摘 要：采用 SOLO分類法可觀察的認(rèn)知結(jié)構(gòu)層級的分級標(biāo)準(zhǔn)，通過學(xué)生對于大單元學(xué)習(xí)或一節(jié)課學(xué)習(xí)中各個任務(wù)的回答為評價依據(jù)，把抽象的“計算思維”這一核心素養(yǎng)變成可觀察、可量化、可評價的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，促進(jìn)學(xué)生“計算思維”的提升。通過對目前關(guān)于“計算思維”課程的研究狀況進(jìn)行了剖析，并以 SOLO分類理論為基礎(chǔ)，構(gòu)建了思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)評價策略，以“機(jī)器學(xué)習(xí)：一元線性回歸預(yù)測房價問題”為實(shí)例，闡述思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)評價策略的具體運(yùn)用，為“計算思維”學(xué)科核心素養(yǎng)的評價提供了有價值的參考。

關(guān)鍵詞： SOLO分類; 計算思維; 思維認(rèn)知結(jié)構(gòu); 信息技術(shù); 評價

引言

“計算思維”是我國現(xiàn)行《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2020修訂）》提出的學(xué)科核心素養(yǎng)四個方面中的一項(xiàng)[ 1 ]?！坝嬎闼季S”作為一門課程的核心素養(yǎng)，教師要在日常的信息技術(shù)課堂教學(xué)中落實(shí)提升，而建立一套能使其在整個教學(xué)活動中滲透、提高其思維品質(zhì)的行之有效的評估制度，將成為“計算思維”研究的核心內(nèi)容[ 2 ]。這需要關(guān)注到學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中所參與的每一個活動中其思維的認(rèn)知變化，SOLO分類理論是可觀察的認(rèn)知結(jié)構(gòu)水平劃分標(biāo)準(zhǔn)，通過學(xué)生對于大單元學(xué)習(xí)或一節(jié)課學(xué)習(xí)中各個任務(wù)的回答為評價依據(jù)，量化學(xué)生的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，并將“計算思維”的結(jié)構(gòu)在整個學(xué)習(xí)過程中的變化狀況呈現(xiàn)出來，把抽象的“計算思維”這一核心素養(yǎng)變成可觀察、可量化、可評價的學(xué)習(xí)成果，從而推動學(xué)生“計算思維”這一核心素養(yǎng)的提高，因而，有必要開展以 SOLO分類論為基礎(chǔ)的“計算思維”學(xué)科核心素養(yǎng)評價研究。

1 國內(nèi)外對信息技術(shù)教學(xué)評價研究現(xiàn)狀

1.1 國外關(guān)于信息技術(shù)教學(xué)評價的研究現(xiàn)狀

芬蘭的信息技術(shù)課程不以單獨(dú)學(xué)科的形式出現(xiàn)，更多地以“學(xué)習(xí)包”的形式來傳授。芬蘭在進(jìn)行教學(xué)評價時，十分注重對教學(xué)質(zhì)量的公正以及對教學(xué)內(nèi)容的適當(dāng)選取[ 3 ]。也就是說，芬蘭將確保每個孩子都有機(jī)會獲得信息技術(shù)方面的知識，并且他們所講授的課程與學(xué)生的需求和能力相匹配。這樣既保證了優(yōu)質(zhì)的教育資源公平分配，又保證了課程內(nèi)容的有效實(shí)施，促進(jìn)對學(xué)生的優(yōu)質(zhì)的信息技術(shù)教育的培養(yǎng)。

美國的教學(xué)制度提倡以過程為導(dǎo)向的評價方式，也就是在學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師再對其進(jìn)行評估，同時也提倡與同學(xué)的交互與溝通。另外，美國的大學(xué)也會為師生提供一份數(shù)字的電子檔案，用來紀(jì)錄他們的成長過程。這種評價既重視學(xué)生的學(xué)業(yè)成績，也重視學(xué)生在學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出來的能力與進(jìn)展[ 4 - 5 ]。

英國采用了以“過程評價”與“終結(jié)性評估”相結(jié)合的方法，而“過程評價”又是該方法的核心[ 6 ]。該方法既關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)和發(fā)展，又重視對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的綜合評估。將兩種評估方法有機(jī)地結(jié)合起來，可以提高教師的教學(xué)與指導(dǎo)的針對性。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生主動地投入到教學(xué)活動中來。

1.2 國內(nèi)對信息技術(shù)教學(xué)評價的主要研究現(xiàn)狀

目前，我國有關(guān)信息技術(shù)教學(xué)評價的研究已經(jīng)相當(dāng)廣泛，而以“計算思維”學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)評價研究相對較少。國內(nèi)的信息技術(shù)教學(xué)評價主要集中在以下三個方面：

