教育公平引領的農村教師計算思維評價框架構建

張維 朱詩怡（通訊作者） 伍遠岳 孫瑋澤

1.華中師范大學人工智能教育學部

2.華中師范大學教育學院

●引言

教育部發布的《教育信息化2.0行動計劃》明確指出教師需要重視自身信息素養的養成，包括具備計算思維和編程能力等。[1]然而，K-12教師作為傳道授業的核心角色，是否具備計算思維能力，能否勝任計算思維教育工作是一個亟須探討的問題。同時，相較于城市地區的教師資源和教育水平，農村教師明顯存在弱勢，因此，K-12學段農村教師面臨著更加嚴峻的挑戰。

本研究對農村教師的計算思維特點進行了詳細分析，將農村教師計算思維能力劃分為基準性能力和鑒別性能力，并構建了針對K-12農村教師（以下簡稱農村教師）的計算思維評價框架，以期能夠促進農村教師計算思維能力的提升，進而改善城鄉教育不公平狀況，為農村學生營造更好的教育環境。

●理論基礎

1.計算思維

在研究發展的早期，周以真教授對計算思維概念的理解經過了三次遞進式更新，此后計算思維的概念解讀呈現出多樣性。評價是反映計算思維能力和現狀的關鍵，現有研究多數注重學生計算思維的評價，只有極少數學者注意到教師計算思維能力評價的重要性。房敏開發了一種師范生計算思維評價量表，其中包含問題界定與分析、問題認知與解決、教學策略與實施、教學興趣與設計、創造力5個維度。[2]但師范生計算思維量表旨在考查職前教師群體，并未對在職教師的能力劃分進行細致的剖析，無法對農村教師進行有針對性的評價診斷。考慮到思維的評價應當充分考慮本土化情境，所以筆者針對K-12學段農村教師，采納《義務教育信息科技課程標準》對計算思維的界定，即計算思維是個體運用計算機科學領域的思想方法，在問題解決過程中涉及的抽象、分解、建模、算法設計等思維活動。

2.計算思維三維框架

美國學者Brennan和Resnick在2012年提出了一個計算思維三維框架[3]，其中包含計算概念、計算實踐和計算觀念三個方面。計算概念指計算思維涉及的基本概念，如序列、循環和條件等；計算實踐指運用計算思維解決問題的過程，如模擬、抽象和調試等；計算觀念指個體對計算思維的認識和看法，如計算思維對世界的影響和計算思維與其他學科的關系等。計算思維三維框架基于可視化思維和過程思維，在教育實踐中有較強的可操作性，而且計算概念、計算實踐和計算觀念也能很好地對照教學的三維目標。[4]框架涵蓋將計算思維融入教學實踐的各個方面，具體到教師的計算思維能力上，計算概念維度側重于概念理解，計算實踐維度側重于利用計算思維進行問題解決以及學科教學所需要的實踐技能，計算觀念維度側重于教師的價值和觀念。三維框架便于將計算思維的培養融合到具體的課程中，能有效指導教師進行計算思維教學實踐。

3.勝任力理論

1 9 7 3 年，美國心理學家M c l e l l a n d 首次提出勝任力（Competency）的概念，認為勝任力是人與工作績效相聯系的知識、能力、特質與動機。[5]Mclelland指出勝任力可分為基準性勝任力和鑒別性勝任力兩類，基準性勝任力由與職業要求相匹配的知識、技能等要素構成，鑒別性勝任力則由個體長期發展形成的價值觀、特質、獨特能力等組成。教師勝任力作為教師職業能力的量化指標之一，不僅能在一定程度上揭示教師的專業知識水平，還可以反映出教師專業技能和專業價值觀。農村教師需要掌握職業所需的計算思維能力，從而提升相應的職業水平。從職業視角出發，將農村教師計算思維能力相應劃分為基準性計算思維能力和鑒別性計算思維能力。基準性計算思維能力主要包含與教師教授計算思維這一教學任務相匹配的知識、技能等要素，鑒別性計算思維側重于教師長期發展形成的價值觀念。采用分層次的能力劃分策略，有助于能力相對薄弱的農村教師循序漸進掌握計算思維的教學路徑。

