







摘" "要:信息科技課程中,學科核心素養的培養與合作問題解決能力的培養互相支持、互相滲透。《義務教育信息科技課程標準(2022年版)》以育人目標為導向進行知識選擇和內容組織,對課程建設與教學實施具有指導性作用。以課程標準為研究對象,探究合作問題解決能力在課程標準中的呈現情況和滲透力度,將有助于在信息科技課程中更好地落實合作問題解決能力的培養。基于PISA2015合作問題解決能力測評框架,構建合作問題解決視角下課程標準的評價指標體系,將合作問題解決能力的呈現分成6種情況,采用內容分析法,定量刻畫、定性詮釋課程標準中合作問題解決能力的呈現水平、方式及其效果。通過分析發現:課程標準有意滲透合作問題解決能力,其中合作問題解決能力以顯性呈現為主,整體呈現水平處于中上,并在“課程內容”“課程目標”“附錄”中的呈現效果較好;課程標準中合作問題解決能力的呈現具有適切性,符合課程內容特點和學習者認知水平;課程標準對合作問題解決能力的滲透雖較有成效,但并不徹底,仍有完善空間。據此,為保證學生能夠有效發展合作問題解決能力,提出相關建議:進一步提高課程標準中合作問題解決能力的呈現效果;強化合作問題解決能力在高中課程標準中計算思維部分的呈現;強化過程性評價,提高合作問題解決能力測評的有效性;從課程資源出發,進一步優化合作問題解決能力的培養;教師從合作問題解決能力的視角解讀課程標準;緊扣信息科技學科的本質開展合作問題解決活動。
關鍵詞:合作問題解決;信息科技課程標準;CPS呈現;量化分析;PISA
中圖分類號:G434" " " " "文獻標志碼:A" " " " "文章編號:1673-8454(2024)08-0107-13
DOI:10.3969/j.issn.1673-8454.2024.08.010
作者簡介:李冰,深圳大學教育學部教育信息技術系講師,博士(廣東深圳 518060);邵萍湘、黃靜蕾,深圳大學教育學部教育信息技術系碩士研究生(廣東深圳 518060)
基金項目:深圳市教育科學2020年度規劃課題“基于計算思維和深度學習的小學人工智能課程設計與實踐研究”(編號:ybzz20006)
合作問題解決(Collaborative Problem Solving,以下簡稱CPS),已被確定為國際社會和勞動力中的一項重要技能,并且合作對21世紀的許多問題的解決至關重要。[1]“中國學生發展核心素養”也將合作能力和問題解決能力列為重要能力,并強調其培養。[2]CPS能力是教師教學與學生學習的重點,有必要通過課程進行有效培養。
在義務教育階段,信息科技課程是培養CPS能力的最佳途徑之一。2022年,國家第一次頒布《義務教育信息科技課程標準(2022年版)》(以下簡稱“課程標準”),課程標準實現從信息素養到數字素養的突破,將數字素養作為課程育人的總目標。[3]2016年,歐盟在對2013版數字素養框架DigComp修訂的基礎上推出數字素養框架2.0版,將數字素養細化為五個素養域——信息和數據素養域、交流與協作域、數字內容創建域、安全域、問題解決域,并沿用至今。其中,交流與協作域、問題解決域作為兩大素養域被提出。表明協作與問題解決在數字素養中的重要地位。因此,CPS能力可認為是信息科技課程的重要培養目標之一。
已有部分學者對課程標準展開研究。課程標準研制組解讀課程標準的主要變化和突破在于,課程總目標、課程內容、學業質量標準以及考核評價都面向核心素養。[4]有學者強調信息科技課程育人目標中包含關鍵能力,即課程重在促進青少年信息社會的適應力、勝任力、創造力等方面的培養。[5]有學者指出信息科技四個核心素養滲透在問題解決的各個環節中。[6]顯然,課程標準已由原來的知識導向轉變為素養導向、能力導向以及問題導向。因此,合作能力和問題解決能力在信息科技課程中的地位不可忽視,但還沒有研究關注課程標準中的合作問題解決內容。雖然課程標準未明確提出CPS能力,也不涉及對CPS能力的具體描述,但多處強調對學生合作問題解決能力的培養。定量刻畫CPS能力在課程標準中的呈現情況,有助于分析其在信息科技課程中的培養趨勢和培養力度,同時為后續課程標準的研究提供可參考的量化數據。
一、CPS與信息科技課程
(一)PISA2015與CPS
經濟合作與發展組織(OECD)將“合作問題解決”列為一種能力,并頒布《PISA2015合作問題解決框架草案》(以下簡稱PISA2015)[7],首次針對全球范圍內青少年的CPS能力進行大規模測評。PISA2015將CPS定義為:“個體能有效地參與由兩名或以上成員組成的團隊,通過達成共識,尋求解決方案,匯集組內知識、技能和行動以實現解決方案,最終形成解決問題的能力。”[7]
