国内外计算思维评价工具的研究综述

1、    国内外计算思维评价工具的研究综述    万欣琦摘要：在数字社会，计算思维已成为除了阅读、写作和算术之外几乎每个人都应掌握的一项基本技能，更是21世纪公民的核心素养以及未来科技创新的重要推动力。本研究通过对国内外已有计算思维评价的研究进行综述，概括现有的计算思维评价工具和具体内容。关键词：计算思维;评价工具：g4 ：a ：（2020）-18-245一、什么是计算思维2006年卡内基·梅隆大学的周以真教授对计算思维的概念进行了界定，认为计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思

2、维活动。2011年，周以真教授对计算思维进行重新定义，认为计算思维是一种解决问题的思维过程，能够将问题和解决方案用信息处理代理所能有效执行的方式表述出来。在本质上，计算思维是一种解决问题的思维方式，是学生利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，它综合了批判性思维、算法思维等思维能力来解决复杂的问题。二、计算思维评价工具本文通过文献综述发现，现有的计算思维评价工具大致分为以下总结性评价、形成性评价、迁移能力评价、及感知态度评价这四个方面。（一）计算思维总结性评价工具1.智能测试。如ctt，测量学生的基础编程能力。该量表共28道单选题，通过可视化的箭头或积木呈

3、现解决问题的方式。该量表涵盖了七个计算概念（每个概念各四个题项），难度依次递增，分别是基本方向和序列、循环重复次数、循环重复直到、if-简单条件、if/else-复杂条件、while条件、简单函数。这些“计算概念”与mit scratch团队所提出的计算思维框架的一些内容相一致，也与美国计算机科学教师协会计算机科学标准中7、8年级内容相一致。同时该量表与基础心理能力和rp30问题解决测验显著相关，平均难度适中，因而具有良好的效度。2.知识内容测试工具。如meerbaum等人提出的基于scratch环境评价工具，以及在引入新的计算课程后测量学生的对计算概念的理解程度。（二）计算思维形成性迭代测试

4、工具这些计算思维形成性迭代测试工具专门根据特定的编程环境所设计，通常是自动提供反馈，以此来帮助学习者提高他们的计算思维能力。常见的有scratch环境下的dr.scratch和grover等人为blockly所开发的工具，以及用于agentsheets的计算思维模式图。dr.scratch（）网站从流程控制、同步、并行、用户交互、逻辑思维、数据表征、抽象和模块化七个维度对scratch作品进行评价，可以帮助老师分析学生scratch作品中不好的习惯或潜在的错误，如代码冗余、代码重复等，进而帮助学生提高编程技能、发展计算思维。该网站的有效性经过了moreno-l

5、eón等人的验证，结果表明网站有助于提高学生的计算思维分数和编程能力。该网站的作品评价分为三个等级：基础（07分）、中等（814分）、熟练（1521分）。（三）计算思维迁移能力测试工具计算思维迁移能力测试工具旨在评估学生将计算思维技能迁移到不同问题中的能力。例如bebras测试专注于测量学生将计算思维迁移到现实生活中的能力，或ctp-quiz评估学生将计算思维应用到科学模拟环境中的能力。bebras任务是根据bebras国际比赛而设计的一系列活動，旨在从计算思维的视角促进世界各地中小学生在计算机科学领域的发展，bebras国际比赛每年都会推出一套bebras任务，通过解决现实生活中的

6、问题来反应学生的计算思维，这些任务独立于任何特定的软件或硬件，可以在没有任何编程知识的情况下使用。（四）计算思维感知-态度量表1.在计算思维态度测量方面，korkmaz等人根据美国教育技术国际协会（iste）2015年对计算思维的定义，提出从创造力、算法思维、合作能力、批判性思维和问题解决能力五个维度评估学生的计算思维自我感知，并研制了对应的五点李克特测量量表。量表开发者对大学版的量表（29个题项）进行删减，最终形成面向中小学生测量量表（22个题项）。2.kong 自我效能感量表。这个量表面向小学4-6年级，包括编程知识和编程技能，为了评估量表的有效性，研究者对小学106名参与编程课程的学生进行在线的问卷调查，课程的目标是培养学习者解决日常生活中问题的能力。结果证明该量表具有良好的信度，能够用于测量小学高年级学生的编程自我效能感。三、总结计算机科学是一个瞬息万变的领域，那些拥有与特定软件或硬件绑定的单一技能的人可能会很快落后。我们认为更重要的是帮助我们的学生获得某些技能和思维模式，这些技能和思维模式要易于迁移，从而有利于他们在计算相关主题甚至日常推理中的问题解决。为了为将来的