教育公平引领的农村教师计算思维评价框架构建

张维 朱诗怡（通讯作者） 伍远岳 孙玮泽

1.华中师范大学人工智能教育学部

2.华中师范大学教育学院

●引言

教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》明确指出教师需要重视自身信息素养的养成，包括具备计算思维和编程能力等。[1]然而，K-12教师作为传道授业的核心角色，是否具备计算思维能力，能否胜任计算思维教育工作是一个亟须探讨的问题。同时，相较于城市地区的教师资源和教育水平，农村教师明显存在弱势，因此，K-12学段农村教师面临着更加严峻的挑战。

本研究对农村教师的计算思维特点进行了详细分析，将农村教师计算思维能力划分为基准性能力和鉴别性能力，并构建了针对K-12农村教师（以下简称农村教师）的计算思维评价框架，以期能够促进农村教师计算思维能力的提升，进而改善城乡教育不公平状况，为农村学生营造更好的教育环境。

●理论基础

1.计算思维

在研究发展的早期，周以真教授对计算思维概念的理解经过了三次递进式更新，此后计算思维的概念解读呈现出多样性。评价是反映计算思维能力和现状的关键，现有研究多数注重学生计算思维的评价，只有极少数学者注意到教师计算思维能力评价的重要性。房敏开发了一种师范生计算思维评价量表，其中包含问题界定与分析、问题认知与解决、教学策略与实施、教学兴趣与设计、创造力5个维度。[2]但师范生计算思维量表旨在考查职前教师群体，并未对在职教师的能力划分进行细致的剖析，无法对农村教师进行有针对性的评价诊断。考虑到思维的评价应当充分考虑本土化情境，所以笔者针对K-12学段农村教师，采纳《义务教育信息科技课程标准》对计算思维的界定，即计算思维是个体运用计算机科学领域的思想方法，在问题解决过程中涉及的抽象、分解、建模、算法设计等思维活动。

2.计算思维三维框架

美国学者Brennan和Resnick在2012年提出了一个计算思维三维框架[3]，其中包含计算概念、计算实践和计算观念三个方面。计算概念指计算思维涉及的基本概念，如序列、循环和条件等；计算实践指运用计算思维解决问题的过程，如模拟、抽象和调试等；计算观念指个体对计算思维的认识和看法，如计算思维对世界的影响和计算思维与其他学科的关系等。计算思维三维框架基于可视化思维和过程思维，在教育实践中有较强的可操作性，而且计算概念、计算实践和计算观念也能很好地对照教学的三维目标。[4]框架涵盖将计算思维融入教学实践的各个方面，具体到教师的计算思维能力上，计算概念维度侧重于概念理解，计算实践维度侧重于利用计算思维进行问题解决以及学科教学所需要的实践技能，计算观念维度侧重于教师的价值和观念。三维框架便于将计算思维的培养融合到具体的课程中，能有效指导教师进行计算思维教学实践。

3.胜任力理论

1 9 7 3 年，美国心理学家M c l e l l a n d 首次提出胜任力（Competency）的概念，认为胜任力是人与工作绩效相联系的知识、能力、特质与动机。[5]Mclelland指出胜任力可分为基准性胜任力和鉴别性胜任力两类，基准性胜任力由与职业要求相匹配的知识、技能等要素构成，鉴别性胜任力则由个体长期发展形成的价值观、特质、独特能力等组成。教师胜任力作为教师职业能力的量化指标之一，不仅能在一定程度上揭示教师的专业知识水平，还可以反映出教师专业技能和专业价值观。农村教师需要掌握职业所需的计算思维能力，从而提升相应的职业水平。从职业视角出发，将农村教师计算思维能力相应划分为基准性计算思维能力和鉴别性计算思维能力。基准性计算思维能力主要包含与教师教授计算思维这一教学任务相匹配的知识、技能等要素，鉴别性计算思维侧重于教师长期发展形成的价值观念。采用分层次的能力划分策略，有助于能力相对薄弱的农村教师循序渐进掌握计算思维的教学路径。