（1）對信息技術(shù)評價指標(biāo)的研究。為了全面、客觀地評估信息技術(shù)教學(xué)效果，必須建立一套科學(xué)、合理、具有可操作性的評價指標(biāo)。具體表現(xiàn)為：對所學(xué)知識的掌握、技能的運(yùn)用、問題解決的能力等。

（2）對信息技術(shù)教學(xué)評價應(yīng)用的研究。重點(diǎn)是關(guān)注如何將評價結(jié)果有效地應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中，從而對教師、學(xué)生的成長起到一定的指導(dǎo)作用。比如，在評價結(jié)果的基礎(chǔ)上，調(diào)整教學(xué)策略，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法等。

（3）運(yùn)用信息技術(shù)工具開展教學(xué)評價的研究。運(yùn)用多種信息技術(shù)工具，幫助教師評估學(xué)生，是改善教育質(zhì)量的一種有效途徑。比如，通過使用電子表格、數(shù)據(jù)分析軟件等工具對學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，從而更好地掌握他們的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀與需求[ 7-10 ]。

2 基于SOLO分類理論的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)評價策略

新課標(biāo)中對“計算思維”的定義是：“計算思維是指個體運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動”。

SOLO分類評價理論是1982年John B. Biggs和Kevin F. Collis兩位教授在其著作《學(xué)習(xí)質(zhì)量評價——SOLO分類理論可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)》[ 11 ]中所提出來的一種學(xué)生學(xué)業(yè)評價方法。其基本理念源于皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段論。它的理論基礎(chǔ)來自皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段論。

他們認(rèn)為：不能評價學(xué)生的總體認(rèn)知結(jié)構(gòu)，但是在回答某個特定問題時，其思維結(jié)構(gòu)是可觀測的，即“可觀察的學(xué)習(xí)結(jié)果結(jié)構(gòu)”。不去關(guān)注學(xué)生的總體認(rèn)知結(jié)構(gòu)，但可以觀察到學(xué)生在面對某一任務(wù)或問題時所展現(xiàn)出的思維結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。盡管學(xué)習(xí)行為本身難以量化，但學(xué)生完成學(xué)習(xí)行為后的結(jié)果卻是可以觀察和評價的。通過研究發(fā)現(xiàn)，在處理某些任務(wù)或問題時，會呈現(xiàn)出一種復(fù)雜的思維架構(gòu)。雖然學(xué)習(xí)行為自身很難定量，但是其實(shí)施后的效果能夠被觀測和評價[ 12 ]。

基于學(xué)生對某些任務(wù)或問題的理解與解答，建構(gòu)出可觀測的認(rèn)知架構(gòu)，并對此架構(gòu)作動態(tài)層次的評價。這樣的評估有助于學(xué)生對所學(xué)知識的掌握，提高其認(rèn)知層次[ 12 ]。

SOLO分類層次是從簡單到復(fù)雜、從具體到抽象的思維結(jié)構(gòu)，思維結(jié)構(gòu)由低到高，具體見表1。

基于SOLO分類理論的“計算思維”評價策略設(shè)計的三個理念如下所述。

2.1 建構(gòu)有邏輯關(guān)系的知識圖譜

以SOLO分類理論為基礎(chǔ)的“計算思維”評價策略，其核心在于構(gòu)建具有邏輯關(guān)系的知識圖譜，也就是在一個單元（或一節(jié)課）中，依據(jù)具有一定邏輯關(guān)系形成的知識圖譜，對思維結(jié)構(gòu)層次進(jìn)行整體設(shè)計，使學(xué)生在經(jīng)歷了一個單元（或一節(jié)課）的全部學(xué)習(xí)后，判斷其思維結(jié)構(gòu)達(dá)到哪一思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，進(jìn)而探索怎樣提高個人思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次。尤其要注意的是，要在一個單元（或一節(jié)課）的全部學(xué)習(xí)后，最終得出學(xué)生思維結(jié)構(gòu)層次水平，而不是每一項(xiàng)（或多項(xiàng)）任務(wù)中都得出每位學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)層次，因?yàn)檫@很有可能導(dǎo)致一位學(xué)生在一項(xiàng)任務(wù)中處于單一結(jié)構(gòu)水平，另一項(xiàng)任務(wù)則是關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平，那對該生的思維結(jié)構(gòu)層級的判定會產(chǎn)生混淆，進(jìn)而喪失對其思維結(jié)構(gòu)層級的評估作用。

2.2 問題預(yù)設(shè)多層次答案

在一個單元（或在一節(jié)課）中，教師要預(yù)設(shè)學(xué)生在完成所有任務(wù)后，其思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)可能會出現(xiàn)SOLO分類理論中的五種思維結(jié)構(gòu)層次或其中的幾種思維結(jié)構(gòu)層次，而不是所有學(xué)生都呈現(xiàn)一種思維結(jié)構(gòu)層次，從而失去評價學(xué)生思維認(rèn)知水平的價值，同時以 SOLO分類法為基礎(chǔ)的“計算思維”評估可以幫助教師更好地進(jìn)行課堂問題的設(shè)計。

