“教-学-评一致性”理念下的编程教学实践

梁海青

编程语言是将抽象的计算思维可视化的重要工具，开源硬件课程是培养计算思维最直接有效的载体。对于一线教师而言，传统课堂中知识与技能的低阶思维教学模式显然不利于高阶计算思维的生成，因而探索契合计算思维能力培养的编程教学模式意义重大。“教-学-评一致性”是基于标准的教育改革的前沿问题，也是推进课堂研究与改进教学实践的新视角。本文在“教-学-评一致性”的理念指导下构建了基于计算思维培养的编程教学模式，以期为一线教师提供具体可参考的教学实践路径。

● “教-学-评一致性”的内涵解析及三维价值取向

1.内涵解析

“教-学-评一致性”是以目标为引擎，驱动教、学和评三个核心要素高效运转最终促成教学输出最大化的过程。目标是起点，是各个教学要素焕发生机的基础，因而精准地设计每堂课的教学目标是课堂教学的重中之重。有了目标为导向，教、学和评三个要素借助目标供给的一致外驱力和固有的内在自驱力，带动整个课堂向着期望的方向高效运转。教、学和评三个要素既是课堂教学的重要组成部分又各成体系，“教-学-评一致性”理念下的学教一致性、教评一致性和评学一致性打破了教、学和评三个要素之间的壁垒，在加速各个体系内部循环以及彼此之间信息流通方面彰显了巨大价值。可见，“教-学-评一致性”应是课堂教学的固然属性。

2.三维价值取向

（1）教的视角：生成教师专业发展新样态。“教-学-评一致性”的课堂教学为教师的专业发展开辟了崭新的实践路径，是一种自主性的、可持续发展的内在催生模式。“教-学-评一致性”对教师的课程素养、评价素养以及自身素养等诸多方面提出了很高的要求，教师在实践—反思—再实践的循环回路中螺旋式地提升自身的教学水平，这种自发式的浸入式的教学实践路径由内而外地助推了教师专业发展新样态的生成。

（2）学的视角：奠基学生素养发展新高度。“素养为本”的教育理念渗透了对生命个体的尊重和关怀，强调教育要回归生命的本原，关照生命的整体性。在“教-学-评一致性”的整体教学观下，学生存在与生长的意义被深度关切，自我实现的高阶发展需要便在个体被充分尊重的基础上孕育而生，这种迫切的需求激励和指引个体全身心参与课堂，成为学生素养发展的内生力量。教师实时关注学生的学习信息，并提供学生发展需要的各种有利条件，成为支持学生素养发展的外部力量。

（3）评的视角：生发课堂教学结构新活力。从历史的视角来看，教学和评价两者的关系经历了从评价介入和干预教学到评价成为教学过程的一部分，再到评价、教学与学习交融于一体的过程。课堂评价犹如指向教学目标的导航仪，实时捕捉教学过程中各种有用的证据，它一方面精确诊断学生学习现状与学习目标之间的差距，另一方面为教师反思和改善教学提供了现实支持。教师和学生在目标的引领下以评价为媒介深度交互，并在持续不断的反馈和调整中共同探寻趋向目标的最佳路径。“教-学-评一致性”让长期落寞的教学评价回归正统，改变了课堂教学的结构，真正发挥了其对教学的增值功能。

● “教-学-评一致性”与计算思维的耦合关系

当前，编程教学中存在着教学目标形同虚设、教学模式陈旧单一、教学评价欠缺反馈等问题，这种教、学和评相分离的教学形态完全不足以支撑起对计算思维的立体化理解，而“教-学-评一致性”三位一体的整体教学观恰恰为计算思维的动态、立体化发展提供了多维保障：真实待解决的问题情境明确了计算思维的目的;学科内容为基础的信息问题系列构成了计算思维的内容结构;基于问题解决展开的分解、抽象、概括、算法和评价等计算思维活动过程和计算思维品质在连贯递进的教学环节中得以顺利进行;丰富生动的课堂组织和科学可操作的评价量表准确测量学生思维水平的动态变化，实时的反馈有助于帮助学生发现思维的薄弱点，适时调整学习策略，计算思维的监控力便在不断地自我反思中逐步生成。科学合理的评价促使学生建立解决问题的信心，持续稳固问题解决的内驱力，充分发挥了非认识因素在计算思维发展过程中的促进作用。