●中国农村教师计算思维评价框架构建

1.农村教师计算思维特点

对农村教师计算思维能力进行针对性的评价，必然要考虑城乡教师的差异。具体而言，农村教师的计算思维发展有如下特点：一是同城市教师相比，农村教师对计算思维培训的积极性不高，其信息技术应用水平仍处于浅层次应用阶段。在教师职业发展的过程中，培训是提升其专业能力的重要途径，特别是对农村教师来说，系统化专项培训能够弥补其初始学历低的“先天劣势”，促进其职业发展，而当前农村教师的信息化培训次数远远低于城市教师。[6]二是优质师资流失过快，教师更倾向于去城市发展。农村教师职业环境艰苦，缺乏职业吸引力，能够长期坚持任教的教师较少，无法形成长期培养学生计算思维的教学空间。三是缺乏身份认同感，对计算思维教学的重要性认识不清。受到基础资源建设、发展环境等条件的制约，农村教师在认知上普遍存在信息化教学创新意识不足、学习动力欠缺等问题。

2.农村教师计算思维能力的基准性和鉴别性

从农村教师的计算思维特点来看，教师的职业发展和价值观念培养是关键。从职业视角出发，将农村教师计算思维能力分为基准性计算思维能力和鉴别性计算思维能力，以评判他们在计算思维教学中的具体表现。基准性能力体现在教师对教学中融入计算思维涉及的知识体系的理解和掌握，以及他们在实践中实施计算思维教学活动的能力上，鉴别性能力则主要展现在教师的长期观念发展中。

在信息化教育基础设施和资源相对落后的深度贫困地区，农村教师应当首要具备基准性计算思维能力，再循序渐进地发展鉴别性计算思维能力。从计算思维的核心内涵出发，计算思维三维框架涵盖了计算思维各个维度的要义。对于农村教师来说，需要先具备计算概念和计算实践层面的能力，再逐步树立计算观念层面的价值观。因此，基准性计算思维能力体现在教师对教学中融入计算思维涉及的知识体系的理解和掌握，以及他们在实践中实施计算思维教学活动的能力上，即基准性计算思维能力包含计算概念、计算实践维度；鉴别性计算思维能力展现在教师的长期观念发展中，即鉴别性计算思维能力包含计算观念维度。以下是对各维度评价指标的分解。

（1）基准性计算思维能力中的计算思维概念维度

指标A是计算机科学概念，即掌握与计算思维相关的计算机科学领域的基本概念。农村教师需要掌握顺序、循环、事件、并行、条件、运算、数据的概念，从而更好地建立计算思维教学实践同计算思维概念间的联系。

（2）基准性计算思维能力中的计算思维实践维度

指标B是问题解决技能，即具备运用计算思维进行问题解决所需要的知识技能。教师需要首先具备运用计算思维进行问题解决的能力，才能更好地将运用计算思维进行问题解决的技能传授给学生。所需要的知识技能包括抽象、分解、建模、算法设计、评估、迁移。

指标C是网络使用方法，即掌握基本网络软件的使用方法和利用网络查找课程资源的实践能力。与城市教师大都对信息技术工具的使用较为熟练相比，部分农村教师如在“三区三州”等深度贫困地区扎根的教师，存在信息技术实践基础极度薄弱的问题。掌握基本网络软件的使用方法有助于农村教师更好地利用互联网了解计算思维专家提出的教学方法，查找课程资源和进行专业的培训学习。

指标D是计算思维培养技能，即通晓常见的进行计算思维培养的活动设计、实施策略和评价方法。受到教学资源相对欠缺的约束，农村教师可采用不插电活动、纸笔编程、探究性教学等对教学工具依赖较少的教学方法，引导学生发现问题、探索问题、解决问题，让学生学习并运用计算思维，并采用测试题、问卷或访谈等易于实现的评价手段对学生的计算思维进行评估诊断。

指标E是跨学科教学，即了解将计算思维进行跨学科融合的教学方法。只有在丰富的跨学科环境中培养计算思维，才能打破认知和应用的壁垒，使其真正为学生提供思考世界和解决问题的新视角。在跨学科教学中，计算思维的培养目标要与课程目标协调，且要结合学科特色开展教学，具有实践的难度性。农村教师需要初步了解将计算思维进行跨学科融合的教学方法，并通过教师培训、城乡教师交流协作等方式改进跨学科整合的计算思维实践。

