)用。

第二階段（2周）為評(píng)估階段。首先，能力模型以CT能力拆分框架（計(jì)算概念的程序維度和計(jì)算實(shí)踐的作品開(kāi)發(fā)維度）為依據(jù)。其次，任務(wù)模型設(shè)置了三個(gè)難度逐級(jí)上升的聯(lián)結(jié)型活動(dòng)—SOLO層次任務(wù)（見(jiàn)表3），該任務(wù)設(shè)計(jì)依托于Lightbot的\"關(guān)卡編輯器\"24，學(xué)生需要在有限的程序空間中借助編程指令設(shè)計(jì)路徑來(lái)控制機(jī)器人移動(dòng)，并繪制對(duì)SOLO層級(jí)任務(wù)中涉及的計(jì)算概念理解的概念圖，解決所有任務(wù)預(yù)計(jì)需要30～60分鐘。最后，在證據(jù)模型中，過(guò)程性評(píng)價(jià)依托編程平臺(tái)，全面記錄了學(xué)生的編程行為操作數(shù)據(jù)（見(jiàn)表4）。而總結(jié)性評(píng)價(jià)則綜合采用了CT測(cè)試題與概念圖。其中，CTT由28道測(cè)試題組成，總計(jì)103分。它涵蓋了順序、循環(huán)（簡(jiǎn)單和直到型）、條件（if、if-else、while）、函數(shù)等4種結(jié)構(gòu)下的7個(gè)計(jì)算概念，解題過(guò)程中充分展現(xiàn)了調(diào)試和糾錯(cuò)、再利用和再創(chuàng)作、抽象化和模塊化等3種計(jì)算實(shí)踐。

（二）結(jié)果分析

第一，本研究呈現(xiàn)學(xué)生的CTT測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)35名學(xué)生在順序結(jié)構(gòu)上的平均得分為3.48（ _SD=0.15） ！循環(huán)結(jié)構(gòu)平均得分為3.39（ SD=0.39 ），條件結(jié)構(gòu)平均得分為2.65（ SD=0.48） ，函數(shù)結(jié)構(gòu)平均得分為3.73（SD=0.41） 。

第二，為了深入分析學(xué)生的CT能力層級(jí)，通過(guò)描述性統(tǒng)計(jì)對(duì)“SOLO層次任務(wù)\"行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。建立行為反應(yīng)與CT層級(jí)化級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表3）各級(jí)別間的關(guān)聯(lián)，并在此基礎(chǔ)上判斷學(xué)生行為反應(yīng)的等級(jí)水平。針對(duì)思維結(jié)構(gòu)，采用SOLO層次任務(wù)日志記錄，計(jì)算所有關(guān)卡涉及變量的平均值，發(fā)現(xiàn)35名學(xué)生平均花費(fèi)18.15分鐘用于編程（TPT： SD=5.02 ，平均編碼次數(shù)為1.73次（NAA： SD=0.76 ），平均使用9.76個(gè)代碼塊（NAU： SD=0.94 ），SOLO層次任務(wù)最高達(dá)到3.57層 ?NML：SD=0.49? 。針對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)一步描述學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)層級(jí)，概念圖反映了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容（主要為學(xué)科事實(shí)性知識(shí)和概念原理性知識(shí)）內(nèi)在邏輯聯(lián)系的理解程度。

所有學(xué)生都完成了M級(jí)，依據(jù)不同學(xué)生達(dá)到的思維結(jié)構(gòu)水平分別選取R級(jí)的1名學(xué)生（甲同學(xué)）和EA級(jí)的1名同學(xué)（乙同學(xué)），詳細(xì)描述他們的知識(shí)結(jié)構(gòu)所達(dá)到的等級(jí)（如圖3所示）。甲同學(xué)僅完成了編程任務(wù)的R級(jí)，從程序本身來(lái)看，他能夠使用基本的控制邏輯（如\"如果·那么，否則\"和“重復(fù)執(zhí)行”）來(lái)操縱機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)和跳躍。盡管他的程序能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)功能，但在代碼優(yōu)化方面存在不足，沒(méi)有充分利用函數(shù)封裝重復(fù)代碼，導(dǎo)致代碼效率不高和冗余。此外，在概念圖的表現(xiàn)上，甲同學(xué)對(duì)順序的基本理解尚可，但對(duì)循環(huán)和函數(shù)的關(guān)系理解不夠深人，顯示出對(duì)這些計(jì)算概念的掌握還不夠全面，僅符合中等水平表現(xiàn)?？傮w來(lái)說(shuō)，甲同學(xué)CTT得分為84分，在思維結(jié)構(gòu)達(dá)到了R級(jí)，知識(shí)結(jié)構(gòu)為中等水平，在循環(huán)和函數(shù)的深入理解上需要進(jìn)一步提高。

