SOLO分类理论视角下信息技术教学中“计算思维”评价策略研究

摘 要：采用 SOLO分类法可观察的认知结构层级的分级标准，通过学生对于大单元学习或一节课学习中各个任务的回答为评价依据，把抽象的“计算思维”这一核心素养变成可观察、可量化、可评价的思维认知结构层次，促进学生“计算思维”的提升。通过对目前关于“计算思维”课程的研究状况进行了剖析，并以 SOLO分类理论为基础，构建了思维认知结构评价策略，以“机器学习：一元线性回归预测房价问题”为实例，阐述思维认知结构评价策略的具体运用，为“计算思维”学科核心素养的评价提供了有价值的参考。

关键词： SOLO分类; 计算思维; 思维认知结构; 信息技术; 评价

引言

“计算思维”是我国现行《普通高中信息技术课程标准（2020修订）》提出的学科核心素养四个方面中的一项[ 1 ]。“计算思维”作为一门课程的核心素养，教师要在日常的信息技术课堂教学中落实提升，而建立一套能使其在整个教学活动中渗透、提高其思维品质的行之有效的评估制度，将成为“计算思维”研究的核心内容[ 2 ]。这需要关注到学生在课堂学习过程中所参与的每一个活动中其思维的认知变化，SOLO分类理论是可观察的认知结构水平划分标准，通过学生对于大单元学习或一节课学习中各个任务的回答为评价依据，量化学生的思维认知结构层次，并将“计算思维”的结构在整个学习过程中的变化状况呈现出来，把抽象的“计算思维”这一核心素养变成可观察、可量化、可评价的学习成果，从而推动学生“计算思维”这一核心素养的提高，因而，有必要开展以 SOLO分类论为基础的“计算思维”学科核心素养评价研究。

1 国内外对信息技术教学评价研究现状

1.1 国外关于信息技术教学评价的研究现状

芬兰的信息技术课程不以单独学科的形式出现，更多地以“学习包”的形式来传授。芬兰在进行教学评价时，十分注重对教学质量的公正以及对教学内容的适当选取[ 3 ]。也就是说，芬兰将确保每个孩子都有机会获得信息技术方面的知识，并且他们所讲授的课程与学生的需求和能力相匹配。这样既保证了优质的教育资源公平分配，又保证了课程内容的有效实施，促进对学生的优质的信息技术教育的培养。

美国的教学制度提倡以过程为导向的评价方式，也就是在学习结束后，教师再对其进行评估，同时也提倡与同学的交互与沟通。另外，美国的大学也会为师生提供一份数字的电子档案，用来纪录他们的成长过程。这种评价既重视学生的学业成绩，也重视学生在学习中表现出来的能力与进展[ 4 - 5 ]。

英国采用了以“过程评价”与“终结性评估”相结合的方法，而“过程评价”又是该方法的核心[ 6 ]。该方法既关注学生在学习过程中的表现和发展，又重视对学生学习成果的综合评估。将两种评估方法有机地结合起来，可以提高教师的教学与指导的针对性。在教师的指导下，学生主动地投入到教学活动中来。

1.2 国内对信息技术教学评价的主要研究现状

目前，我国有关信息技术教学评价的研究已经相当广泛，而以“计算思维”学科核心素养的教学评价研究相对较少。国内的信息技术教学评价主要集中在以下三个方面：

（1）对信息技术评价指标的研究。为了全面、客观地评估信息技术教学效果，必须建立一套科学、合理、具有可操作性的评价指标。具体表现为：对所学知识的掌握、技能的运用、问题解决的能力等。

（2）对信息技术教学评价应用的研究。重点是关注如何将评价结果有效地应用于实际教学中，从而对教师、学生的成长起到一定的指导作用。比如，在评价结果的基础上，调整教学策略，优化教学内容，改进教学方法等。

（3）运用信息技术工具开展教学评价的研究。运用多种信息技术工具，帮助教师评估学生，是改善教育质量的一种有效途径。比如，通过使用电子表格、数据分析软件等工具对学生的学习数据进行处理与分析，从而更好地掌握他们的学习现状与需求[ 7-10 ]。

2 基于SOLO分类理论的思维认知结构评价策略

新课标中对“计算思维”的定义是：“计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动”。

SOLO分类评价理论是1982年John B. Biggs和Kevin F. Collis两位教授在其著作《学习质量评价——SOLO分类理论可观察的学习成果结构》[ 11 ]中所提出来的一种学生学业评价方法。其基本理念源于皮亚杰的认知发展阶段论。它的理论基础来自皮亚杰的认知发展阶段论。

他们认为：不能评价学生的总体认知结构，但是在回答某个特定问题时，其思维结构是可观测的，即“可观察的学习结果结构”。不去关注学生的总体认知结构，但可以观察到学生在面对某一任务或问题时所展现出的思维结构复杂性。尽管学习行为本身难以量化，但学生完成学习行为后的结果却是可以观察和评价的。通过研究发现，在处理某些任务或问题时，会呈现出一种复杂的思维架构。虽然学习行为自身很难定量，但是其实施后的效果能够被观测和评价[ 12 ]。

