基于教學(xué)勝任力的師范生計(jì)算思維評(píng)價(jià)量表開發(fā)

房敏 孫穎 呂慎敏 曾鵬軒 劉倩 傅晨

[摘? ?要] 計(jì)算思維現(xiàn)已成為數(shù)字化生存的核心能力之一，針對(duì)當(dāng)前師范生計(jì)算思維測(cè)評(píng)工具匱乏等問(wèn)題，研究以斯滕伯格成功智力理論、思維教學(xué)理論和國(guó)際上已開展的若干計(jì)算思維教學(xué)能力培訓(xùn)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)建構(gòu)評(píng)價(jià)模型，以3所免費(fèi)師范生培養(yǎng)院校的12個(gè)師范專業(yè)的1223名師范生為樣本，借鑒心理學(xué)量表編制方法開發(fā)了基于教學(xué)勝任力的師范生計(jì)算思維評(píng)價(jià)量表。量表包含32個(gè)測(cè)量題目，涵蓋問(wèn)題界定與分析、問(wèn)題認(rèn)知與解決、教學(xué)策略與實(shí)施、教學(xué)興趣與設(shè)計(jì)、創(chuàng)造力等5個(gè)維度。經(jīng)復(fù)測(cè)驗(yàn)證，量表克隆巴赫系數(shù)為0.955，各擬合指標(biāo)理想，表明量表具有良好的適用性和推廣性，可作為我國(guó)師范生計(jì)算思維自我評(píng)價(jià)工具使用。

[關(guān)鍵詞] 師范生; 計(jì)算思維; 量表; 教學(xué)勝任力; 問(wèn)題解決

[中圖分類號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 房敏（1987—），男，山東濟(jì)南人。博士研究生，主要從事信息技術(shù)教育、教師專業(yè)發(fā)展和兒童心理發(fā)展研究。E-mail：fm_tju@163.com。孫穎為通訊作者，E-mail：wyssying@126.com。

一、引? ?言

計(jì)算思維（Computational Thinking）是源于計(jì)算機(jī)教育特別是編程教育活動(dòng)的能力概念，最早由派珀特（Papert）提出，將其作為一種借助具象化編程媒介建構(gòu)認(rèn)知和解決沖突的思維方法[1]，后經(jīng)發(fā)展逐漸成為一種與現(xiàn)代信息社會(huì)生存發(fā)展相適應(yīng)的，包含算法、創(chuàng)造、批判、合作、執(zhí)行、修正等要素的復(fù)合能力，并被視為適應(yīng)信息社會(huì)發(fā)展所應(yīng)具備的基本素質(zhì)和核心能力。近年來(lái)，世界掀起計(jì)算思維教育熱，培養(yǎng)具備計(jì)算思維的人成為國(guó)際社會(huì)的教育共識(shí)。斯滕伯格（Sternberg）指出，思維教學(xué)存在必然的方法，但在此之前，教師首先要掌握這種思維能力[2]。2015年至今，英國(guó)、瑞典等國(guó)家著手開展教師計(jì)算思維培養(yǎng)與教學(xué)指導(dǎo)工作[3-5]，并嘗試在多個(gè)學(xué)科師范專業(yè)教育和中小學(xué)課程中引入“計(jì)算參與”（Computational Participation）概念[6]，使計(jì)算思維成為一種基礎(chǔ)、泛在、普適的教育要素。讓廣大教育者具備一定的計(jì)算思維知識(shí)與技能，形成牢固的“計(jì)算參與”觀念，打破傳統(tǒng)學(xué)科知識(shí)藩籬與教學(xué)范式以開展跨學(xué)科計(jì)算思維教育創(chuàng)新，成為當(dāng)前計(jì)算思維教育研究熱點(diǎn)?？v觀國(guó)內(nèi)外，對(duì)教師特別是未來(lái)的教育從業(yè)者——師范生能否勝任計(jì)算思維教育工作的評(píng)估研究近乎空白?；诖?，我們希望從教師職業(yè)能力角度出發(fā)，通過(guò)研究，形成一套可用于學(xué)科師范生計(jì)算思維評(píng)價(jià)的量表工具及操作方法。

