SOLO分類理論視角下信息技術教學中“計算思維”評價策略研究

摘 要：采用 SOLO分類法可觀察的認知結構層級的分級標準，通過學生對于大單元學習或一節課學習中各個任務的回答為評價依據，把抽象的“計算思維”這一核心素養變成可觀察、可量化、可評價的思維認知結構層次，促進學生“計算思維”的提升。通過對目前關于“計算思維”課程的研究狀況進行了剖析，并以 SOLO分類理論為基礎，構建了思維認知結構評價策略，以“機器學習：一元線性回歸預測房價問題”為實例，闡述思維認知結構評價策略的具體運用，為“計算思維”學科核心素養的評價提供了有價值的參考。

關鍵詞： SOLO分類; 計算思維; 思維認知結構; 信息技術; 評價

引言

“計算思維”是我國現行《普通高中信息技術課程標準（2020修訂）》提出的學科核心素養四個方面中的一項[ 1 ]。“計算思維”作為一門課程的核心素養，教師要在日常的信息技術課堂教學中落實提升，而建立一套能使其在整個教學活動中滲透、提高其思維品質的行之有效的評估制度，將成為“計算思維”研究的核心內容[ 2 ]。這需要關注到學生在課堂學習過程中所參與的每一個活動中其思維的認知變化，SOLO分類理論是可觀察的認知結構水平劃分標準，通過學生對于大單元學習或一節課學習中各個任務的回答為評價依據，量化學生的思維認知結構層次，并將“計算思維”的結構在整個學習過程中的變化狀況呈現出來，把抽象的“計算思維”這一核心素養變成可觀察、可量化、可評價的學習成果，從而推動學生“計算思維”這一核心素養的提高，因而，有必要開展以 SOLO分類論為基礎的“計算思維”學科核心素養評價研究。

1 國內外對信息技術教學評價研究現狀

1.1 國外關于信息技術教學評價的研究現狀

芬蘭的信息技術課程不以單獨學科的形式出現，更多地以“學習包”的形式來傳授。芬蘭在進行教學評價時，十分注重對教學質量的公正以及對教學內容的適當選取[ 3 ]。也就是說，芬蘭將確保每個孩子都有機會獲得信息技術方面的知識，并且他們所講授的課程與學生的需求和能力相匹配。這樣既保證了優質的教育資源公平分配，又保證了課程內容的有效實施，促進對學生的優質的信息技術教育的培養。

美國的教學制度提倡以過程為導向的評價方式，也就是在學習結束后，教師再對其進行評估，同時也提倡與同學的交互與溝通。另外，美國的大學也會為師生提供一份數字的電子檔案，用來紀錄他們的成長過程。這種評價既重視學生的學業成績，也重視學生在學習中表現出來的能力與進展[ 4 - 5 ]。

英國采用了以“過程評價”與“終結性評估”相結合的方法，而“過程評價”又是該方法的核心[ 6 ]。該方法既關注學生在學習過程中的表現和發展，又重視對學生學習成果的綜合評估。將兩種評估方法有機地結合起來，可以提高教師的教學與指導的針對性。在教師的指導下，學生主動地投入到教學活動中來。

1.2 國內對信息技術教學評價的主要研究現狀

目前，我國有關信息技術教學評價的研究已經相當廣泛，而以“計算思維”學科核心素養的教學評價研究相對較少。國內的信息技術教學評價主要集中在以下三個方面：

（1）對信息技術評價指標的研究。為了全面、客觀地評估信息技術教學效果，必須建立一套科學、合理、具有可操作性的評價指標。具體表現為：對所學知識的掌握、技能的運用、問題解決的能力等。

（2）對信息技術教學評價應用的研究。重點是關注如何將評價結果有效地應用于實際教學中，從而對教師、學生的成長起到一定的指導作用。比如，在評價結果的基礎上，調整教學策略，優化教學內容，改進教學方法等。

（3）運用信息技術工具開展教學評價的研究。運用多種信息技術工具，幫助教師評估學生，是改善教育質量的一種有效途徑。比如，通過使用電子表格、數據分析軟件等工具對學生的學習數據進行處理與分析，從而更好地掌握他們的學習現狀與需求[ 7-10 ]。

2 基于SOLO分類理論的思維認知結構評價策略

新課標中對“計算思維”的定義是：“計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動”。

SOLO分類評價理論是1982年John B. Biggs和Kevin F. Collis兩位教授在其著作《學習質量評價——SOLO分類理論可觀察的學習成果結構》[ 11 ]中所提出來的一種學生學業評價方法。其基本理念源于皮亞杰的認知發展階段論。它的理論基礎來自皮亞杰的認知發展階段論。