CPS能力存在一種復雜的內在機制,除了合作結構外,還包括個人問題解決的認知成分。[8]PISA2015中關于CPS的定義包含三個核心能力——建立和維持共識、采取合適的行動解決問題、建立和維持團隊組織形式,這三項能力是合作和個人問題解決過程的結合,個人問題解決過程即探究和理解、表征和系統化、計劃和執行、監控和反思。
PISA2015強調在解決問題的個人層面適切融入合作性社會素養,重點關注合作性社會素養,即關注“合作”是否發生及其效果如何。[9]在CPS測評框架的構建上,PISA2015采用矩陣交叉方法,將三種核心的CPS能力和四個主要的個人問題解決過程交叉,形成CPS的12個觀察指標,如表1所示,可以將這12個觀察指標解釋為“在合作問題解決的某個過程所需要的某種合作技能”[10],即CPS的12種具體技能。從測評矩陣可以發現,問題解決的每一個環節都涉及合作,而合作的每一個行為都是為了問題解決服務,兩者相輔相成,密不可分,[11]這與信息社會需要培養的合作問題解決能力一致,也與課程培養合作問題解決能力的真實過程相契合。目前,有關CPS的研究大多沿襲PISA2015的理念,其中我國有學者首次基于PISA2015 CPS測評框架對數學課程標準的CPS能力呈現進行定量研究。[12]因此,本研究采用PISA2015中的CPS內涵和測評框架進行信息科技課程標準的研究。
(二)CPS與信息科技課程核心素養
在義務教育階段,CPS通常不是作為一種獨立的技能來教授的,而是以特定課程內容為載體進行培養的。信息科技課程核心素養包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個方面,其與CPS能力的培養互相支持、互相滲透,具體如下。
1.信息意識
信息意識是指,個體對信息的敏感度和對信息價值的判斷力。[13]具有較強信息敏感度的人,能夠利用真實可靠的信息解決實際問題。具有信息價值判斷力的人,一方面能夠對信息可能產生的影響進行預期分析,為解決問題提供參考;另一方面能夠在與他人協作解決問題的過程中,主動共享信息,使信息的價值更大程度上助力問題解決。[14]因此,CPS能實現信息的更大價值,是信息意識培養的重要途徑,同時,在培養學生信息意識時,必然也包含對學生CPS能力的要求。
2.計算思維
計算思維是指,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。[13]美國國際教育技術協會(ISTE)聯合計算機科學教師協會(CSTA)強調計算思維是一種解決問題的過程,同時將“與他人溝通和合作以實現共同目標或提出解決方案的能力”作為支持和增強解決問題的五項能力、態度之一。由此可見,計算思維是一種獨特的解決問題的過程,[15]且合作能力能為解決問題提供有效的支持。在信息科技課程中,計算思維的發展依賴CPS能力水平,而CPS能力又可在計算思維訓練過程中得到提高,計算思維和CPS能力的發展是相輔相成的關系。
3.數字化學習與創新
數字化學習與創新是指,個體在日常學習和生活中通過選用合適的數字設備、平臺和資源,有效地管理學習過程與學習資源,開展探究性學習,創造性地解決問題。[13]利用數字工具不斷面對問題、解決問題是數字化學習與創新的重要過程。數字化協同創新是數字化學習與創新的重要內容,即學生利用數字化交流平臺開展協作學習,培養數字化學習習慣,提升合作問題解決能力。[14]數字化學習與創新是信息科技課程獨有的培養CPS能力的重要核心素養,學生能在數字環境中不斷提升CPS能力。
4.信息社會責任
“信息社會責任”是一種社會性責任,其培養要與生活實際相聯系。項目式學習是培養信息社會責任的最佳方式,其強調從真實世界的問題出發,通過組織學習小組,讓學生借助信息技術以及多種資源開展探究活動,在一定的時間內解決一系列相互關聯的問題。[16]在項目式學習中,學生合作解決實際社會問題,潛移默化形成信息社會責任的同時,CPS能力也將順勢得到提高。
綜上,在信息科技課程中,培養學生的核心素養與培養CPS能力在某些方面是互通的,因此通過信息科技課程培養CPS是必要且合適的。課程標準在“總目標”中明確提出“圍繞學習任務,利用數字設備與團隊成員合作解決學習問題,協同完成學習任務,逐步形成應用信息科技進行合作的意識”,說明信息科技課程目標已滲透對CPS能力的要求。
二、基于CPS視角信息科技課程標準的
文本分析工具
(一)研究設計
