梁海青

編程語言是將抽象的計算思維可視化的重要工具，開源硬件課程是培養(yǎng)計算思維最直接有效的載體。對于一線教師而言，傳統(tǒng)課堂中知識與技能的低階思維教學模式顯然不利于高階計算思維的生成，因而探索契合計算思維能力培養(yǎng)的編程教學模式意義重大?！敖?學-評一致性”是基于標準的教育改革的前沿問題，也是推進課堂研究與改進教學實踐的新視角。本文在“教-學-評一致性”的理念指導下構(gòu)建了基于計算思維培養(yǎng)的編程教學模式，以期為一線教師提供具體可參考的教學實踐路徑。

● “教-學-評一致性”的內(nèi)涵解析及三維價值取向

1.內(nèi)涵解析

“教-學-評一致性”是以目標為引擎，驅(qū)動教、學和評三個核心要素高效運轉(zhuǎn)最終促成教學輸出最大化的過程。目標是起點，是各個教學要素煥發(fā)生機的基礎，因而精準地設計每堂課的教學目標是課堂教學的重中之重。有了目標為導向，教、學和評三個要素借助目標供給的一致外驅(qū)力和固有的內(nèi)在自驅(qū)力，帶動整個課堂向著期望的方向高效運轉(zhuǎn)。教、學和評三個要素既是課堂教學的重要組成部分又各成體系，“教-學-評一致性”理念下的學教一致性、教評一致性和評學一致性打破了教、學和評三個要素之間的壁壘，在加速各個體系內(nèi)部循環(huán)以及彼此之間信息流通方面彰顯了巨大價值?？梢?，“教-學-評一致性”應是課堂教學的固然屬性。

2.三維價值取向

（1）教的視角：生成教師專業(yè)發(fā)展新樣態(tài)?！敖?學-評一致性”的課堂教學為教師的專業(yè)發(fā)展開辟了嶄新的實踐路徑，是一種自主性的、可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在催生模式?！敖?學-評一致性”對教師的課程素養(yǎng)、評價素養(yǎng)以及自身素養(yǎng)等諸多方面提出了很高的要求，教師在實踐—反思—再實踐的循環(huán)回路中螺旋式地提升自身的教學水平，這種自發(fā)式的浸入式的教學實踐路徑由內(nèi)而外地助推了教師專業(yè)發(fā)展新樣態(tài)的生成。

（2）學的視角：奠基學生素養(yǎng)發(fā)展新高度。“素養(yǎng)為本”的教育理念滲透了對生命個體的尊重和關懷，強調(diào)教育要回歸生命的本原，關照生命的整體性。在“教-學-評一致性”的整體教學觀下，學生存在與生長的意義被深度關切，自我實現(xiàn)的高階發(fā)展需要便在個體被充分尊重的基礎上孕育而生，這種迫切的需求激勵和指引個體全身心參與課堂，成為學生素養(yǎng)發(fā)展的內(nèi)生力量。教師實時關注學生的學習信息，并提供學生發(fā)展需要的各種有利條件，成為支持學生素養(yǎng)發(fā)展的外部力量。

（3）評的視角：生發(fā)課堂教學結(jié)構(gòu)新活力。從歷史的視角來看，教學和評價兩者的關系經(jīng)歷了從評價介入和干預教學到評價成為教學過程的一部分，再到評價、教學與學習交融于一體的過程。課堂評價猶如指向教學目標的導航儀，實時捕捉教學過程中各種有用的證據(jù)，它一方面精確診斷學生學習現(xiàn)狀與學習目標之間的差距，另一方面為教師反思和改善教學提供了現(xiàn)實支持。教師和學生在目標的引領下以評價為媒介深度交互，并在持續(xù)不斷的反饋和調(diào)整中共同探尋趨向目標的最佳路徑。“教-學-評一致性”讓長期落寞的教學評價回歸正統(tǒng)，改變了課堂教學的結(jié)構(gòu)，真正發(fā)揮了其對教學的增值功能。

● “教-學-評一致性”與計算思維的耦合關系

當前，編程教學中存在著教學目標形同虛設、教學模式陳舊單一、教學評價欠缺反饋等問題，這種教、學和評相分離的教學形態(tài)完全不足以支撐起對計算思維的立體化理解，而“教-學-評一致性”三位一體的整體教學觀恰恰為計算思維的動態(tài)、立體化發(fā)展提供了多維保障：真實待解決的問題情境明確了計算思維的目的;學科內(nèi)容為基礎的信息問題系列構(gòu)成了計算思維的內(nèi)容結(jié)構(gòu);基于問題解決展開的分解、抽象、概括、算法和評價等計算思維活動過程和計算思維品質(zhì)在連貫遞進的教學環(huán)節(jié)中得以順利進行;豐富生動的課堂組織和科學可操作的評價量表準確測量學生思維水平的動態(tài)變化，實時的反饋有助于幫助學生發(fā)現(xiàn)思維的薄弱點，適時調(diào)整學習策略，計算思維的監(jiān)控力便在不斷地自我反思中逐步生成?？茖W合理的評價促使學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)揮了非認識因素在計算思維發(fā)展過程中的促進作用。

