以单元表现性评价促进初中生计算思维的发展

周纯 上海市闵行区教育学院

2022年4月教育部颁布的《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称义教新课标）把计算思维列入核心素养，在实施义务教育阶段信息科技课程标准的背景下，如何评价计算思维和如何通过评价发展初中生的计算思维，成为当前初中信息科技课程与教学改革正面临的重要挑战之一。

● 当前初中生计算思维评价的诉求与困境

1.计算思维评价是驱动核心素养落地的有力支撑

义教新课标指出，计算思维是学生运用计算机科学领域的思想方法，在问题解决过程中产生的问题抽象、分解、建模、算法设计等一系列思维活动。计算思维作为四大核心素养之一，具有本质的学科属性标示，以计算思维发展为学科核心素养培养的着力点，既可以凸显学科思维，也可以协调统整其他核心素养，共同支撑起课程育人的任务。评价作为计算思维发展中的重要环节，可以及时监控和评估学生计算思维的学习成果，有效指引学科思维课堂的设计与构建，促进教与学过程的优化，驱动信息科技核心素养的有效落地。

2.核心素养视阈下计算思维的评价亟待深入探索

尽管目前各国已经相继出台计算思维相关的政策文件，但已有研究对计算思维的定义都不一致，以至于计算思维评价的评价要素和评价方式侧重也不相同，因此，将计算思维真正融入初中信息科技教育仍面临着诸多问题和挑战，如：需要依据义教新课标对计算思维的界定，确定计算思维的评价内容；分析每个内容包含要素的内涵特征，以确定计算思维评价工具；根据教学单元实际，确定计算思维评价过程的具体实施。计算思维培养的学科沉浸性、发展过程的动态性决定了其评价的复杂性，因而对计算思维整体发展进行评价的研究势在必行。

● 单元表现性评价对计算思维发展的适切性分析

1.单元表现性评价的概念框架

美国斯坦福教育学院评价、学习与公平中心在多年研究的基础上，提出了与单元教学同步进行的嵌入教学评价，它由确定单元评价目标、构建单元评价表现性任务、制订单元评分规则组成，基本设计理念与我国素养本位的单元设计具有内在的一致性。基于上述理论，笔者结合表现性评价的相关研究，建构了指向初中生计算思维培养的单元表现性评价概念框架（如图1），基于单元设计，在分析单元价值和学习内容的基础上，把“看不见”的计算思维通过“可视化”转化为“看得见”的任务行为表现，依据对学生外在任务行为表现“解释”内在计算思维水平，通过评分规则用学生外在的任务行为表现“推论”出内在计算思维品质。

图1 指向初中生计算思维培养的单元表现性评价概念框架

2.运用单元表现性评价提升计算思维的优势

单元表现性评价关注学生在实际生活中面临的真实问题情境，将其作为考查学生学习成效的背景，聚焦在表现性评价任务中考查学生内在思维能力的发展水平，聚焦学生“分析、评价和创造”的高阶思维能力评价。义教新课标倡导真实性学习，重视学生运用计算机科学领域的思想方法在解决问题过程中产生的一系列思维。由此可见，单元表现性评价可以成为发展学生计算思维的重要评价方式。

● 运用单元表现性评价促进计算思维发展的技术路径

1.刻画计算思维特征与表现

（1）从核心素养中萃取计算思维的关键要素

计算思维根植于信息科技核心素养，在信息科技学科学习活动中表现为高阶的行为能力和思维品质。笔者结合核心素养中计算思维的定义与特点，提出了计算思维子能力及评价目标（如表1）。

表1 计算思维子能力及评价目标

（2）基于单元学习活动刻画计算思维表现

义教新课标提倡系统设计学习活动，突出用信息科技解决学习、生活中的问题。通过对全国初中信息技术优质课大赛26节教学设计的学习活动进行文本编码与分析，笔者提取出计算思维的具体样态和表现，对初中生计算思维的典型表现和水平进行刻画（如下页表2），并为设计评价提供依据。

