評價初中生編程提問能力的PTA評價量表設計與研究

【摘 要】發現問題和提取問題特征是解決問題的第一步，也是學習編程的第一步，因此培養學生發現問題并提出編程問題的能力顯得尤為重要。文章結合初中信息科技學科內在發展要求，制訂評價學生編程提問能力的PTA（基本要素分析）量表，旨在為廣大教育工作者提供科學、實用的評價工具。

【關鍵詞】編程學習 提問能力 PTA量表 初中信息科技

【中圖分類號】G623.58" " 【文獻標識碼】A" 【文章編號】1002-3275（2024）09-46-04

一、研究背景

2017年，國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》，指出要在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育。信息科技作為編程學習最主要的學科，擔任著推廣編程教育的重要使命。《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱課程標準）同樣指出編程學習是培養學生計算思維的重要內容之一。在計算思維（7～9年級）特征中強調，學生能在真實情境中發現問題、提取問題的特征。如何結合初中信息科技學科中編程知識特點和PTA提問能力量表，對學生提出編程問題的能力進行考查，是廣大信息科技教師需不斷實踐和探索的一個難題。基于此，本研究采取文獻分析法對這一難題進行探討，制訂評價學生編程提問能力的PTA評價量表，旨在為廣大教師提供一個可借鑒的編程提問能力參照標準。

二、文獻綜述

（一）編程提問能力相關概述

關于編程提問能力沒有一個統一的界定，薛劍剛指出，提問能力是學生在學習活動中意識問題、表達問題的心理過程。［1］葉兵從問題產生、形成到表述的連貫過程出發，結合物理學科規律，認為提問能力體現為學生如何利用已有知識，細致觀察物理現象，進而將觀察到的物理過程轉化為個人獨特的思維，內化為具有探究價值的物理問題，學生不僅需要具備將這些思維組織成語言的能力，而且需確保表述的清晰性和準確性，以形成可深入研究的科學問題，這一過程充分展現了學生在物理學習中的品質和能力。［2］基于上述觀點，本研究中的編程提問能力指的是學生在已有編程知識的基礎上，在一定的編程學習情境中，通過分析編程問題，將學習編程的過程轉換成計算思維，內化成編程知識問題，有提出編程問題的意識，并能夠組織語言將其清晰表述出來。

初中生在編程學習中需要反復測試代碼—發現錯誤—糾正錯誤，才能掌握編碼知識，在此過程中需要提出關于編程問題結構、事件發展順序、解決問題的方法和步驟等問題，以便能夠設計出有效的編程程序。因此，編程提問能力在這個過程中起到了至關重要的作用。而該過程要求學生具有較強的編程邏輯性思維和自主性，學生需要提出具體的編程問題，以便能夠找到解決困難的方法。這種提問能力不僅有助于他們解決當前的困難，而且能夠提升他們自主學習編程的能力。學生在編程學習過程中會遇到諸多困難，如容易忽略編程語法的細節導致代碼報錯，或是已有經驗對編程學習具有一定的負面影響、缺乏計算機操作的基本技能、不理解相關編程概念等。［3］解決這些困難需要學生具備提出問題和驗證答案的能力，通過提問來檢驗自己的程序是否正確和是否能夠解決特定的問題。

（二）PTA提問量表測評工具

PTA（Primary Trait Analysis）基本要素分析法是用來評價學生某種表現或者如書寫、口語、藝術等幾種綜合表現的評定方法。［4］不同學科應用PTA量表測量提問能力的維度不同。通過梳理不同學科應用PTA提問量表的相關研究得出表1。根據表1不難發現，應用PTA量表測量提問能力的學科主要為物理、語文、生物、地理、信息技術學科，測量維度主要聚焦提出問題的數量、質量、意識，以及問題表述質量等。