● “教-學-評一致性”理念下的編程教學模式（如下圖）

1.目標線

目標既是課程邏輯的起點，也是課程邏輯的終點，因此，清晰的目標是關鍵。一般而言，課程標準、教材教參、學情分析是確定教學目標的主要依據(jù)，教師應在基于以上的綜合分析中精確設計每一節(jié)課的教學目標。

2.評價線

布盧姆等人提出的掌握學習理論有力地驗證了持續(xù)性的評價設計是教學質(zhì)量的保障。計算思維內(nèi)容結(jié)構(gòu)的多元性和內(nèi)隱性決定了評價方式的多樣性、針對性和可操作性：基本概念和局部操作等計算思維概念層面的評價可以選用題目測試法和編程測試法;對問題解決與作品開發(fā)等計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、情感等計算思維態(tài)度層面的評價可以借鑒調(diào)查法和觀察訪談法。

3.活動線

孫立會、王曉倩提出計算思維培養(yǎng)的四個階段：實體感知與行為互動中的前計算思維階段、符號象征與任務驅(qū)動中的計算思維準備階段、邏輯推演與思維抽象中的計算思維形成階段及假設推理與形式運演中的計算思維發(fā)展階段。為了順應計算思維生成的內(nèi)在秩序，筆者由淺入深地設計了“創(chuàng)設情境、激趣導入”“任務驅(qū)動、探究新知”“學以致用、交流反饋”和“總結(jié)歸納、拓展延伸”四個連貫的教學環(huán)節(jié)。在教學活動的組織實施中，要實時審視教學目標的達成度，實時關注評價反饋的數(shù)據(jù)，實時糾偏教學路徑。

● “教-學-評一致性”教學設計的案例解析

筆者以“智能風扇轉(zhuǎn)起來”一課為例進行了“教-學-評一致性”的教學設計。本節(jié)課共有四個教學環(huán)節(jié)，各個環(huán)節(jié)之間層層遞進，目標線和評價線始終在教學活動中齊頭并進，共同推動計算思維從低階向高階的演進（如下頁表1）。

1.創(chuàng)設情境，導入新課

教師播放動畫片《汪汪隊立大功》中萊德隊長吹了一夜空調(diào)導致感冒的片段，引導學生思考：夏季長時間地吹空調(diào)或者風扇不僅容易感冒，還會造成非常嚴重的資源浪費，有沒有好的辦法解決這個難題呢？通過視頻導入創(chuàng)設真實的問題情境，讓學生明確本節(jié)課設計節(jié)能風扇的價值，激發(fā)學生運用編程解決實際問題的信息意識。

2.任務驅(qū)動，探索新知

本環(huán)節(jié)將具體的教學目標融入三個具體的任務設計中，循序漸進地推動學生計算思維能力的發(fā)展。首先，引入思維加工的輔助工具——流程圖，顯性化表征學習者問題解決的思維全過程。通過將抽象的計算思維可視化，可以讓評價更具針對性。學習的初始階段用流程圖輔助學生分解、抽象的模型化計算思維能力的發(fā)展。其次，完成程序的界面設計和代碼編寫。在編程的過程中，使學生充分理解條件分支結(jié)構(gòu)對同類型問題的抽象與提煉邏輯，促進概括、算法及評價等形式化計算思維能力的發(fā)展。最后，為了實現(xiàn)風扇的預期功能，學生需要反復調(diào)試和優(yōu)化程序，這種迭代式的實踐摸索促進了學生的系統(tǒng)化計算思維能力的發(fā)展。每個任務完成之后都會通過問卷星的形式收集學生的任務反饋電子清單，基于數(shù)據(jù)支持教師可以精準地掌握學生的目標達成度，進而為學生的知識建構(gòu)和思維發(fā)展提供腳手架，實時有效的評價有助于學生計算思維中評估能力的發(fā)展。

