基于Scratch软件的小学生计算思维能力评估初探

王彩云

摘 要：计算思维是信息技术学科四大核心素养之一，而程序教学是培养计算思维的重要手段。以Scratch编程教学为例，初步探索在教学过程如何就计算思维的三维框架（计算概念、计算实践、计算观念）进行多维评价，希望能给一线教师在教学中评价学生的计算思维能力是否提高方面提供帮助。

关键词：Scratch软件;三维框架;计算思维

我国的计算思维研究还处于发展早期，对计算思维的研究较少，对计算思维能力的评估文献更少。而随着信息2.0时代的到来，越来越多的人意识到了计算思维已经成为每个人都必须掌握的思维能力。

一、计算思维的內涵

2006年3月，美国卡内基·梅隆大学周以真教授首次提出计算思维的概念。周教授指出计算思维和阅读，写作及算术一样，应成为每个人的一项基本技能。计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。

二、计算思维的三维框架

2006年3月，周以真教授首次提出计算思维的概念，受到了广泛关注。计算思维作为思维能力的主要特征，具有一定的抽象性，传统评估方法因为评价维度单一，很难准确地评价出学生的计算思维能力是否提高。为了更加直观地体现出小学生计算思维的培养情况， 2012 年，美国麻省理工学院终身幼儿园研究小组提出计算思维的三维编程框架。

三、Scratch软件简介

近几年来，Scratch软件逐渐被广大一线教师认可，并被纳入小学信息技术课程中。目前，苏科版小学五年级信息技术教材（2020年）中使用的是2.0版本。这款软件最大的优点在于孩子不用记住复杂的命令，只需要用鼠标将控件像堆积木一样搭建、组合在一起，就可以实现游戏、动画、故事等。

四、小学信息技术的三维目标与计算思维的三维框架

笔者通过分析计算思维的三维框架与小学信息技术教学目标之间的联系，整理了以下基于计算思维三维框架的评估模型。（1）计算概念（知识与技能）：序列、事件、条件、循环、并行、运算符、数据;（2）计算实践（过程与方法）：增量迭代、复用和混合、抽象和模块化、测试和调试;（3）计算观念（情感、态度与价值观）：创意与表达、沟通与协作、理解与质疑。

五、基于Scratch软件的小学生计算思维能力评估方法

计算思维的评估方法包括量表评估、作品分析评估、访谈式评估以及题测评估[1]。笔者以苏科版小学信息技术五年级（2020年）教材中的《编排节目顺序》这节课为例，笔者通过Scratch软件再现《狐假虎威》这个故事。根据不同的评估方式设计了以下学习单。

（一）量表评估

2015 年，Korkmaz等人提出用量表来测量学生的计算思维技能水平，并且计算思维量表的信度和效度已得到验证[2]。计算思维量表包括五个维度：创造、算法思维、批判性思维、解决问题、建立合作。

以《编排节目顺序》——狐假虎威这节课为例，笔者分别在故事创作、能力提升、尽善尽美、课堂测试、自由创作五个方面进行自我评价、师生互评。

（二）访谈式评估

访谈式评估指学生做完任务后，对学生进行访谈。以本节课为例设计以下三个部分：（1）历史和动机：本节课你学到了什么？（2）创建过程：本节课的主题是什么？角色脚本制作的先后顺序？故事是如何发展的？在整个过程中遇到了什么问题？如何处理这些问题？森林里还会发生哪些故事吗？（3）反思和创新：有哪些创新点？运用本节课学习的知识点想去设计什么程序？

（三）分析评估

学生作品分析分为：教师评价、学生自评、学生互评以及网络评价，最后将各部分的分数相加得到总分。

基于本节课笔者设计以下五个方面：（1）故事创作：1个角色脚本1分（共计4 分）、程序正常运行（2 分）、熟练（2 分）（共计8分）;（2）测试：1题1分（共计2分）;（3）能力提升：每句配音录制好并放在合适位置加1分（共计3分）;（4）尽善尽美：角色切换合适的造型（共计4分）;（5）自由创作：一个创新点1分（共计3分）。

Scratch软件分为线上和线下两个免费的版本。设计完作品后，可以将作品提交到Scratch的社区平台，如中国少年创客学院、咔哒咔哒、熊猫编程、西瓜创客Scratch交流社区、helloworldroom网页平台等。

（四）题测评估

题测评估的典型代表就是计算思维测试。根据以下五个维度来设计和表征的：计算概念、项目环境界面、回答选项方式、嵌套的存在与否、所需任务。笔者设计了基于本节课的以下测试题。

测试题1：以下角色的出场顺序正确的是（  ）

1.老虎 2.狐狸 3.小狗 4.斑马

A.1234    B.2134    C.1243    D.2143

测试题2：以下的广播消息名称哪一个最合适（  ）

A.广播“老虎”并等待  B.广播“角色2”并等待

C.广播“111”并等待    D.广播“老虎出场”并等待

参考文献：

[1]刘娇，李建生.计算思维的评估方法及应用案例[J].现代教育技术，2019（10）.

[2]胡盈滢.中小学计算思维培养课程设计与开发研究[D].上海：上海外国语大学，2019.