基于学生对某些任务或问题的理解与解答，建构出可观测的认知架构，并对此架构作动态层次的评价。这样的评估有助于学生对所学知识的掌握，提高其认知层次[ 12 ]。

SOLO分类层次是从简单到复杂、从具体到抽象的思维结构，思维结构由低到高，具体见表1。

基于SOLO分类理论的“计算思维”评价策略设计的三个理念如下所述。

2.1 建构有逻辑关系的知识图谱

以SOLO分类理论为基础的“计算思维”评价策略，其核心在于构建具有逻辑关系的知识图谱，也就是在一个单元（或一节课）中，依据具有一定逻辑关系形成的知识图谱，对思维结构层次进行整体设计，使学生在经历了一个单元（或一节课）的全部学习后，判断其思维结构达到哪一思维认知结构层次，进而探索怎样提高个人思维认知结构层次。尤其要注意的是，要在一个单元（或一节课）的全部学习后，最终得出学生思维结构层次水平，而不是每一项（或多项）任务中都得出每位学生的思维结构层次，因为这很有可能导致一位学生在一项任务中处于单一结构水平，另一项任务则是关联结构水平，那对该生的思维结构层级的判定会产生混淆，进而丧失对其思维结构层级的评估作用。

2.2 问题预设多层次答案

在一个单元（或在一节课）中，教师要预设学生在完成所有任务后，其思维认知结构可能会出现SOLO分类理论中的五种思维结构层次或其中的几种思维结构层次，而不是所有学生都呈现一种思维结构层次，从而失去评价学生思维认知水平的价值，同时以 SOLO分类法为基础的“计算思维”评估可以帮助教师更好地进行课堂问题的设计。

2.3 实现差异化教学

教师要依据SOLO分类理论，将有逻辑关系的任务活动与学生的思维认知层次紧密地联系起来，在教师授课结束后，应用后台数据及时根据学生的完成情况，初步甄别出每位学生当前属于哪种思维认知结构层次，针对每位学生不同的思维认知结构层次，针对性地制定相应的培训计划，以此促进学生“计算思维”核心素养的发展。

3 以“计算思维”为导向的思维认知结构教学评价策略应用案例

以“机器学习：一元线性回归预测房价问题”这一节课的教学案例为例，所有教学活动作为一个整体来进行设计，所有任务是有逐层递进的关系，根据学生对所有任务完成后的情况，教师及时把握学生当前的思维认知结构层次，有针对性地推荐练习，提升学生“计算思维”这一核心素养。

教学前期已掌握知识：一元线性回归程序（评价指标：MSE）。

部分教学过程如下：

师：已知20 世纪 70 年代中期，某郊区已建立的506个样本房子的13个特征（比如犯罪率、房间数量、房产税率等），如图1为选取的数据和拟合函数图像。

师：基于已学习的一元线性回归，完成探究任务（如表2 任务探究表）。

教师科学地设计教学活动，量化学生的思维认知结构层次，同时展现学生整个学习过程中“计算思维”结构变化情况，把抽象的“计算思维”核心素养变成可观察、可量化、可评价的学习成果，促进学生“计算思维”这一核心素养的提升，案例中的观测指标单设计可以结合“问卷星”等第三方工具（如表3）。

4 总结

以 SOLO分类理论为指导，对教学活动进行科学的设计，其重点在于构建具有逻辑关系的知识图谱，在一个单元（或一节课）中，以某种逻辑关系为主线，建立整体的思维结构层次任务，并对该架构进行动态评分和评价，学生在完成所有学习过程后，对学生进行动态的分层评价，从而有效地促进学生“计算思维”核心素养的提升。

参考文献：

[1] 中华人民教育部.普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020：5-6.

[2] 张立国，王国华.计算思维：信息技术学科核心素养培养的核心议题[J].电化教育研究，2018，39（5）：115-121.

[3] 江梅.芬兰课例看学生信息技术能力培养的“无痕”[J].中小学数字化教学，2018（6）：88-90.

[4] Brennan K.，Resnick M.New Frameworks for Studying and Assessing the Development of Computational Thinking[EB/OL].[2013-10-05]http：//web.media.mit.edu/～kbrennan/files/Brennan_Resnick_AERA2012_CT.pdf.

[5] 张静.美国基础教育学习评价特征分析[J].基础教育，2019（6）：82-89.

[6] ETS.Aggregate Task Performance Feedback Report[DB/OL].http：//www.ets.org/Media/Tests/ICT_Literacy/pdf/iSKills_Aggregate_Task_Sample_Report.pdf.

[7] 钟建业.高中信息技术教学评价指标体系研究[J].中小学信息技术教育，2017（3）：56-58.

[8] 高福生.试论小学信息技术教学中应用发展性教学评价的相关措施[J].课程教育研究，2019（44）：151-152.

[9] 鲁平.多元化评价主体在小学信息技术教学评价中的应用研究[J].中国信息技术教育，2015（Z2）：51-53.

[10] 周江柔，谢琪.高中信息技术学科核心素养的SOLO分类评价方法[J].中国信息技术教育，2019（9）：50-53.

[11] Biggs J.B，Collis K.F.学习质量评价：SOLO分类理论可观察的学习成果结构[M].北京：人民教育出版社，2010：27-35，70-99.

[12] 陈明选，邓喆.围绕理解的学习评价：基于SOLO分类理论的视角[J].中国电化教育，2016（1）：71-78.