本文采用內容分析法,對課程標準中的CPS呈現情況進行系統和定量研究。首先,借鑒相關學者構建的CPS呈現水平的評判標準,[12]結合信息科技課程屬性,構建適合信息科技課程標準的CPS文本研究框架。其次,基于框架對課程標準展開編碼,為了提高研究的整體信度,共進行三輪編碼。最后,應用統計方法,對編碼結果數據進行處理和解釋,分析課程標準中CPS的呈現類別、水平及其效果,揭示課程標準中CPS的編寫現狀和滲透力度。
(二)CPS文本研究框架的構建
基于PISA2015的CPS內涵,綜合考慮課程標準的文本屬性,可以得出影響課程標準中CPS呈現水平的要素有三個:一是CPS內涵的符合度,即呈現時是否體現合作、問題解決以及兩者間的動態聯系;二是信息科技的符合度,即呈現時是否符合信息科技內容、信息科技學習的發展性需求;三是功能指向的差異性,即功能指向側重于學習性還是情感性。[12]按照課程標準中CPS內容與三要素的契合程度,將CPS的呈現水平分為優水平(水平Ⅰ)、一般水平(水平Ⅱ)、差水平(水平Ⅲ)三種,如表2所示。其中,水平Ⅰ的目標指向在于更好地實現PISA2015 CPS測評矩陣(見表1)中12項能力的培養;水平Ⅱ的目標指向在于培養學生12項能力中的部分能力;水平Ⅲ意味著課程標準中的CPS呈現不利于CPS能力的培養。[12]此外,聚焦課程標準中CPS能力的表述是否明確、清晰,可按呈現方式將CPS能力呈現方式分為顯性呈現A和隱性呈現B兩種,如表2所示。綜合來看,課程標準中CPS的呈現共計6種情況,即ⅠA、ⅠB、ⅡA、ⅡB、ⅢA、ⅢB。
依據以上評判標準開展CPS編碼工作,為使編碼突破主觀感受、強調客觀性,對評判標準給出可行性較強的操作化定義。一是根據PISA2015中對“合作能力”內涵的描述,結合課程標準的文本特點,將“合作能力”解構為可操作的文本話語——合作形式與合作行為,如表3所示。[9]二是在分析課程標準中的CPS呈現效果時,除關注文本中“合作能力”關鍵詞呈現的情況,還需兼顧對“問題解決能力”的考察,即考察是否在問題情境中呈現合作。
基于以上分析開展編碼工作。在CPS呈現方式方面,若明確出現“合作形式”或“合作行為”此類關鍵詞,則認定為顯性呈現CPS,編碼為A;若沒有明確出現此類關鍵詞,即認定為隱性呈現,或實際適合呈現CPS,但需要呈現時沒有呈現,也記為隱性呈現,編碼為B。在CPS呈現水平方面,以問題情境為載體,同時呈現合作形式和合作行為,認定為水平Ⅰ;以問題情境為載體,僅呈現單一或部分合作行為,認定為水平Ⅱ;不符CPS內涵,不合時宜地呈現合作形式或合作行為,以及需要呈現時沒有呈現合作形式或合作行為,認定為水平Ⅲ。
(三)CPS文本編碼
1.編碼過程
以課程標準中的句子作為編碼樣本,進行試編碼和兩輪正式編碼。首先,在試編碼過程中,由不同的編碼者,根據CPS文本研究框架,對課程標準進行適當的獨立試編碼(占總體樣本的10%)。對試編碼的結果進行kappa系數的一致性檢驗,[17]確保一致性符合要求。其次,在試編碼一致性符合要求后,開展第一輪正式編碼,即對課程標準的全文進行逐句編碼。編碼完成后,進行編碼員之間的一致性檢驗。一致性符合要求后,兩位編碼員對第一輪正式編碼中有分歧的內容進行討論,確定最終編碼結果。最后,在第一輪正式編碼結束后一周,開展第二輪編碼,編碼員對自己曾編碼的內容(占樣本量的10%)進行再次編碼,以檢驗編碼員自身的一致性,提高研究的總體信度。[18]
2.編碼結果
課程標準由“課程性質”“課程理念”“課程目標”“課程內容”“學業質量”“課程實施”“附錄”7個內容領域組成,在編碼后,發現除了“課程性質”和“課程理念”領域沒有CPS呈現外,其余5個領域都有不同程度的CPS呈現,共計125處,并且6種情況均有呈現。下面給出每種呈現情況的編碼示例。
“根據任務要求,借助在線平臺,與合作伙伴協作設計和創作作品”,此表述符合CPS內涵,且是基于信息科技本質的必然呈現,“與合作伙伴協作設計和創作作品”直指合作問題解決,因此編碼為ⅠA。課程標準中共有54次類似呈現。
“通過實物或平臺模擬,學生進行無人機群組控制,感受新興技術在各行各業的應用創新,體會無人機對智能交通、智能灌溉、智能運輸的作用。”表述中沒有明確出現“合作形式”和“合作行為”文本關鍵詞,但“無人機群組控制”是一個復雜的任務,涉及多個無人機的協調和管理,暗含此任務需要學生分工合作完成,因此編碼為ⅠB。課程標準中共有5次類似呈現。
“具有尋找有效數字平臺與資源解決問題的意愿,能合理利用信息真誠友善地進行表達”,表述強調解決問題的意愿,呈現的功能指向側重于情感性,同時,表述中提到“表達”這種合作行為,但缺乏與問題解決的動態聯系且沒有明確合作形式,因此編碼為ⅡA。課程標準共有49次類似呈現。
