評價(jià)初中生編程提問能力的PTA評價(jià)量表設(shè)計(jì)與研究

【摘 要】發(fā)現(xiàn)問題和提取問題特征是解決問題的第一步，也是學(xué)習(xí)編程的第一步，因此培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并提出編程問題的能力顯得尤為重要。文章結(jié)合初中信息科技學(xué)科內(nèi)在發(fā)展要求，制訂評價(jià)學(xué)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(xué)、實(shí)用的評價(jià)工具。

【關(guān)鍵詞】編程學(xué)習(xí) 提問能力 PTA量表 初中信息科技

【中圖分類號(hào)】G623.58" " 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A" 【文章編號(hào)】1002-3275（2024）09-46-04

一、研究背景

2017年，國務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，指出要在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育。信息科技作為編程學(xué)習(xí)最主要的學(xué)科，擔(dān)任著推廣編程教育的重要使命。《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱課程標(biāo)準(zhǔn)）同樣指出編程學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的重要內(nèi)容之一。在計(jì)算思維（7～9年級(jí)）特征中強(qiáng)調(diào)，學(xué)生能在真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)問題、提取問題的特征。如何結(jié)合初中信息科技學(xué)科中編程知識(shí)特點(diǎn)和PTA提問能力量表，對學(xué)生提出編程問題的能力進(jìn)行考查，是廣大信息科技教師需不斷實(shí)踐和探索的一個(gè)難題。基于此，本研究采取文獻(xiàn)分析法對這一難題進(jìn)行探討，制訂評價(jià)學(xué)生編程提問能力的PTA評價(jià)量表，旨在為廣大教師提供一個(gè)可借鑒的編程提問能力參照標(biāo)準(zhǔn)。

二、文獻(xiàn)綜述

（一）編程提問能力相關(guān)概述

關(guān)于編程提問能力沒有一個(gè)統(tǒng)一的界定，薛劍剛指出，提問能力是學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中意識(shí)問題、表達(dá)問題的心理過程。［1］葉兵從問題產(chǎn)生、形成到表述的連貫過程出發(fā)，結(jié)合物理學(xué)科規(guī)律，認(rèn)為提問能力體現(xiàn)為學(xué)生如何利用已有知識(shí)，細(xì)致觀察物理現(xiàn)象，進(jìn)而將觀察到的物理過程轉(zhuǎn)化為個(gè)人獨(dú)特的思維，內(nèi)化為具有探究價(jià)值的物理問題，學(xué)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(zhǔn)確性，以形成可深入研究的科學(xué)問題，這一過程充分展現(xiàn)了學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的品質(zhì)和能力。［2］基于上述觀點(diǎn)，本研究中的編程提問能力指的是學(xué)生在已有編程知識(shí)的基礎(chǔ)上，在一定的編程學(xué)習(xí)情境中，通過分析編程問題，將學(xué)習(xí)編程的過程轉(zhuǎn)換成計(jì)算思維，內(nèi)化成編程知識(shí)問題，有提出編程問題的意識(shí)，并能夠組織語言將其清晰表述出來。

初中生在編程學(xué)習(xí)中需要反復(fù)測試代碼—發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤—糾正錯(cuò)誤，才能掌握編碼知識(shí)，在此過程中需要提出關(guān)于編程問題結(jié)構(gòu)、事件發(fā)展順序、解決問題的方法和步驟等問題，以便能夠設(shè)計(jì)出有效的編程程序。因此，編程提問能力在這個(gè)過程中起到了至關(guān)重要的作用。而該過程要求學(xué)生具有較強(qiáng)的編程邏輯性思維和自主性，學(xué)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(dāng)前的困難，而且能夠提升他們自主學(xué)習(xí)編程的能力。學(xué)生在編程學(xué)習(xí)過程中會(huì)遇到諸多困難，如容易忽略編程語法的細(xì)節(jié)導(dǎo)致代碼報(bào)錯(cuò)，或是已有經(jīng)驗(yàn)對編程學(xué)習(xí)具有一定的負(fù)面影響、缺乏計(jì)算機(jī)操作的基本技能、不理解相關(guān)編程概念等。［3］解決這些困難需要學(xué)生具備提出問題和驗(yàn)證答案的能力，通過提問來檢驗(yàn)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(jià)學(xué)生某種表現(xiàn)或者如書寫、口語、藝術(shù)等幾種綜合表現(xiàn)的評定方法。［4］不同學(xué)科應(yīng)用PTA量表測量提問能力的維度不同。通過梳理不同學(xué)科應(yīng)用PTA提問量表的相關(guān)研究得出表1。根據(jù)表1不難發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用PTA量表測量提問能力的學(xué)科主要為物理、語文、生物、地理、信息技術(shù)學(xué)科，測量維度主要聚焦提出問題的數(shù)量、質(zhì)量、意識(shí)，以及問題表述質(zhì)量等。