二、計(jì)算思維的內(nèi)涵演變與評(píng)價(jià)發(fā)展

（一）計(jì)算思維的內(nèi)涵演變

自1980年計(jì)算思維首次在計(jì)算機(jī)教育著作中出現(xiàn)至今，其內(nèi)涵經(jīng)歷了三個(gè)階段的演變。

第一階段為仿計(jì)算機(jī)程序化學(xué)習(xí)階段，從1980年到2010年，以派珀特一系列兒童編程教育著作對(duì)計(jì)算思維的描述以及周以真于2006年界定的計(jì)算思維概念為代表[7]，帶有明顯的計(jì)算機(jī)學(xué)科的專業(yè)化和系統(tǒng)化傾向。這一時(shí)期對(duì)計(jì)算思維的描述較為抽象，重點(diǎn)放在仿計(jì)算機(jī)的程序化認(rèn)知上，強(qiáng)調(diào)對(duì)計(jì)算機(jī)問(wèn)題處理模式的理解、模仿與再現(xiàn)。例如：派珀特在反駁一些心理學(xué)家所持有的程序?qū)W習(xí)可能造成機(jī)械思維的看法時(shí)，提出了仿計(jì)算機(jī)思維在問(wèn)題解決上具有高效率優(yōu)勢(shì)等觀點(diǎn)，這些觀點(diǎn)反映了這一時(shí)期計(jì)算思維內(nèi)涵的特點(diǎn)[8]。

第二階段為仿計(jì)算機(jī)信息處理階段，從2010年到2014年，這一時(shí)期對(duì)計(jì)算思維的學(xué)科溯源逐漸突破計(jì)算機(jī)傳統(tǒng)領(lǐng)域，將信息科學(xué)與心理科學(xué)相結(jié)合以進(jìn)行內(nèi)涵詮釋，并嘗試從對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行理解的宏觀界定轉(zhuǎn)向?qū)?wèn)題解決心智活動(dòng)的信息處理過(guò)程的描述，以計(jì)算機(jī)信息處理方法如算法、分解、概括、模式、表征等作為計(jì)算思維的能力框架。受到廣泛關(guān)注與認(rèn)同的有周以真于2010年提出的修正定義[9]、美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會(huì)（CSTA）與美國(guó)國(guó)際教育技術(shù)協(xié)會(huì)（ISTE）于2011年聯(lián)合提出的操作定義等[10]，這些定義都反映了這一時(shí)期計(jì)算思維界定的明顯特點(diǎn)。出現(xiàn)這一變化的根本原因在于，隨著計(jì)算思維教育研究的進(jìn)一步發(fā)展，迫切需要有一個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)完整、概念邊界相對(duì)清晰的能力框架以支撐實(shí)踐研究中的操作邏輯，以解決計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)等學(xué)科教育活動(dòng)對(duì)計(jì)算思維培養(yǎng)的價(jià)值研究困境。

第三階段為融合與泛化階段，從2014年至今，這一時(shí)期計(jì)算思維發(fā)展進(jìn)入全新的階段，創(chuàng)造、批判、社交等非智力要素被廣泛引入到計(jì)算思維概念和能力結(jié)構(gòu)中。ISTE于2015年對(duì)計(jì)算思維概念進(jìn)行更新，指出計(jì)算思維涵蓋了創(chuàng)造力、算法思維、批判性思維、問(wèn)題解決以及建立溝通與合作的能力，是高于問(wèn)題解決的復(fù)合能力[11];科爾克馬茲（Korkmaz）指出，計(jì)算思維是一種在合作的環(huán)境下使用算法方法創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力[12];阿科約爾（Akyol）認(rèn)為，當(dāng)前對(duì)計(jì)算思維成分的描述與評(píng)價(jià)過(guò)于封閉，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步發(fā)展到具體的行業(yè)領(lǐng)域及職業(yè)生涯中[13]。筆者認(rèn)為，計(jì)算思維培養(yǎng)的目的是使被培養(yǎng)者能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)領(lǐng)域解決問(wèn)題的方式泛化到一般情境中，同時(shí)還要規(guī)避應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的機(jī)械思維定式、慣性等負(fù)面效應(yīng)，非智力要素特別是創(chuàng)造、合作、批判等能力具有關(guān)鍵作用，應(yīng)當(dāng)歸于計(jì)算思維內(nèi)涵且具有重要的培養(yǎng)價(jià)值。因此，本研究借鑒ISTE和科爾克馬茲的界定思路，將計(jì)算思維描述為：在一定情境下，借助合作形式，使用算法方法，創(chuàng)造性地解決問(wèn)題，并能對(duì)這一過(guò)程進(jìn)行績(jī)效改進(jìn)和策略泛化的能力。