●中國農村教師計算思維評價框架構建

1.農村教師計算思維特點

對農村教師計算思維能力進行針對性的評價，必然要考慮城鄉教師的差異。具體而言，農村教師的計算思維發展有如下特點：一是同城市教師相比，農村教師對計算思維培訓的積極性不高，其信息技術應用水平仍處于淺層次應用階段。在教師職業發展的過程中，培訓是提升其專業能力的重要途徑，特別是對農村教師來說，系統化專項培訓能夠彌補其初始學歷低的“先天劣勢”，促進其職業發展，而當前農村教師的信息化培訓次數遠遠低于城市教師。[6]二是優質師資流失過快，教師更傾向于去城市發展。農村教師職業環境艱苦，缺乏職業吸引力，能夠長期堅持任教的教師較少，無法形成長期培養學生計算思維的教學空間。三是缺乏身份認同感，對計算思維教學的重要性認識不清。受到基礎資源建設、發展環境等條件的制約，農村教師在認知上普遍存在信息化教學創新意識不足、學習動力欠缺等問題。

2.農村教師計算思維能力的基準性和鑒別性

從農村教師的計算思維特點來看，教師的職業發展和價值觀念培養是關鍵。從職業視角出發，將農村教師計算思維能力分為基準性計算思維能力和鑒別性計算思維能力，以評判他們在計算思維教學中的具體表現。基準性能力體現在教師對教學中融入計算思維涉及的知識體系的理解和掌握，以及他們在實踐中實施計算思維教學活動的能力上，鑒別性能力則主要展現在教師的長期觀念發展中。

在信息化教育基礎設施和資源相對落后的深度貧困地區，農村教師應當首要具備基準性計算思維能力，再循序漸進地發展鑒別性計算思維能力。從計算思維的核心內涵出發，計算思維三維框架涵蓋了計算思維各個維度的要義。對于農村教師來說，需要先具備計算概念和計算實踐層面的能力，再逐步樹立計算觀念層面的價值觀。因此，基準性計算思維能力體現在教師對教學中融入計算思維涉及的知識體系的理解和掌握，以及他們在實踐中實施計算思維教學活動的能力上，即基準性計算思維能力包含計算概念、計算實踐維度；鑒別性計算思維能力展現在教師的長期觀念發展中，即鑒別性計算思維能力包含計算觀念維度。以下是對各維度評價指標的分解。

（1）基準性計算思維能力中的計算思維概念維度

指標A是計算機科學概念，即掌握與計算思維相關的計算機科學領域的基本概念。農村教師需要掌握順序、循環、事件、并行、條件、運算、數據的概念，從而更好地建立計算思維教學實踐同計算思維概念間的聯系。

（2）基準性計算思維能力中的計算思維實踐維度

指標B是問題解決技能，即具備運用計算思維進行問題解決所需要的知識技能。教師需要首先具備運用計算思維進行問題解決的能力，才能更好地將運用計算思維進行問題解決的技能傳授給學生。所需要的知識技能包括抽象、分解、建模、算法設計、評估、遷移。

指標C是網絡使用方法，即掌握基本網絡軟件的使用方法和利用網絡查找課程資源的實踐能力。與城市教師大都對信息技術工具的使用較為熟練相比，部分農村教師如在“三區三州”等深度貧困地區扎根的教師，存在信息技術實踐基礎極度薄弱的問題。掌握基本網絡軟件的使用方法有助于農村教師更好地利用互聯網了解計算思維專家提出的教學方法，查找課程資源和進行專業的培訓學習。

指標D是計算思維培養技能，即通曉常見的進行計算思維培養的活動設計、實施策略和評價方法。受到教學資源相對欠缺的約束，農村教師可采用不插電活動、紙筆編程、探究性教學等對教學工具依賴較少的教學方法，引導學生發現問題、探索問題、解決問題，讓學生學習并運用計算思維，并采用測試題、問卷或訪談等易于實現的評價手段對學生的計算思維進行評估診斷。

指標E是跨學科教學，即了解將計算思維進行跨學科融合的教學方法。只有在豐富的跨學科環境中培養計算思維，才能打破認知和應用的壁壘，使其真正為學生提供思考世界和解決問題的新視角。在跨學科教學中，計算思維的培養目標要與課程目標協調，且要結合學科特色開展教學，具有實踐的難度性。農村教師需要初步了解將計算思維進行跨學科融合的教學方法，并通過教師培訓、城鄉教師交流協作等方式改進跨學科整合的計算思維實踐。