● “教-学-评一致性”理念下的编程教学模式（如下图）

1.目标线

目标既是课程逻辑的起点，也是课程逻辑的终点，因此，清晰的目标是关键。一般而言，课程标准、教材教参、学情分析是确定教学目标的主要依据，教师应在基于以上的综合分析中精确设计每一节课的教学目标。

2.评价线

布卢姆等人提出的掌握学习理论有力地验证了持续性的评价设计是教学质量的保障。计算思维内容结构的多元性和内隐性决定了评价方式的多样性、针对性和可操作性：基本概念和局部操作等计算思维概念层面的评价可以选用题目测试法和编程测试法;对问题解决与作品开发等计算思维操作层面的综合考量可以选用作品分析法和图文分析法;态度、情感等计算思维态度层面的评价可以借鉴调查法和观察访谈法。

3.活动线

孙立会、王晓倩提出计算思维培养的四个阶段：实体感知与行为互动中的前计算思维阶段、符号象征与任务驱动中的计算思维准备阶段、逻辑推演与思维抽象中的计算思维形成阶段及假设推理与形式运演中的计算思维发展阶段。为了顺应计算思维生成的内在秩序，笔者由浅入深地设计了“创设情境、激趣导入”“任务驱动、探究新知”“学以致用、交流反馈”和“总结归纳、拓展延伸”四个连贯的教学环节。在教学活动的组织实施中，要实时审视教学目标的达成度，实时关注评价反馈的数据，实时纠偏教学路径。

● “教-学-评一致性”教学设计的案例解析

笔者以“智能风扇转起来”一课为例进行了“教-学-评一致性”的教学设计。本节课共有四个教学环节，各个环节之间层层递进，目标线和评价線始终在教学活动中齐头并进，共同推动计算思维从低阶向高阶的演进（如下页表1）。

1.创设情境，导入新课

教师播放动画片《汪汪队立大功》中莱德队长吹了一夜空调导致感冒的片段，引导学生思考：夏季长时间地吹空调或者风扇不仅容易感冒，还会造成非常严重的资源浪费，有没有好的办法解决这个难题呢？通过视频导入创设真实的问题情境，让学生明确本节课设计节能风扇的价值，激发学生运用编程解决实际问题的信息意识。

2.任务驱动，探索新知

本环节将具体的教学目标融入三个具体的任务设计中，循序渐进地推动学生计算思维能力的发展。首先，引入思维加工的辅助工具——流程图，显性化表征学习者问题解决的思维全过程。通过将抽象的计算思维可视化，可以让评价更具针对性。学习的初始阶段用流程图辅助学生分解、抽象的模型化计算思维能力的发展。其次，完成程序的界面设计和代码编写。在编程的过程中，使学生充分理解条件分支结构对同类型问题的抽象与提炼逻辑，促进概括、算法及评价等形式化计算思维能力的发展。最后，为了实现风扇的预期功能，学生需要反复调试和优化程序，这种迭代式的实践摸索促进了学生的系统化计算思维能力的发展。每个任务完成之后都会通过问卷星的形式收集学生的任务反馈电子清单，基于数据支持教师可以精准地掌握学生的目标达成度，进而为学生的知识建构和思维发展提供脚手架，实时有效的评价有助于学生计算思维中评估能力的发展。

3.学以致用，交流反馈

情感激励是学生计算思维发展的保障，通过播放《一度电账单》的节能视频，让学生感受一度电的价值，进而激发学生对其他家电节能改造的欲望。教师提供了黑夜红外感应灯、光线感应路灯、温度感应电视和湿度感应加湿器四种节能改造的方案，学生自由选择主题以小组为单位将创意变为现实。在前一环节，学生的计算思维尚处于模仿的低阶形态，通过本环节的拓展任务，学生的计算思维在迁移应用中将会产生质的飞跃，即从模仿为主的低阶思维逐渐向创新为主的高阶自动化计算思维演进。在任务完成后，每個小组学生代表依次上台汇报电器的节能改造成果，汇报的过程就是任务分解的过程，计算思维中的各项能力再一次得到训练，通过师生共同网络投票评选出环保达人团队，让学生在节能改造中感受信息技术服务于生活的美好体验。通过对作品的相互评价，完善学生程序设计的认知体系，提高了自我的反思能力。