乙同學(xué)在編程任務(wù)中表現(xiàn)出色，完成了編程任務(wù)的EA級(jí)。他熟練運(yùn)用了邏輯運(yùn)算和循環(huán)結(jié)構(gòu)，通過(guò)函數(shù)封裝優(yōu)化了代碼，提高了代碼的可讀性和效率，調(diào)試次數(shù)僅為1.25次。在概念圖繪制方面，乙同學(xué)展現(xiàn)了對(duì)循環(huán)和函數(shù)結(jié)構(gòu)的深刻理解，其概念圖結(jié)構(gòu)復(fù)雜且準(zhǔn)確，顯示了他對(duì)編程概念的深人掌握和靈活應(yīng)用?？傮w來(lái)看，乙同學(xué)CTT綜合得分為99.5分，思維結(jié)構(gòu)達(dá)到EA級(jí)，知識(shí)結(jié)構(gòu)為高水平。

五、結(jié)束語(yǔ)

本研究在CT框架的構(gòu)建、培養(yǎng)與評(píng)估方面實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的雙重創(chuàng)新，為計(jì)算機(jī)科學(xué)教育提供了新視角。理論上，通過(guò)深入剖析SOLO分類(lèi)理論與CT的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建了層次清晰、結(jié)構(gòu)完整的CT層級(jí)化進(jìn)階式目標(biāo)體系，明確了學(xué)習(xí)方向和進(jìn)階路徑。同時(shí)，結(jié)合ECD的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了CT\"教—學(xué)—評(píng)\"的一體化，確保了CT教學(xué)與評(píng)估的同步進(jìn)行和相互促進(jìn)。實(shí)踐上，以威廉霍頓的活動(dòng)理論為基礎(chǔ)，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了學(xué)習(xí)一實(shí)踐站點(diǎn)和聯(lián)結(jié)站點(diǎn)，讓學(xué)生在編程實(shí)踐中鍛煉CT，促進(jìn)綜合能力提升。此外，引入了SOLO層級(jí)游戲關(guān)卡作為評(píng)估工具，通過(guò)游戲化的方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)確保評(píng)估的全面性和精確性。

[參考文獻(xiàn)]

[1]SUNLH，JJ.Eftsofgmifidpyonprogamingonpriarysolsudentsomputatioaltkingskils：aetialanalysis of gender[J]. Journal of educational computing research，2024，62（3）：626-654.

[2]龐敬文，馬可心，許晉，等.微認(rèn)證賦能高中生計(jì)算思維培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)表征與路徑設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2023，33（10）：63-73.

[3] KORKMAZ O，CAKIRR，OZDENMY.A validityand reliabilitystudyof thecomputationalthinkingscales（CTS）[J].Computers inhumanbehavior，2017，72：558-569.

[4]BRENNANK，RESNCKM.NewframeworksforstudyingandassesingthedevelopmentofcomputatioaltinkingCProcedingsof the 2012 annual meeting of the American educational research association. Canada：Vancouver，2012：25.

[5]SELBYC，WOOLLARDJ.Computational tinking：thedevelopigdefiitionCProedingsofthe18thAnnualSGCSEConferenceon Innovation and Technology in Computer Science Education. Canterbury：ACM，2O13：1-6.

[6]周平紅，桑雪梅，張屹，等.同伴互評(píng)支持的結(jié)對(duì)編程對(duì)學(xué)習(xí)者計(jì)算思維的影響研究[J].電化教育研究，2023，44（11）：105-112.

[7]程妙婷，李艷，孫丹，等.基于三維框架的小學(xué)生計(jì)算思維綜合測(cè)評(píng)[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2023，35（5）：86-95.

[8]朱彩蘭，周銘，李藝，等.指向人的內(nèi)在品質(zhì)刻畫(huà)的計(jì)算思維框架構(gòu)建[J].電化教育研究，2024，45（4）：67-73，87.

[9]吳怍，王戈.協(xié)作編程中的計(jì)算思維發(fā)展軌跡研究——基于量化民族志的分析方法[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2019，31（2）：76-84，94.

[10] ROMAN-GONZALEZ M，PEREZ-GONZALEZ JC，JIMENEZ-FERNANDEZ C. Which cognitive abilies underlie computationalthinking？Criterionvalidityofthecomputational thinking test[J]. Computers inhuman behavior，2017，72：678-691.

[11]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].：師范大學(xué)出版社，2022.