3.學以致用，交流反饋

情感激勵是學生計算思維發(fā)展的保障，通過播放《一度電賬單》的節(jié)能視頻，讓學生感受一度電的價值，進而激發(fā)學生對其他家電節(jié)能改造的欲望。教師提供了黑夜紅外感應燈、光線感應路燈、溫度感應電視和濕度感應加濕器四種節(jié)能改造的方案，學生自由選擇主題以小組為單位將創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實。在前一環(huán)節(jié)，學生的計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，學生的計算思維在遷移應用中將會產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，即從模仿為主的低階思維逐漸向創(chuàng)新為主的高階自動化計算思維演進。在任務完成后，每個小組學生代表依次上臺匯報電器的節(jié)能改造成果，匯報的過程就是任務分解的過程，計算思維中的各項能力再一次得到訓練，通過師生共同網(wǎng)絡投票評選出環(huán)保達人團隊，讓學生在節(jié)能改造中感受信息技術服務于生活的美好體驗。通過對作品的相互評價，完善學生程序設計的認知體系，提高了自我的反思能力。

4.總結(jié)歸納，情感升華

引導學生回顧本節(jié)課的學習內(nèi)容，梳理知識結(jié)構(gòu)，引導學生完成情感參與的評價量表。要求學生課后做一個家庭用電小調(diào)查，制訂家庭節(jié)能方案，并帶動家庭成員共同為節(jié)能貢獻自己的力量。通過課后任務，再一次增強學生節(jié)約用電的環(huán)保意識，提升信息社會責任感。課后，師生根據(jù)課堂的各項評價結(jié)果，再次反思自身的教與學。

● “教-學-評一致性”案例課程的教學效果分析

1.研究對象

本研究以山東省A中學的48名學生為研究對象，其中A班（24人）為實驗班，B班（24人）為對照班。實驗班采用“教-學-評一致性”理念下的教學模式進行實踐教學，而對照班則采用傳統(tǒng)的講授式教學，且由同一名教師教授“創(chuàng)意初級編程”課。在一個學期的教學實驗中，兩個班級的授課時間和課程進度保持一致，以確保研究的科學性。

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）和評價（Evaluation）五個維度，綜合部分專家和教師的意見設計了共計20道題目的計算思維評測量表。為了確保量表的科學性，對量表進行了信度檢驗，總的Cronbachs α系數(shù)值為0.842，抽象化、分解能力、算法思維、歸納和評價這五個維度的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

在開展教學實驗之前，對兩個平行班學生的計算思維能力進行前測，結(jié)果顯示實驗班（54.60）和對照班（53.38）分差不大，說明兩個班在教學實踐開展之前學生的計算思維能力并無顯著差別。學期結(jié)束后，兩個班學生的計算思維能力的測量結(jié)果顯示，實驗班的整體得分要明顯高于對照班（71.04>55.11），并且實驗班的學生在計算思維五個維度上測量成績均得到了不同程度的提升，具體對比結(jié)果如表2所示。由此可見，“教-學-評一致性”理念下的教學模式對學生計算思維能力的培養(yǎng)效果顯著。

● “教-學-評一致性”指導編程教學的相關建議

通過教學實踐的總結(jié)與反思，筆者發(fā)現(xiàn)，“教-學-評一致性”的理念在編程教學的實踐中存在著教學目標定位不精準、學生課堂參與度不高、課堂評價流于形式等問題?；诖?，針對“教-學-評一致性”指導的編程教學提出以下建議：①強化教學目標意識，明確計算思維的發(fā)展路徑。落實“教-學-評一致性”首要環(huán)節(jié)是要轉(zhuǎn)變教師陳舊的教學理念，樹立起正確的目標意識。目標具有“導學、導教、導評價”的作用，清晰準確的目標定位是一切后續(xù)工作的依據(jù)。因而，教師要加強理論知識的學習，提高教學目標的撰寫水平。②提高教師評價素養(yǎng)，關注計算思維的情感支撐。教師的評價素養(yǎng)表現(xiàn)為堅持以人為本的育人理念、制訂具體清晰的目標、設計與目標匹配的評價任務、適時獲取學生的學習數(shù)據(jù)、解釋數(shù)據(jù)并給予學生積極的反饋、針對學生提出個性化的指導意見。教師要結(jié)合具體情境和學生背景選擇合適的評價工具和評價時機，此外還要更加關注學生計算思維態(tài)度的評價，因為強烈的問題意識、求知欲及興趣等情感態(tài)度類因素能夠激勵學生積極自主的思維活動，成為計算思維發(fā)展的保障性因素。③促進師生內(nèi)在反思，把控計算思維的最高形式。教師的成長離不開經(jīng)驗加反思，反思讓教師走出了重復單調(diào)、千篇一律的教學泥沼，創(chuàng)新性的改進教學行為，提升教育實踐高度。計算思維的監(jiān)控是計算思維結(jié)構(gòu)的最高形式，學生通過反思在不斷的審視與調(diào)整中改善計算思維的生成路徑，促進計算思維的高階發(fā)展。