2.3 實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)

教師要依據(jù)SOLO分類理論，將有邏輯關(guān)系的任務(wù)活動與學(xué)生的思維認(rèn)知層次緊密地聯(lián)系起來，在教師授課結(jié)束后，應(yīng)用后臺數(shù)據(jù)及時根據(jù)學(xué)生的完成情況，初步甄別出每位學(xué)生當(dāng)前屬于哪種思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，針對每位學(xué)生不同的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，針對性地制定相應(yīng)的培訓(xùn)計劃，以此促進(jìn)學(xué)生“計算思維”核心素養(yǎng)的發(fā)展。

3 以“計算思維”為導(dǎo)向的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)教學(xué)評價策略應(yīng)用案例

以“機(jī)器學(xué)習(xí)：一元線性回歸預(yù)測房價問題”這一節(jié)課的教學(xué)案例為例，所有教學(xué)活動作為一個整體來進(jìn)行設(shè)計，所有任務(wù)是有逐層遞進(jìn)的關(guān)系，根據(jù)學(xué)生對所有任務(wù)完成后的情況，教師及時把握學(xué)生當(dāng)前的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，有針對性地推薦練習(xí)，提升學(xué)生“計算思維”這一核心素養(yǎng)。

教學(xué)前期已掌握知識：一元線性回歸程序（評價指標(biāo)：MSE）。

部分教學(xué)過程如下：

師：已知20 世紀(jì) 70 年代中期，某郊區(qū)已建立的506個樣本房子的13個特征（比如犯罪率、房間數(shù)量、房產(chǎn)稅率等），如圖1為選取的數(shù)據(jù)和擬合函數(shù)圖像。

師：基于已學(xué)習(xí)的一元線性回歸，完成探究任務(wù)（如表2 任務(wù)探究表）。

教師科學(xué)地設(shè)計教學(xué)活動，量化學(xué)生的思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次，同時展現(xiàn)學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程中“計算思維”結(jié)構(gòu)變化情況，把抽象的“計算思維”核心素養(yǎng)變成可觀察、可量化、可評價的學(xué)習(xí)成果，促進(jìn)學(xué)生“計算思維”這一核心素養(yǎng)的提升，案例中的觀測指標(biāo)單設(shè)計可以結(jié)合“問卷星”等第三方工具（如表3）。

4 總結(jié)

以 SOLO分類理論為指導(dǎo)，對教學(xué)活動進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，其重點(diǎn)在于構(gòu)建具有邏輯關(guān)系的知識圖譜，在一個單元（或一節(jié)課）中，以某種邏輯關(guān)系為主線，建立整體的思維結(jié)構(gòu)層次任務(wù)，并對該架構(gòu)進(jìn)行動態(tài)評分和評價，學(xué)生在完成所有學(xué)習(xí)過程后，對學(xué)生進(jìn)行動態(tài)的分層評價，從而有效地促進(jìn)學(xué)生“計算思維”核心素養(yǎng)的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民教育部.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：5-6.

[2] 張立國，王國華.計算思維：信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的核心議題[J].電化教育研究，2018，39（5）：115-121.

[3] 江梅.芬蘭課例看學(xué)生信息技術(shù)能力培養(yǎng)的“無痕”[J].中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2018（6）：88-90.

[4] Brennan K.，Resnick M.New Frameworks for Studying and Assessing the Development of Computational Thinking[EB/OL].[2013-10-05]http：//web.media.mit.edu/～kbrennan/files/Brennan_Resnick_AERA2012_CT.pdf.

[5] 張靜.美國基礎(chǔ)教育學(xué)習(xí)評價特征分析[J].基礎(chǔ)教育，2019（6）：82-89.

[6] ETS.Aggregate Task Performance Feedback Report[DB/OL].http：//www.ets.org/Media/Tests/ICT_Literacy/pdf/iSKills_Aggregate_Task_Sample_Report.pdf.

[7] 鐘建業(yè).高中信息技術(shù)教學(xué)評價指標(biāo)體系研究[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2017（3）：56-58.

[8] 高福生.試論小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用發(fā)展性教學(xué)評價的相關(guān)措施[J].課程教育研究，2019（44）：151-152.

[9] 魯平.多元化評價主體在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)評價中的應(yīng)用研究[J].中國信息技術(shù)教育，2015（Z2）：51-53.

[10] 周江柔，謝琪.高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的SOLO分類評價方法[J].中國信息技術(shù)教育，2019（9）：50-53.

[11] Biggs J.B，Collis K.F.學(xué)習(xí)質(zhì)量評價：SOLO分類理論可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)[M].北京：人民教育出版社，2010：27-35，70-99.

[12] 陳明選，鄧喆.圍繞理解的學(xué)習(xí)評價：基于SOLO分類理論的視角[J].中國電化教育，2016（1）：71-78.