表2 初中计算思维的典型表现与水平

2.确定单元表现性目标

（1）分析单元学习内容中蕴含的计算思维要素

单元设计的一个重要原则是把系列核心概念“放还”到它充分发挥实际作用的现实问题解决的单元系列学习活动中，因此，分析学习内容的特点及其蕴含了哪些计算思维，可以精准促进计算思维品质的发展。例如，“灯控交通——初识过程与控制”单元，以“学校门口的人行道是否需要设置交通灯？如何设置？”为单元统领性的大情境，设计了简易交通灯之了解身边的过程与控制、定时交通灯之认识过程控制系统、感应交通灯之体验简单的闭环过程与控制三个学习内容。在三节单课时中通过不断地抽象、分解、建模、算法和评估的学习过程，促进学生形成敏捷性、批判性、独创性、灵活性和深刻性思维。

（2）描述指向单元学习过程与结果的表现性目标

基于学习内容蕴含的计算思维要素，分析学生运用什么样的计算思维方法、经历怎样的学习过程、取得怎样的学习结果能实现计算思维品质的提升与发展，进而对表现性目标进行描述。例如，“灯控交通——初识过程与控制”单元内容1，笔者设计了如表3所示的学习活动表现性目标。

表3 单元内容1的学习活动表现性目标设计

3.设计单元表现性任务

（1）体现计算思维特征的任务要素

单元表现性任务是一种独特的评估方式，通过给学生设定一个具有挑战性和可能性的解决真实问题的目标，提出学习问题，提前告知学生评价指标和表现标准等形式体现，主要包括任务内容、任务问题、任务规则、任务成果、任务支架五个要素。各要素设计的重点是要体现计算思维培养的特征，这样才能驱动高品质学科思维在学习活动中真实发生。

（2）驱动计算思维发展的单元任务设计

在设计单元表现性任务时，要分析学生在完成任务时经历的计算思维发展过程，如推断原理、分析实例、构建方案、完成程序、说明观点等。设计能引发这些计算思维活动的任务内容及任务相关需解决的问题，再根据任务内容和任务问题，明确学生的任务规则和任务成果，提供适切的任务支架。表4所示为“灯控交通——初识过程与控制”单元内容1对应的表现性任务设计。

表4 单元内容1的表现性任务设计

4.制订单元表现性评价规则

（1）依据单元表现性目标确定评价量规

在设计单元表现性任务时，重要的是针对单元中的每个任务开发一个或多个评分量规，一般可以包括以下三种评价量规。

①标准型评价量规。教师可以将教学内容中的不同元素与评价目标分解，根据一定标准分配不同的分数，衡量某一元素与其他元素的“权重”，如在“灯控交通——初识过程与控制”单元任务1的评价量规（如图2），设定了连接电路的两项标准分值要低于表述红绿灯亮规则的两项标准。

图2 任务1的标准型评价量规

②分析特征型评价量规。将学生问题、方案或产品表现根据不同的维度进行评估，各个维度要聚焦，但相互之间不交叉，使得每项表现等级的表达清楚易理解，如“灯控交通——初识过程与控制”单元任务2的评价量规（如图3），教师从设计方案、编写程序、分析程序三个维度评价学生编程的建模和算法思维能力。

图3 任务2的分析特征型评价量规

③整体型评价量规。对一个方案、问题或作品生成一个整体的等级或分数，这种方式适合于评估学生学习任务完成的达标情况，如“灯控交通——初识过程与控制”单元任务3的评价量规（如下页图4），从学生能列举的实例数量多少、描述准确度等方面，评价学生将概念迁移到实际生活的评估思维能力。

图4 任务3的整体型评价量规

（2）形成学生单元计算思维发展报告单

指向计算思维发展的单元表现性评价主要是判断在计算思维这个特定领域中，学生思维发展的情况。基于单元中学生的系列表现性任务及评价，可以形成单元计算思维报告单（如图5），通过此报告单，教师引领并促进学生对单元学习进行自我评价与自我反思，同时以此来反思、调整、再规划新的单元教学。

图5 “灯控交通——初识过程与控制”单元计算思维发展报告单

●结语

综上所述，为促进信息科技核心素养视阈下的计算思维发展进阶，需要把与计算思维各方面培育关系密切的表现性评价应用于信息科技单元教学中，在教学、思维、表现、学习、活动的良性互动中，让学生运用计算思维进行学习，历经自主、探究与合作的任务实践，以计算思维为切入点带动核心素养的整体提升。通过指向计算思维的单元表现性评价将学习的意义传递给学生，引导教师更好地进行专业发展，创造义务教育新课标背景下初中信息科技学科育人新样态。