“依據問題解決的需要,組織與分析數據,用可視化方式呈現數據之間的關系,支撐所形成的觀點”,表述中沒有提及合作,但用數據可視化的目的支撐觀點,暗含需要向他人表達自己的觀點,此過程必然隱藏合作行為,因此編碼為ⅡB。課程標準中共有8次類似呈現。
“對于給定的簡單任務,能識別任務實施的主要步驟,用圖符的方式進行表達”,表述中出現“表達”這個合作行為,但是這里的“表達”存在歧義,可以理解為利用圖符反映個人對任務實施步驟的思考,也可以理解為通過圖符向他人表達任務實施的步驟,將此類有歧義的CPS呈現,定為“不合時宜”地呈現,編碼為ⅢA。課程標準中共出現3次類似呈現。
“適應數字化學習環境,針對問題設計探究路徑,通過網絡檢索、數據分析、模擬驗證、可視化呈現等方式開展探究活動,得出探究結果”,在這個表述中,針對問題,讓學生進行探究活動,應讓學生在合作中獲得最佳發展。[19]因此,這個表述本適合呈現CPS,卻在需要呈現的時候沒有呈現,編碼為ⅢB。課程標準中共出現6次類似呈現。
三、課程標準CPS呈現情況定量分析
在編碼結果的基礎上,匯總得出課程標準各領域中CPS不同呈現水平及方式的數量分布,如圖1所示。從呈現數量上看,CPS呈現共125處,課程標準共67頁,CPS呈現的頁均量為1.87,表明課程標準較注重對CPS的滲透。從呈現方式上看,課程標準中CPS呈現以顯性呈現為主(占84%),表明課程標準中CPS呈現較為清晰、明確。從呈現水平上看,ⅠA呈現比例最高(占43%),即一級顯性呈現;其次ⅡA呈現也較高(占39%),即二級顯性呈現,表明課程標準整體CPS的呈現水平在中上。從呈現效果上看,CPS在“課程內容”“課程目標”“附錄”中的呈現效果較好。
(一)“課程目標”的CPS呈現分析
對“課程目標”領域編碼結果進行分析,發現CPS呈現共26處,由圖1可知ⅡA呈現最多,占50%,ⅠA次之,占35%,同時ⅡB、ⅢA、ⅢB也均有少量呈現。“課程目標”中CPS的呈現主要集中在Ⅰ和Ⅱ,同時CPS呈現多為顯性呈現,指明CPS能力是信息科技課程的培養目標之一。
“課程目標”包括三個主要部分,分別為“核心素養內涵” “總目標” “學段目標”,三個部分是圍繞四個核心素養進行編制的,“課程目標”各領域中CPS不同呈現水平及方式的數量分布與核心素養中CPS呈現數量分布如圖2所示。
在“核心素養內涵”中有5處CPS呈現,且為中上水平,說明課程標準針對核心素養的培養滲透著對CPS的要求。“核心素養內涵”中除了“計算思維”外,另外三方面核心素養都有CPS呈現,課程標準在界定“計算思維”內涵時,指出計算思維是問題解決過程中涉及的抽象、分解、建模、算法等思維活動,其中未提及協作思維,事實上計算思維是一種復合能力,包括協作思維、算法思維、批判思維、創造力,以及問題解決能力五個子維度。[20]因此,針對計算思維的培養應關注問題解決過程中的協作思維,即應關注合作問題解決,但“計算思維內涵”對此沒有完整呈現。
“總目標”也是圍繞核心素養進行表述的,共有5處CPS呈現,但在談到計算思維時表明要“初步具備解決問題的能力,發展計算思維”,同樣未將合作與解決問題動態聯系起來。
“學段目標”CPS呈現數量高于“總目標”,共16處。“學段目標”包括四種核心素養學段目標,且均有CPS呈現。但相比另外三種核心素養學段目標而言,“計算思維學段目標”中的CPS的呈現僅包括兩次ⅡA、一次ⅡB以及一次ⅢA,沒有高水平呈現。
綜上,在“課程目標”的三個主要部分中,涉及計算思維的CPS呈現僅出現在“學段目標”中。“學段目標”中的CPS呈現是在遵循學生身心發展規律的基礎上對“總目標”整體要求做出的具體闡釋。因此,課程標準在計算思維方面,并非不關注CPS,只是未將CPS作為計算思維的重點培養方向。
(二)“課程內容”的CPS呈現分析
對“課程內容”的編碼結果進行分析,可發現其CPS呈現共73處,相比其他模塊,數量明顯較多,這是由于“課程內容”在整個課程標準中所占的篇幅最多(近48%)。其中ⅡA呈現最多,占44%;ⅠA次之,占40%;其余除ⅢA外,ⅠB、ⅡB和ⅢB均有呈現。值得注意的是,在CPS呈現總量中,Ⅰ和Ⅱ呈現占96%,顯性呈現占84%,表明信息科技課程在內容組織和安排上對CPS有明確的要求。
“課程內容”部分根據學段進行組織,四個學段中CPS不同呈現水平及方式的數量分布如圖3所示。為驗證四個學段在CPS呈現效果上是否存在顯著差異,將ⅠA、ⅠB、ⅡA、ⅡB、ⅢA、ⅢB呈現依次賦值為6、5、4、3、2、1,對四個學段CPS呈現水平和方式進行卡方檢驗,檢驗結果如表4所示,p=0.007小于0.05,故四個學段在CPS呈現效果上存在顯著差異。結合圖3,對四個學段中的CPS呈現進行賦值統計后,得到四個學段的CPS呈現效果分布,如表5所示。