從表1可看出，在提出問題的數(shù)量上，符永娜和王佳麗關(guān)注提出與某一特定情境相關(guān)的問題個(gè)數(shù)，特定情境的問題往往更具有針對性和實(shí)際性。在提出問題意識(shí)上，符永娜結(jié)合生物學(xué)特點(diǎn)，以學(xué)生提問習(xí)慣和批評精神評估學(xué)生的問題意識(shí)。強(qiáng)烈的問題意識(shí)能夠推動(dòng)學(xué)生更深入地思考和探索學(xué)習(xí)內(nèi)容。當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到困惑或疑問時(shí)，他們的問題意識(shí)會(huì)促使他們主動(dòng)提出問題，尋求解答。這種主動(dòng)求知的態(tài)度有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)效果。劉潔蘭以提問數(shù)量來評估學(xué)生的提問意識(shí)，注重學(xué)生的主動(dòng)性和參與度。王佳麗以情感水平和行為水平這兩個(gè)二級(jí)指標(biāo)來測量學(xué)生的提問意識(shí)，更側(cè)重于學(xué)生的情感表達(dá)和行為表現(xiàn)。在問題表述的質(zhì)量上，大部分研究者以學(xué)生表述問題是否清晰、準(zhǔn)確、簡潔作為評估問題表述質(zhì)量的依據(jù)。在提出問題的質(zhì)量上，高岱亮、田春鳳、劉潔蘭等結(jié)合不同學(xué)科知識(shí)特點(diǎn)，主要從問題的相關(guān)性、靈活性、可探究性、深刻性、多樣性的角度來評估學(xué)生提出問題的質(zhì)量；趙真真結(jié)合初中語文學(xué)科特點(diǎn)，從評價(jià)類、推論類和事實(shí)類三類問題來評估學(xué)生提出問題的質(zhì)量；符永娜和王佳麗從問題的常規(guī)性和發(fā)展性的角度，來衡量學(xué)生提出問題的質(zhì)量。

本研究在已有研究的基礎(chǔ)上，以布魯姆教育目標(biāo)分類理論為基礎(chǔ)，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求與初中編程知識(shí)相關(guān)的特點(diǎn)，確定本研究提問能力由四項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)構(gòu)成，即提出問題意識(shí)、提出問題數(shù)量、提出問題質(zhì)量、問題表述質(zhì)量。

三、PTA編程學(xué)習(xí)提問能力評價(jià)量表制訂

（一）確定初中編程PTA提問能力評價(jià)量表構(gòu)成要素

初中編程PTA提問能力評價(jià)量表中的一級(jí)指標(biāo)由提出問題意識(shí)、提出問題數(shù)量、提出問題質(zhì)量、問題表述質(zhì)量構(gòu)成。提出問題意識(shí)主要是指學(xué)生愿意主動(dòng)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(shí)的指標(biāo)下，將學(xué)生提出編程問題的意愿作為二級(jí)指標(biāo)。提出問題數(shù)量主要是指提出與某一特定情境相關(guān)問題的個(gè)數(shù)，學(xué)生提出與編程學(xué)習(xí)情境相關(guān)的問題數(shù)量越多，表明學(xué)生對這一特定的編程知識(shí)理解越深入，能夠更加聚焦該編程知識(shí)的重難點(diǎn)，深化對該編程知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。因此在提出問題數(shù)量的指標(biāo)下，將學(xué)生能根據(jù)編程情境提出問題和提出與編程情境相關(guān)的問題作為二級(jí)指標(biāo)。提出問題質(zhì)量主要聚焦于學(xué)生提問能力水平的變化。布魯姆教育目標(biāo)分類理論的核心是通過測量學(xué)生的知識(shí)達(dá)到何種認(rèn)知水平，來反映學(xué)生的能力水平。學(xué)生在學(xué)習(xí)編程知識(shí)的過程中，認(rèn)知思維也經(jīng)歷這六個(gè)步驟，本研究依據(jù)布魯姆教育目標(biāo)分類理論，將六個(gè)認(rèn)知發(fā)展階段（即記憶、理解、應(yīng)用、分析、評估、創(chuàng)造）從低階到高階的連續(xù)認(rèn)知發(fā)展過程，作為二級(jí)指標(biāo)劃分的理論依據(jù)。因此，將知識(shí)型編程問題、理解型編程問題、應(yīng)用型編程問題、分析型編程問題、評價(jià)型編程問題及創(chuàng)造型編程問題作為評估學(xué)生提出編程問題質(zhì)量的二級(jí)指標(biāo)，以此來反映學(xué)生提問能力水平的變化。在問題表述質(zhì)量方面，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不僅能夠敏銳地察覺和發(fā)現(xiàn)問題，而且能將這些問題以準(zhǔn)確、清晰且具有邏輯的方式表達(dá)出來。問題的準(zhǔn)確性是提出編程問題的基礎(chǔ)。學(xué)生需要明確自己的困惑所在，并能夠準(zhǔn)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(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生應(yīng)當(dāng)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(zhì)量的指標(biāo)下，將準(zhǔn)確提出編程問題和清晰提出編程問題作為二級(jí)指標(biāo)。

（二）明確初中編程PTA提問能力評價(jià)量表權(quán)重指標(biāo)