（3）鑒別性計算思維能力中的計算思維觀念維度

指標F是信息意識，即明了自身需要具備的信息意識和信息社會責任。引導學生擁有正確的信息價值觀是教師的責任擔當。農村教師自身應具備自覺維護國家信息安全、網絡安全的意識，正確理解人工智能對社會的影響，認識到人工智能對倫理與安全的挑戰，明確科技活動中應遵循的價值觀念、道德責任和行為準則。

指標G是差異意識，即正確理解城鄉教師在計算思維教學中客觀存在的差異，能從教學中得到獲得感和自我認同感。由于受到基礎資源建設、發展環境等條件的制約，農村教師在認知上普遍存在信息化教學創新意識不足、學習動力欠缺等問題。面對城鄉師資水平的不均衡，農村教師需要樹立正確的觀念并承認差異的客觀存在，專注于自我教學能力的提升，從教學中得到獲得感和認同感。

指標H是計算認知，即認識到計算思維的遷移效能，擁有長期學習計算思維的思想認知。為促進計算思維教育的發展和學生計算思維能力的培養，缺乏身份認知的農村教師需要通過探索資源、重塑角色、創新思想主動成為計算思維的主動學習者，充分認識到計算思維具有的遷移效能，深刻認識到計算思維融入課堂后自身角色的轉變，從而主動探索計算思維的跨學科融合，形成長期學習計算思維的思想認知。

3.農村教師計算思維評價框架

筆者構建的中國農村教師計算思維評價框架如下頁表所示。

●農村教師計算思維評價框架的實施建議

1.多方聯合，加強農村教師基準性計算思維能力的落實

學校間需要積極促進教師的計算思維培養和發展，城市學校要首先打破校級間的隔閡，通過同步課堂、工作坊等形式在城鄉教師間建立起溝通學習的窗口，提升農村教師的計算思維實踐能力。政府、學校、企業應多方聯動，向村鎮學校提供必要的教育工具支持和網絡資源，以便教師能夠在課堂上應用計算思維方法和技能。

能力維度農村教師計算思維評價框架基準性計算思維能力鑒別性計算思維能力計算概念計算實踐計算觀念A 計算機科學概念B 問題解決技能C 網絡使用方法D 計算思維培養E 跨學科教學F 信息意識G 差異意識H 計算意識考察指標掌握與計算思維相關的計算機科學基本概念具備運用計算思維進行問題解決所需技能掌握基本網絡軟件的使用方法和利用網絡查找課程資源的實踐能力通曉常見的進行計算思維培養的活動設計、實施策略和評價方法了解將計算思維進行跨學科融合的教學方法明了自身需要具備的信息意識和信息社會責任正確理解城鄉教師在計算思維教學中客觀存在的差異擁有長期學習計算思維的思想認知

2.理念引領，促進農村教師鑒別性計算思維能力的提升

教育部門應強調理念引領，幫助農村教師在自身的學習和工作中認識到長期發展計算思維的重要性，促進計算思維培養長期有序地開展，將計算思維的思想和方法潛移默化地滲透到具體的教學過程中。

3.開發合理評價工具，對能力薄弱層面進行有針對性的反饋

綜合使用多種評價工具能更全面涵蓋框架的各個指標。考查基準性計算思維能力可采用題目測試、教師微能力測評等評價方法對教師的能力進行客觀的量化，評價農村教師的鑒別性計算思維能力可采用訪談、量表等方式。在得出評價結果后，需要給農村教師的薄弱層面提供有效的反饋，給予農村教師在教學中融入計算思維的信心和獲得感，這樣有益于教師計算思維教學能力的可持續發展。

●結語

本文從農村教師計算思維特點出發，構建了農村教師計算思維能力評價框架。框架將農村教師計算思維能力劃分為基準性能力和鑒別性能力，在一定程度上彌補了計算思維教育在農村地區存在的欠缺，有助于教育公平的深化推進。在后續的研究中，筆者將結合農村地區真實的教學案例，將構建的計算思維評價模型應用于教學實踐，為教育優質均衡發展添磚加瓦。