從表1可看出，在提出問題的數量上，符永娜和王佳麗關注提出與某一特定情境相關的問題個數，特定情境的問題往往更具有針對性和實際性。在提出問題意識上，符永娜結合生物學特點，以學生提問習慣和批評精神評估學生的問題意識。強烈的問題意識能夠推動學生更深入地思考和探索學習內容。當學生在學習中遇到困惑或疑問時，他們的問題意識會促使他們主動提出問題，尋求解答。這種主動求知的態度有助于提升學生的學習動力和學習效果。劉潔蘭以提問數量來評估學生的提問意識，注重學生的主動性和參與度。王佳麗以情感水平和行為水平這兩個二級指標來測量學生的提問意識，更側重于學生的情感表達和行為表現。在問題表述的質量上，大部分研究者以學生表述問題是否清晰、準確、簡潔作為評估問題表述質量的依據。在提出問題的質量上，高岱亮、田春鳳、劉潔蘭等結合不同學科知識特點，主要從問題的相關性、靈活性、可探究性、深刻性、多樣性的角度來評估學生提出問題的質量；趙真真結合初中語文學科特點，從評價類、推論類和事實類三類問題來評估學生提出問題的質量；符永娜和王佳麗從問題的常規性和發展性的角度，來衡量學生提出問題的質量。

本研究在已有研究的基礎上，以布魯姆教育目標分類理論為基礎，結合課程標準的要求與初中編程知識相關的特點，確定本研究提問能力由四項一級指標構成，即提出問題意識、提出問題數量、提出問題質量、問題表述質量。

三、PTA編程學習提問能力評價量表制訂

（一）確定初中編程PTA提問能力評價量表構成要素

初中編程PTA提問能力評價量表中的一級指標由提出問題意識、提出問題數量、提出問題質量、問題表述質量構成。提出問題意識主要是指學生愿意主動提出問題，而不是等待問題自然暴露或依賴他人解決。因此在提出問題意識的指標下，將學生提出編程問題的意愿作為二級指標。提出問題數量主要是指提出與某一特定情境相關問題的個數，學生提出與編程學習情境相關的問題數量越多，表明學生對這一特定的編程知識理解越深入，能夠更加聚焦該編程知識的重難點，深化對該編程知識的學習和理解。因此在提出問題數量的指標下，將學生能根據編程情境提出問題和提出與編程情境相關的問題作為二級指標。提出問題質量主要聚焦于學生提問能力水平的變化。布魯姆教育目標分類理論的核心是通過測量學生的知識達到何種認知水平，來反映學生的能力水平。學生在學習編程知識的過程中，認知思維也經歷這六個步驟，本研究依據布魯姆教育目標分類理論，將六個認知發展階段（即記憶、理解、應用、分析、評估、創造）從低階到高階的連續認知發展過程，作為二級指標劃分的理論依據。因此，將知識型編程問題、理解型編程問題、應用型編程問題、分析型編程問題、評價型編程問題及創造型編程問題作為評估學生提出編程問題質量的二級指標，以此來反映學生提問能力水平的變化。在問題表述質量方面，要求學生在學習過程中不僅能夠敏銳地察覺和發現問題，而且能將這些問題以準確、清晰且具有邏輯的方式表達出來。問題的準確性是提出編程問題的基礎。學生需要明確自己的困惑所在，并能夠準確地將問題定位到具體的編程概念、語法、邏輯中。另外，問題的清晰程度也是評估問題表述質量的重要標準。學生應當用簡潔明了的語言描述問題，避免使用模糊或有歧義的詞語。因此在問題表述質量的指標下，將準確提出編程問題和清晰提出編程問題作為二級指標。