就呈現數量而言,四個學段均有CPS呈現,第一學段和第二學段呈現數量在四個學段中最高,表明1至4年級的信息科技課程內容較適合培養CPS。
就標準差而言,第一學段和第二學段的標準差都較小(SD=0.96,SD=1.17),反映兩個學段CPS的分布相對集中,反之,在第四學段中CPS的呈現明顯比較分散(SD=1.80)。這與各學段的具體內容模塊有關,前三學段都只有兩個內容模塊,而第四學段有三個內容模塊,這可能增加課程內容的復雜性,同時增加CPS呈現水平與方式的復雜性。
就呈現效果而言,可通過“均值”判斷CPS呈現效果。總體上,每個學段的均值都達到4以上,表明“課程內容”中的CPS呈現效果處于中等偏上水平。具體分析可以發現,四個學段的CPS呈現效果依次排序為第二學段、第四學段、第一學段和第三學段。
“第一學段”均值為4.4,表明CPS呈現集中在ⅡA,即在信息科技問題情境中只提及部分合作行為的要求,沒有根據問題情境呈現具體的合作形式。“第一學段”學生年齡約為7至8歲,合作目的、合作益處尚未形成完整的認識,合作仍處于低級階段——簡單配合階段,[21]因此課程標準未嚴格要求學生的合作形式,更強調培養部分的合作行為,初步發展學生的CPS能力,這既符合學生的身心發展規律,又可為后續CPS的培養奠定基礎。
“第二學段”的CPS呈現效果最好。一方面,在學習者特征上,這個階段的學生約9至10歲,基本形成了具有互助協作關系的合作行為,能夠協調自己與對方的利益,[21]這為培養CPS創造了條件。另一方面,“第二學段”的課程內容包括“在線學習與生活”“數據與編碼”,以及跨學科主題“數據編碼探秘”。其中“在線”的一大優勢便是具有豐富的交互性與協作性,顯然適合作為CPS培養的載體。此外,課程標準中強調“數據與編碼以小組協作的方式開展學習活動”,目的是讓學生在合作交流中學會使用多種編碼方式表示信息。因此,此學段適合培養CPS能力。
“第三學段”CPS呈現效果最差,“第三學段”課程內容重心在于培養計算思維,課程標準依據《計算機科學導論》對計算思維進行討論,認為計算思維的四種具體表現形式為邏輯思維、算法思維、網絡思維和系統思維。[22]“第三學段”的內容模塊“身邊的算法”“過程與控制”對應算法思維和系統思維的初步培養,雖然其他三個學段也涉及計算思維,但“第三學段”的內容模塊與計算思維的聯系最為密切,因此可以發現課程標準在計算思維相關討論上未重點關注協作思維的培養,即較少呈現CPS,這也解釋了“課程目標”領域涉及計算思維時,其CPS呈現較少的原因。
“第四學段”CPS呈現“數量”不多,但“均值”較高,表現為“少而精”,高水平呈現占比較大。其總體呈現效果僅次于“第二學段”。這個階段的課程內容主題較為龐大和復雜,適合通過合作學習進行理解和把握,且此時的兒童也已具備一定的合作能力,能夠根據合作要求和條件,選擇適當的合作行為解決相應的問題,這為“第四學段”CPS的呈現效果奠定了基礎。
綜上,“課程內容”中呈現了數量可觀的CPS,尤其第二和第四學段的CPS呈現效果較好,一方面表明CPS作為一種能力,依附信息科技課程培養是適合且必要的,另一方面也表明不同學段對CPS的要求不同。
(三)“學業質量”的CPS呈現分析
“學業質量”包括“學業質量內涵”和“學業質量描述”兩部分,“學業質量描述”即“義務教育學業質量標準”,其對四個學段的學生在核心素養方面應達到的學業成就及表現特征作出總體描述。處理“學業質量”領域的編碼結果后,發現僅在“學業質量描述”中有少量CPS呈現,即“第一學段”有一處ⅡA呈現,“第二學段”有兩處ⅡA呈現,以及“第四學段”有一處ⅠA呈現。“第三學段”沒有CPS呈現,這與“課程內容”中“第三學段”CPS較差的呈現效果保持一致,再次表明課程標準不強調“第三學段”的CPS能力培養。總體上,“學業質量”中CPS呈現數量較少,這是由于學業質量標準是考試評價的主要依據,而我國目前的考試評價對象通常是個體,且多以知識為主、能力為輔。
(四)“課程實施”的CPS呈現分析
“課程實施”的四個組成要件包括“教學建議”“評價建議”“課程資源開發與利用”“教學研究與教師培訓”,對“課程實施”的編碼結果進行分析,發現僅“教學建議”部分有3處CPS呈現。“教學建議”中強調教學要突出用信息科技解決學習、生活中的問題,為學生創設自主、合作、探究的學習情境,說明課程標準關注CPS的教學落實。“評價建議”中未呈現CPS,這可能會阻礙“教學建議”中CPS的落實。
“課程資源開發與利用”中沒有CPS呈現。其僅宏觀上提供資源開發與利用建議,未提及有關CPS培養的課程資源,可能是因為各地區、學校和學生的情況有所不同,而課程資源的開發與利用需因地制宜。