（3）鉴别性计算思维能力中的计算思维观念维度

指标F是信息意识，即明了自身需要具备的信息意识和信息社会责任。引导学生拥有正确的信息价值观是教师的责任担当。农村教师自身应具备自觉维护国家信息安全、网络安全的意识，正确理解人工智能对社会的影响，认识到人工智能对伦理与安全的挑战，明确科技活动中应遵循的价值观念、道德责任和行为准则。

指标G是差异意识，即正确理解城乡教师在计算思维教学中客观存在的差异，能从教学中得到获得感和自我认同感。由于受到基础资源建设、发展环境等条件的制约，农村教师在认知上普遍存在信息化教学创新意识不足、学习动力欠缺等问题。面对城乡师资水平的不均衡，农村教师需要树立正确的观念并承认差异的客观存在，专注于自我教学能力的提升，从教学中得到获得感和认同感。

指标H是计算认知，即认识到计算思维的迁移效能，拥有长期学习计算思维的思想认知。为促进计算思维教育的发展和学生计算思维能力的培养，缺乏身份认知的农村教师需要通过探索资源、重塑角色、创新思想主动成为计算思维的主动学习者，充分认识到计算思维具有的迁移效能，深刻认识到计算思维融入课堂后自身角色的转变，从而主动探索计算思维的跨学科融合，形成长期学习计算思维的思想认知。

3.农村教师计算思维评价框架

笔者构建的中国农村教师计算思维评价框架如下页表所示。

●农村教师计算思维评价框架的实施建议

1.多方联合，加强农村教师基准性计算思维能力的落实

学校间需要积极促进教师的计算思维培养和发展，城市学校要首先打破校级间的隔阂，通过同步课堂、工作坊等形式在城乡教师间建立起沟通学习的窗口，提升农村教师的计算思维实践能力。政府、学校、企业应多方联动，向村镇学校提供必要的教育工具支持和网络资源，以便教师能够在课堂上应用计算思维方法和技能。

能力维度农村教师计算思维评价框架基准性计算思维能力鉴别性计算思维能力计算概念计算实践计算观念A 计算机科学概念B 问题解决技能C 网络使用方法D 计算思维培养E 跨学科教学F 信息意识G 差异意识H 计算意识考察指标掌握与计算思维相关的计算机科学基本概念具备运用计算思维进行问题解决所需技能掌握基本网络软件的使用方法和利用网络查找课程资源的实践能力通晓常见的进行计算思维培养的活动设计、实施策略和评价方法了解将计算思维进行跨学科融合的教学方法明了自身需要具备的信息意识和信息社会责任正确理解城乡教师在计算思维教学中客观存在的差异拥有长期学习计算思维的思想认知

2.理念引领，促进农村教师鉴别性计算思维能力的提升

教育部门应强调理念引领，帮助农村教师在自身的学习和工作中认识到长期发展计算思维的重要性，促进计算思维培养长期有序地开展，将计算思维的思想和方法潜移默化地渗透到具体的教学过程中。

3.开发合理评价工具，对能力薄弱层面进行有针对性的反馈

综合使用多种评价工具能更全面涵盖框架的各个指标。考查基准性计算思维能力可采用题目测试、教师微能力测评等评价方法对教师的能力进行客观的量化，评价农村教师的鉴别性计算思维能力可采用访谈、量表等方式。在得出评价结果后，需要给农村教师的薄弱层面提供有效的反馈，给予农村教师在教学中融入计算思维的信心和获得感，这样有益于教师计算思维教学能力的可持续发展。

●结语

本文从农村教师计算思维特点出发，构建了农村教师计算思维能力评价框架。框架将农村教师计算思维能力划分为基准性能力和鉴别性能力，在一定程度上弥补了计算思维教育在农村地区存在的欠缺，有助于教育公平的深化推进。在后续的研究中，笔者将结合农村地区真实的教学案例，将构建的计算思维评价模型应用于教学实践，为教育优质均衡发展添砖加瓦。