4.总结归纳，情感升华

引导学生回顾本节课的学习内容，梳理知识结构，引导学生完成情感参与的评价量表。要求学生课后做一个家庭用电小调查，制订家庭节能方案，并带动家庭成员共同为节能贡献自己的力量。通过课后任务，再一次增强学生节约用电的环保意识，提升信息社会责任感。课后，师生根据课堂的各项评价结果，再次反思自身的教与学。

● “教-学-评一致性”案例课程的教学效果分析

1.研究对象

本研究以山东省A中学的48名学生为研究对象，其中A班（24人）为实验班，B班（24人）为对照班。实验班采用“教-学-评一致性”理念下的教学模式进行实践教学，而对照班则采用传统的讲授式教学，且由同一名教师教授“创意初级编程”课。在一个学期的教学实验中，两个班级的授课时间和课程进度保持一致，以确保研究的科学性。

2.研究工具

本研究参考Selby等提出的抽象化（Abstraction）、分解能力（Decomposition）、算法思维（Algorithmic Thinking）、归纳（Generalization）和评价（Evaluation）五个维度，综合部分专家和教师的意见设计了共计20道题目的计算思维评测量表。为了确保量表的科学性，对量表进行了信度检验，总的Cronbachs α系数值为0.842，抽象化、分解能力、算法思维、归纳和评价这五个维度的Cronbachs α系数值分别为0.813、0.745、0.805、0.866、0.783，数据表明量表的信度较高。

3.效果分析

在开展教学实验之前，对两个平行班学生的计算思维能力进行前测，结果显示实验班（54.60）和对照班（53.38）分差不大，说明两个班在教学实践开展之前学生的计算思维能力并无显著差别。学期结束后，两个班学生的计算思维能力的测量结果显示，实验班的整体得分要明显高于对照班（71.04>55.11），并且实验班的学生在计算思维五个维度上测量成绩均得到了不同程度的提升，具体对比结果如表2所示。由此可见，“教-学-评一致性”理念下的教学模式对学生计算思维能力的培养效果显著。

● “教-学-评一致性”指导编程教学的相关建议

通过教学实践的总结与反思，笔者发现，“教-学-评一致性”的理念在编程教学的实践中存在着教学目标定位不精准、学生课堂参与度不高、课堂评价流于形式等问题。基于此，针对“教-学-评一致性”指导的编程教学提出以下建议：①强化教学目标意识，明确计算思维的发展路径。落实“教-学-评一致性”首要环节是要转变教师陈旧的教学理念，树立起正确的目标意识。目标具有“导学、导教、导评价”的作用，清晰准确的目标定位是一切后续工作的依据。因而，教师要加强理论知识的学习，提高教学目标的撰写水平。②提高教师评价素养，关注计算思维的情感支撑。教师的评价素养表现为坚持以人为本的育人理念、制订具体清晰的目标、设计与目标匹配的评价任务、适时获取学生的学习数据、解释数据并给予学生积极的反馈、针对学生提出个性化的指导意见。教师要结合具体情境和学生背景选择合适的评价工具和评价时机，此外还要更加关注学生计算思维态度的评价，因为强烈的问题意识、求知欲及兴趣等情感态度类因素能够激励学生积极自主的思维活动，成为计算思维发展的保障性因素。③促进师生内在反思，把控计算思维的最高形式。教师的成长离不开经验加反思，反思让教师走出了重复单调、千篇一律的教学泥沼，创新性的改进教学行为，提升教育实践高度。计算思维的监控是计算思维结构的最高形式，学生通过反思在不断的审视与调整中改善计算思维的生成路径，促进计算思维的高阶发展。