（二）明確初中編程PTA提問能力評價量表權重指標

依據PTA編程提問能力評價量表的一級指標重要性合理分配權重。首先，提出問題意識和問題表述質量的分數分別為2分和2.5分，是四項一級指標中分數權重占比較低的兩項，主要是因為學生提出編程問題的意識和問題表述質量不是影響學生提出編程問題能力的直接影響因素。影響學生提出編程問題的意識主要涉及學生的學習動機、學習風格等因素，影響問題表述質量主要涉及學生的表達能力，這些都是影響學生提出編程問題能力的間接因素。其次，提出問題數量分數滿分為5分，提出問題質量分數滿分為10.5分。在根據布魯姆教育目標分類理論劃分的知識型編程問題、理解型編程問題、應用型編程問題、分析型編程問題、評價型編程問題及創造型編程問題中，學生提出前三種問題歸類為低階認知思維水平，提出后三種問題歸類為高階認知思維水平，學生提出問題的層次性可以直觀反映學生提問能力水平發展的階段性。

在學習的初期，學生可能更多地關注基礎知識和技能的掌握，因此提出的問題多屬于低階認知水平，隨著學習的深入，學生的思維逐漸由具體向抽象、由簡單向復雜發展，開始能夠提出更高層次的問題，這表明學生的思維能力正在由低階向高階過渡。因此，通過觀察和分析學生提出問題的層次性，可以較為準確地判斷其提問能力水平的發展階段，進而為教學提供有針對性的指導和幫助。同時，教師也可以通過引導學生提出更高層次的問題，促進其提問能力和思維能力的進一步發展。

（三）形成初中編程PTA提問能力評價量表

為了提高量表的可操作性，本研究對每一個具體的評分標準進行編碼，即將一級指標提出問題意識編為T1，提出問題數量編為T2，提出問題質量編為T3，問題表述質量編為T4，編程提問能力總初始得分為T1+T2+T3+T4。為了方便統計，設置滿分標準為10分，標準得分（M1）=初始得分（M）×指標權重系數（0.5），即編程提問能力標準得分M1＝0.5×M，具體見表2。

在T1提出問題意識的一級指標下，將學生提出編程問題的意愿二級指標編碼為A，對應具體評分標準的編碼為A3：學生愿意積極主動提出問題，得1.5分；A2：學生被動提出問題，得0.5分；A1：學生不愿意提出問題，得0分，T1初始得分=A1+A2+A3。

在T2提出問題數量的一級指標下，評分標準細化為B和C。B表示學生能根據編程情境提出問題。其中，B2為提出3個或3個以上與編程情境有關的問題，得2分；B1為提出2個與編程情境有關的問題，得1.5分。C為提出與編程情境相關的問題。其中，C3為提出1個與編程情境有關的問題，得1分；C2為雖然提出問題，但是與編程情境無關，得0.5分；C1為未提出任何問題，得0分。T2初始得分=B1+B2+C1+C2+C3。

在T3提出問題質量的一級指標下，D為提出高質量編程問題，對應具體評分標準為D1、D2、D3。D3為學生提出創造型問題，得3分；D2為學生提出評價型問題，得2.5分；D1為學生提出分析型問題，得2分。E為提出低質量編程問題，對應具體評分標準為E1、E2、E3。E3為學生提出應用型問題，得1.5分；E2為學生提出理解型問題，得1分；E1為學生提出知識型問題，得0.5分。T3初始得分=D1+D2+D3+E1+E2+E3。

在T4問題表述質量的一級指標下，F代表編程問題表述準確性，對應具體評分標準為F1、F2。F2為編程問題表述明確，得1分；F1為編程問題表述不明確，難以理解，得0分。G代表編程問題表述簡潔性，對應具體評分標準為G1、G2。G2為語言簡潔流暢，得1分；G1為語言啰嗦，得0.5分。T4初始得分=F1+F2+G1+G2。

初中編程PTA提問能力評價量表指標清晰且可操作性強，在一定程度上能夠反映學生的提出編程問題的能力，教師通過評估學生的提出編程問題能力水平，有效評估學生的學習進展，診斷其學習困難，從而制訂有針對性的教學策略，并為學生提供個性化的學習指導。這一量表可為廣大教育工作者提供可量化的學生提問能力評價工具，有助于提升編程教學的科學化和精細化程度。

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