“教學研究與教師培訓”的對象是教育工作者,而本研究分析的CPS是針對學生的,因此“教學研究與教師培訓”不作為CPS呈現載體在情理之中。
可以發現,“課程實施”對CPS的要求僅集中在“教學建議”中,對教學開展的前序環節“課程資源開發與利用”、后續環節“評價建議”,以及“教學研究”中并未體現,這表明CPS的落實可能更依賴教師的個人教學能力。
(五)“附錄”的CPS呈現分析
“附錄”包括兩大領域,分別是“附錄1:核心素養學段特征”(以下簡稱附錄1)和“附錄2:跨學科主題學習案例”(以下簡稱附錄2)。這里的兩個附錄可以看成是對內容的具體描述,附錄1是對核心素養的具體表述,附錄2是對某跨學科主題的案例化具體表述。由圖1可知,“附錄”中CPS呈現的數量和水平都較高,其中ⅠA呈現占68%,是課程標準所有領域中ⅠA占比最大的領域,由此可見,課程標準已經將CPS較好地滲透進具體的內容細節中進行培養。
四、研究結論與建議
CPS能力是21世紀的一項關鍵和必要技能。課程標準各個領域貫穿四個核心素養,四個核心素養又根據自身特點與CPS相聯系,滲透著對CPS的培養要求,證明通過信息科技課程培養CPS是可行且必要的。
(一)研究結論
1.課程標準有意滲透CPS
課程標準首次發布,雖沒有明確提出CPS概念,但課程標準整體是有意滲透CPS的。從呈現方式上看,課程標準中CPS呈現以顯性呈現為主;從呈現水平上看,其優水平呈現達到47%,一般水平呈現達到46%,即整體CPS的呈現水平處于中上水平;從呈現效果上看,CPS在“課程內容”“課程目標”“附錄”中的呈現效果較好。特別地,課程標準在總目標的闡述中就表明“圍繞學習任務,利用數字設備與團隊成員合作解決學習問題”,既基于信息科技本質呈現CPS,又很好地符合PISA2015中的CPS內涵。
2.課程標準中CPS的呈現具有適切性
CPS在課程標準中的呈現沒有片面強調數量,而是符合課程內容特點和學習者認知水平。可以發現課程標準根據課程內容的特點,選取合適的內容培養學生的CPS能力,如將“第二學段”內容模塊作為呈現CPS的良好載體。同時,課程標準根據學生的認知情況,在合適的學段中適當呈現CPS,如“第一學段”考慮到學生的合作能力水平,未嚴格要求學生的CPS能力。這都體現課程標準“根據具體需求適切地呈現CPS”。
3.課程標準中的CPS呈現仍有改進空間
課程標準通常作為一個概括性、原則性的指導文件,部分細節處存在沒能很好地呈現CPS的情況。在此類情況下,若要有效地落實CPS的培養,對教師的課標理解水平和CPS內涵理解水平提出較高要求,因此課程標準應進一步注重CPS“清晰、明確和高水平的呈現”。
(二)研究建議
1.建議進一步提高課程標準中CPS的呈現效果
課程標準已大量滲透CPS,可見CPS已經引起標準制定者的重視。研究發現,信息科技學科核心素養的培養與CPS能力的培養互相支持、互相滲透,但課程標準并未將CPS作為一種獨立的素養提出,沒有對CPS內涵作深入詮釋,課程標準中出現少量的隱性、差水平的CPS呈現。因此,建議課程標準明確合作形式和合作行為,減少CPS的模糊呈現,同時,建議進一步探索恰當的CPS呈現載體和培養路徑,提高CPS呈現水平,從而提升課程標準整體的CPS呈現效果。
2.建議強化CPS在高中課程標準中計算思維部分的呈現
由于計算思維的內涵比較豐富,義務教育階段課程標準對計算思維的討論集中在問題解決過程中的算法思維和系統思維培養,未重點考慮協作思維培養,這可能與義務教育階段課程內容的特點有關。實際上,計算思維是本學科的重要培養目標,因此建議高中課程標準在討論計算思維時可加強對CPS的呈現,通過更豐富、更深入的課程內容助力學生計算思維的全面發展。
3.建議強化過程性評價,提高CPS測評的有效性
課程標準在“評價建議”中沒有CPS呈現,即缺乏對CPS的評價指導。CPS是一種復雜的高階技能,在實際教學中,CPS評價的開展具有一定的難度。第一,CPS難以基于傳統測量范式進行有效測評,建議要遵循真實性和過程性的評價理念,積極探索CPS的新測量方法與手段;[23]第二,建議使用人工智能作為輔助技術,對學生的合作問題解決過程進行智能監控和評價;第三,在課程實施中,建議要合理運用過程性自我評價,讓學生在自我評價中不斷反思,這種反思是CPS發展的必要過程。
4.建議從課程資源出發,進一步優化CPS能力的培養