[12] 張沿沿，馮友梅，顧建軍，等.從知識(shí)結(jié)構(gòu)與思維結(jié)構(gòu)看思維評(píng)價(jià)——基于皮亞杰發(fā)生認(rèn)識(shí)論知識(shí)觀的演繹[J].電化教育研究，2020，41（6）：33-38.

[13]馮友梅，王昕怡，溫佳，等.信息科技課程中計(jì)算思維多層進(jìn)階式目標(biāo)體系設(shè)計(jì)[J].電化教育研究，2024，45（5）：51-57，66.

[14]KASPERSENMH，GRAUNGAARDD，BOUVINNO，etal.Towardsamodelof progresionincomputational empowerment ineducation[J]. International journal of child-computer interaction，2O21，29： 100302.

[15]馬志強(qiáng)，沈詩(shī)淼，杜鴻羽.基于 SOLO分類(lèi)理論的思維發(fā)展表現(xiàn)性評(píng)價(jià)研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2024，42（3）：52-58，67.

[16]昌家立.試論知識(shí)的本質(zhì)[J].青海社會(huì)科學(xué)，1995（4）：50-55.

[17]龔鑫，許潔，喬愛(ài)玲.基于沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境的隱形性評(píng)估：機(jī)理、框架與應(yīng)用[J].電化教育研究，2023，44（12）：64-72.

[18]陳興冶，董玉琦，楊伊.促進(jìn)計(jì)算思維發(fā)展的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模型開(kāi)發(fā)——基于上海市實(shí)驗(yàn)學(xué)校的實(shí)踐[J].全球教育展望，2024，53（6）：115-127.

[19]孔凡哲.基礎(chǔ)教育新課程中“螺旋式上升”的課程設(shè)計(jì)和教材編排問(wèn)題探究[J].教育研究，2007，28（5）：62-68.

[20]馮友梅，王珊，王昕怡，等.支持我國(guó)信息技術(shù)課程評(píng)價(jià)體系構(gòu)建的計(jì)算思維描述框架設(shè)計(jì)[J].電化教育研究，2022，43（6）：115-121.

[21] 李鋒，程亮，顧小清.計(jì)算思維學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)的內(nèi)容構(gòu)建與方法設(shè)計(jì)——文獻(xiàn)比較研究的視角[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2022（2）：65-75，77.

[22]柏毅，呂澤恩.美國(guó)教育評(píng)估系統(tǒng)的ECD模型[J].教育測(cè)量與評(píng)價(jià)，2016（1）：35-39.

[23]威廉霍頓.數(shù)字化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)[M].吳峰，蔣立佳，譯.：教育科學(xué)出版社，2009：32-35.

[24]GOUWSLA，BRADSHAWK，WENTWORTHP.Computational thinking ineducationalactivies：anevaluationoftheeducationalgamelight-bot[Cy/Proceedingsofthe18thACMConferenceon InnovationandTechnologyinComputer Science Education.NewYork：Association for Computing Machinery，2O13：10-15.

Modeling the Computational Thinking Structure of Middle School Students and A Multi-level Cultivation and Evaluation Pathway

GONG Xin1， LIU Yuyu1， XU Jie2， QIAO Ailing1 （1.College ofEducation， Capital Normal University，Beijing 1O0048; 2.College of Education， Zhejiang University， Hangzhou Zhejiang ）

[Abstract] Exploring the progression path of computational thinking， one of the core competencies for middle school students，helps provide more precise and effective instructional support for students. However， the current assessment framework lacks the necessary hierarchy to characterize students' computational thinking level，thereby restricting the development and assessment efects of students\" thinking.The study，based on the nature of thinking，first matches the knowledge structure and thinking structure of computational thinking with computational conceptsand computational practices respectively， and draws on the SOLO taxonomy theory and the criterion of intrinsic structure of knowledge to model the hierarchical structure of computational thinking. Subsequently，the study adopts an evidence-based design to construct a dual-line，triple-loop pathway for developing and assessing computational thinking.This pathway includes three interactive models： a competency model demonstrates the thinking and knowledge structure based on the computational thinking hierarchy model; a task model achieves the triple cycle of development and assessment through advanced activity design learning-to-practice and linkage sites;an evidence model integrates the formative and summative evaluations to comprehensively provide practice evidence and measurement standards.The study provides empirical experiences on the assssment path of computational thinking ability development，aiming to provide both theoretical and practical guidance for the assessment of computational thinking development of middle school students，and help students to improve their computational thinking in a comprehensive way.

[Keywords] Computational Thinking; SOLO Taxonomy Theory;Evidence-based Design; Structural Modeling;Middle School Student