他們認為：不能評價學生的總體認知結構，但是在回答某個特定問題時，其思維結構是可觀測的，即“可觀察的學習結果結構”。不去關注學生的總體認知結構，但可以觀察到學生在面對某一任務或問題時所展現出的思維結構復雜性。盡管學習行為本身難以量化，但學生完成學習行為后的結果卻是可以觀察和評價的。通過研究發現，在處理某些任務或問題時，會呈現出一種復雜的思維架構。雖然學習行為自身很難定量，但是其實施后的效果能夠被觀測和評價[ 12 ]。

基于學生對某些任務或問題的理解與解答，建構出可觀測的認知架構，并對此架構作動態層次的評價。這樣的評估有助于學生對所學知識的掌握，提高其認知層次[ 12 ]。

SOLO分類層次是從簡單到復雜、從具體到抽象的思維結構，思維結構由低到高，具體見表1。

基于SOLO分類理論的“計算思維”評價策略設計的三個理念如下所述。

2.1 建構有邏輯關系的知識圖譜

以SOLO分類理論為基礎的“計算思維”評價策略，其核心在于構建具有邏輯關系的知識圖譜，也就是在一個單元（或一節課）中，依據具有一定邏輯關系形成的知識圖譜，對思維結構層次進行整體設計，使學生在經歷了一個單元（或一節課）的全部學習后，判斷其思維結構達到哪一思維認知結構層次，進而探索怎樣提高個人思維認知結構層次。尤其要注意的是，要在一個單元（或一節課）的全部學習后，最終得出學生思維結構層次水平，而不是每一項（或多項）任務中都得出每位學生的思維結構層次，因為這很有可能導致一位學生在一項任務中處于單一結構水平，另一項任務則是關聯結構水平，那對該生的思維結構層級的判定會產生混淆，進而喪失對其思維結構層級的評估作用。

2.2 問題預設多層次答案

在一個單元（或在一節課）中，教師要預設學生在完成所有任務后，其思維認知結構可能會出現SOLO分類理論中的五種思維結構層次或其中的幾種思維結構層次，而不是所有學生都呈現一種思維結構層次，從而失去評價學生思維認知水平的價值，同時以 SOLO分類法為基礎的“計算思維”評估可以幫助教師更好地進行課堂問題的設計。

2.3 實現差異化教學

教師要依據SOLO分類理論，將有邏輯關系的任務活動與學生的思維認知層次緊密地聯系起來，在教師授課結束后，應用后臺數據及時根據學生的完成情況，初步甄別出每位學生當前屬于哪種思維認知結構層次，針對每位學生不同的思維認知結構層次，針對性地制定相應的培訓計劃，以此促進學生“計算思維”核心素養的發展。

3 以“計算思維”為導向的思維認知結構教學評價策略應用案例

以“機器學習：一元線性回歸預測房價問題”這一節課的教學案例為例，所有教學活動作為一個整體來進行設計，所有任務是有逐層遞進的關系，根據學生對所有任務完成后的情況，教師及時把握學生當前的思維認知結構層次，有針對性地推薦練習，提升學生“計算思維”這一核心素養。

教學前期已掌握知識：一元線性回歸程序（評價指標：MSE）。

部分教學過程如下：

師：已知20 世紀 70 年代中期，某郊區已建立的506個樣本房子的13個特征（比如犯罪率、房間數量、房產稅率等），如圖1為選取的數據和擬合函數圖像。

師：基于已學習的一元線性回歸，完成探究任務（如表2 任務探究表）。

教師科學地設計教學活動，量化學生的思維認知結構層次，同時展現學生整個學習過程中“計算思維”結構變化情況，把抽象的“計算思維”核心素養變成可觀察、可量化、可評價的學習成果，促進學生“計算思維”這一核心素養的提升，案例中的觀測指標單設計可以結合“問卷星”等第三方工具（如表3）。

4 總結

以 SOLO分類理論為指導，對教學活動進行科學的設計，其重點在于構建具有邏輯關系的知識圖譜，在一個單元（或一節課）中，以某種邏輯關系為主線，建立整體的思維結構層次任務，并對該架構進行動態評分和評價，學生在完成所有學習過程后，對學生進行動態的分層評價，從而有效地促進學生“計算思維”核心素養的提升。

參考文獻：

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