課程標準的發布,意味著義務教育階段的信息技術課程將重新開發配套資源。首先,在課程標準的指導下,可以適當增加教材中CPS的呈現,細化CPS的培養階段和內容載體。其次,可以利用新技術,結合新理念,開發CPS能力導向的數字化教學平臺,拓展合作問題解決的途徑和形式;學生在線合作解決問題,產生學習數據集,不僅有利于預測和分析學生合作問題解決行為模式,還能夠為CPS的教育、教學和學習研究提供數據支持,從而指導CPS教學實施。最后,各學校還可以因地制宜,建設支持協作的數字教育資源和信息科技實驗室,設計符合CPS發展的項目,讓學生在動手實踐中培養CPS能力。
5.建議教師從CPS的視角解讀課程標準
課程標準、教材和配套資源最終都是通過教師呈現給學生的,課程標準實施的關鍵點就是教師。[24]教師能否準確理解和把握課程標準對CPS的要求,直接關系到學生CPS能力的發展。第一,信息科技是一門全新的課程,教師要積極參加課程標準相關培訓,提高對課程的認識;第二,針對課程標準中存在的低水平、隱式的CPS呈現,教師隊伍可開展教研活動設計相應的教學方案,以彌補現有課程標準中CPS呈現的不足之處;第三,除讓學生能夠合作解決信息科技課程問題外,教師還要注重學生CPS能力在其他課程的遷移,全面提升學生CPS能力。
6.建議緊扣信息科技學科的本質開展合作問題解決活動
在實際教學中,脫離信息科技學科本質的合作問題解決活動會降低CPS能力培養的有效性,出現“表面熱鬧,實則無效”的情況,即學生只是在交談和討論中表現得活躍,合作解決問題方面缺乏實質性進展。面對這種情況則需緊扣信息科技學科的本質開展有效的合作問題解決活動,在活動前,設立明確目標和任務,使學生關注解決問題的本質;在活動中,教師可以根據學生不同的特長,圍繞問題的本質,合理分配合作的角色和責任,并適當地對學生進行引導;在活動后,教師應與學生一起對活動進行總結,使學生理解合作問題解決方式的價值,有效提高學生CPS能力。
綜上,在數字時代,技術的更新迭代日新月異,人類社會的教育面臨轉型,需要從以知識記憶和理解為主,向能力為本位的教育轉型。[25]因此,具有指導性和前瞻性的課程標準,不僅要基于學生應掌握的知識與技術本身編制,更重要的是要滲透數字時代所需關鍵能力,以保證學生能夠適應信息社會發展。CPS對學生的全面發展至關重要,但我國學生CPS能力還有待提高。義務教育階段的信息科技課程與CPS的培養具有適配性,其課程標準也有意滲透CPS,雖然仍有完善的空間,但相信隨著對該課程標準的進一步研究和落實,未來CPS將能在中小學得到有效培養。
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Study on Information Science and Technology Curriculum Standards for Compulsory Education from the Perspective of Collaborative Problem Solving
Bing LI, Pingxiang SHAO, Jinglei HUANG
(College of Education, Shenzhen University, Shenzhen 518060, Guangdong)
Abstract:" In Information Science and Technology Curriculum, the cultivation of subject core competences and the cultivation of Collaborative Problem Solving (CPS) competence support and permeate each other. Information Science and Technology Curriculum Standards for Compulsory Education (2022 edition) are guided by nurturing goals for knowledge selection and content organisation, which are instructive for curriculum construction and teaching implementation. Taking the curriculum standards as the object of study, exploring the presentation and penetration strength of CPS in the curriculum standards will help to better implement the cultivation