依據(jù)PTA編程提問能力評價(jià)量表的一級(jí)指標(biāo)重要性合理分配權(quán)重。首先，提出問題意識(shí)和問題表述質(zhì)量的分?jǐn)?shù)分別為2分和2.5分，是四項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)中分?jǐn)?shù)權(quán)重占比較低的兩項(xiàng)，主要是因?yàn)閷W(xué)生提出編程問題的意識(shí)和問題表述質(zhì)量不是影響學(xué)生提出編程問題能力的直接影響因素。影響學(xué)生提出編程問題的意識(shí)主要涉及學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)風(fēng)格等因素，影響問題表述質(zhì)量主要涉及學(xué)生的表達(dá)能力，這些都是影響學(xué)生提出編程問題能力的間接因素。其次，提出問題數(shù)量分?jǐn)?shù)滿分為5分，提出問題質(zhì)量分?jǐn)?shù)滿分為10.5分。在根據(jù)布魯姆教育目標(biāo)分類理論劃分的知識(shí)型編程問題、理解型編程問題、應(yīng)用型編程問題、分析型編程問題、評價(jià)型編程問題及創(chuàng)造型編程問題中，學(xué)生提出前三種問題歸類為低階認(rèn)知思維水平，提出后三種問題歸類為高階認(rèn)知思維水平，學(xué)生提出問題的層次性可以直觀反映學(xué)生提問能力水平發(fā)展的階段性。

在學(xué)習(xí)的初期，學(xué)生可能更多地關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)和技能的掌握，因此提出的問題多屬于低階認(rèn)知水平，隨著學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生的思維逐漸由具體向抽象、由簡單向復(fù)雜發(fā)展，開始能夠提出更高層次的問題，這表明學(xué)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(xué)生提出問題的層次性，可以較為準(zhǔn)確地判斷其提問能力水平的發(fā)展階段，進(jìn)而為教學(xué)提供有針對性的指導(dǎo)和幫助。同時(shí)，教師也可以通過引導(dǎo)學(xué)生提出更高層次的問題，促進(jìn)其提問能力和思維能力的進(jìn)一步發(fā)展。

（三）形成初中編程PTA提問能力評價(jià)量表

為了提高量表的可操作性，本研究對每一個(gè)具體的評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼，即將一級(jí)指標(biāo)提出問題意識(shí)編為T1，提出問題數(shù)量編為T2，提出問題質(zhì)量編為T3，問題表述質(zhì)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(tǒng)計(jì)，設(shè)置滿分標(biāo)準(zhǔn)為10分，標(biāo)準(zhǔn)得分（M1）=初始得分（M）×指標(biāo)權(quán)重系數(shù)（0.5），即編程提問能力標(biāo)準(zhǔn)得分M1＝0.5×M，具體見表2。

在T1提出問題意識(shí)的一級(jí)指標(biāo)下，將學(xué)生提出編程問題的意愿二級(jí)指標(biāo)編碼為A，對應(yīng)具體評分標(biāo)準(zhǔn)的編碼為A3：學(xué)生愿意積極主動(dòng)提出問題，得1.5分；A2：學(xué)生被動(dòng)提出問題，得0.5分；A1：學(xué)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(shù)量的一級(jí)指標(biāo)下，評分標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化為B和C。B表示學(xué)生能根據(jù)編程情境提出問題。其中，B2為提出3個(gè)或3個(gè)以上與編程情境有關(guān)的問題，得2分；B1為提出2個(gè)與編程情境有關(guān)的問題，得1.5分。C為提出與編程情境相關(guān)的問題。其中，C3為提出1個(gè)與編程情境有關(guān)的問題，得1分；C2為雖然提出問題，但是與編程情境無關(guān)，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(zhì)量的一級(jí)指標(biāo)下，D為提出高質(zhì)量編程問題，對應(yīng)具體評分標(biāo)準(zhǔn)為D1、D2、D3。D3為學(xué)生提出創(chuàng)造型問題，得3分；D2為學(xué)生提出評價(jià)型問題，得2.5分；D1為學(xué)生提出分析型問題，得2分。E為提出低質(zhì)量編程問題，對應(yīng)具體評分標(biāo)準(zhǔn)為E1、E2、E3。E3為學(xué)生提出應(yīng)用型問題，得1.5分；E2為學(xué)生提出理解型問題，得1分；E1為學(xué)生提出知識(shí)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(zhì)量的一級(jí)指標(biāo)下，F(xiàn)代表編程問題表述準(zhǔn)確性，對應(yīng)具體評分標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)具體評分標(biāo)準(zhǔn)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(jià)量表指標(biāo)清晰且可操作性強(qiáng)，在一定程度上能夠反映學(xué)生的提出編程問題的能力，教師通過評估學(xué)生的提出編程問題能力水平，有效評估學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，診斷其學(xué)習(xí)困難，從而制訂有針對性的教學(xué)策略，并為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。這一量表可為廣大教育工作者提供可量化的學(xué)生提問能力評價(jià)工具，有助于提升編程教學(xué)的科學(xué)化和精細(xì)化程度。

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