of CPS competence in the Information Science and Technology Curriculum. According to evaluation framework of PISA2015 CPS, the study constructs the evaluation index system of the curriculum standards from the perspective of CPS, divides the presentation of CPS into six situations, and adopts the content analysis method to quantitatively portray and qualitatively interpret the level, mode and effects of the presentation of CPS in the curriculum standards. Through the analysis, it is found that the curriculum standards are intentionally permeated with CPS, in which CPS is mainly presented explicitly, the overall presentation level is in the middle to upper range, and the presentation effect in “course content”, “course objectives” and “appendices” is better; the presentation of CPS in the curriculum standards is appropriate, in line with the characteristics of the course content and the cognitive level of learners; although the penetration of CPS in the curriculum standard is effective, it is not complete and there is still room for improvement. Accordingly, in order to ensure that students can effectively develop CPS competence, relevant suggestions are made: to further improve the effectiveness of the presentation of CPS in the curriculum standards; to strengthen the presentation of CPS in the computational thinking part of the senior secondary curriculum standards; to strengthen the process evaluation and to improve the effectiveness of the CPS assessment; to further optimise the cultivation of CPS competence from the resources of the curriculum; for teachers to interpret the curriculum standards from the perspective of CPS;" and to keep in touch with the the nature of the Information Science and Technology subject to carry out collaborative problem solving activities.
Keywords: Collaborative problem solving; Information science and technology curriculum standards; CPS presented; Quantitative analysis; PISA
編輯:王天鵬" "校對:王曉明