（二）計(jì)算思維的評(píng)價(jià)發(fā)展

早期依附于計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)等學(xué)科教育而受到關(guān)注的計(jì)算思維，其評(píng)價(jià)方式也更多采用傳統(tǒng)課程評(píng)價(jià)形式，如課程試題測(cè)試、作品評(píng)價(jià)、態(tài)度問(wèn)卷等，這與初始階段對(duì)計(jì)算思維整體特性的理解偏好是相適應(yīng)的。伴隨著計(jì)算思維內(nèi)涵的不斷擴(kuò)展、框架的逐漸清晰以及多樣化教育測(cè)量工具的出現(xiàn)，關(guān)注過(guò)程表現(xiàn)的語(yǔ)義評(píng)價(jià)、行為評(píng)價(jià)以及面向特定能力評(píng)價(jià)模型的標(biāo)準(zhǔn)化試題等評(píng)價(jià)方式開始得到應(yīng)用[14-16]。此后，借鑒心理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算思維評(píng)價(jià)量表開始出現(xiàn)，嘗試將計(jì)算思維中的非智力因素納入評(píng)價(jià)體系并通過(guò)主觀測(cè)評(píng)的形式予以體現(xiàn)，這種方法反映了計(jì)算思維內(nèi)涵的發(fā)展趨勢(shì)以及當(dāng)前計(jì)算思維教育對(duì)多種能力培養(yǎng)的關(guān)注。

我國(guó)評(píng)價(jià)工具研究相較國(guó)際上存在一定滯后性，筆者以中國(guó)知網(wǎng)為檢索工具，全面統(tǒng)計(jì)了自2011年首篇涉及計(jì)算思維評(píng)價(jià)的文獻(xiàn)發(fā)表以來(lái)的研究情況，并對(duì)評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)應(yīng)用階段進(jìn)行編碼分析。評(píng)價(jià)方法編碼的名稱標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系依次為：M1—課程測(cè)試、M2—問(wèn)卷調(diào)查、M3—訪談對(duì)話、M4—作品分析、M5—行動(dòng)分析、M6—計(jì)算思維測(cè)試（CTt）、M7—計(jì)算思維量表（CTs）。評(píng)價(jià)階段編碼的名稱標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系依次為：PRT—前測(cè)、POT—后測(cè)。納入統(tǒng)計(jì)的文獻(xiàn)具備以下三個(gè)條件：（1）以研究計(jì)算思維培養(yǎng)或測(cè)量為目的;（2）使用了一種以上的方法測(cè)量計(jì)算思維水平，或研究開發(fā)了一種以上的測(cè)量方法工具;（3）進(jìn)行了實(shí)證研究，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了描述、總結(jié)或評(píng)論。

對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與文獻(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行分析，可以得出國(guó)內(nèi)關(guān)于計(jì)算思維評(píng)價(jià)研究的特點(diǎn)：（1）在計(jì)算思維教育活動(dòng)中對(duì)計(jì)算思維水平前測(cè)實(shí)施較少，缺乏有效的診斷性評(píng)測(cè)工具;（2）早期評(píng)價(jià)方式以課程測(cè)試、主觀問(wèn)卷為主，形式單一，隨意性強(qiáng)，信效度水平低，后隨著評(píng)價(jià)工具的不斷開發(fā)，評(píng)價(jià)工具使用由單一走向混合;（3）計(jì)算思維測(cè)試（CTt）、計(jì)算思維量表（CTs）、作品分析、行動(dòng)分析逐漸成為主流評(píng)價(jià)方式;（4）國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量方法以直接使用國(guó)外工具為主，尚未出現(xiàn)本土化、經(jīng)心理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化的CTt、CTs?？梢钥闯?，立足國(guó)內(nèi)社會(huì)需要和學(xué)情特點(diǎn)，面向“計(jì)算參與”意識(shí)與教育能力培養(yǎng)，開發(fā)適合我國(guó)師范生使用的CTs，進(jìn)一步擴(kuò)展計(jì)算思維測(cè)量評(píng)價(jià)工具，特別是可供前測(cè)使用的工具，具有緊迫的現(xiàn)實(shí)意義和較高的實(shí)用價(jià)值。

三、理論框架

從內(nèi)涵來(lái)看，計(jì)算思維可以被視作一種以問(wèn)題解決為核心的高級(jí)能力綜合體，其框架結(jié)構(gòu)具有一般思維共性和專業(yè)思維特性。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從一般思維結(jié)構(gòu)出發(fā)，整合計(jì)算機(jī)學(xué)科的思維特性而形成一種專業(yè)思維框架。然而一部分學(xué)者對(duì)計(jì)算思維能力框架提出質(zhì)疑，認(rèn)為用準(zhǔn)確的定義及有限的要素概括計(jì)算思維內(nèi)涵并窮盡計(jì)算科學(xué)知識(shí)不現(xiàn)實(shí)，脫離學(xué)習(xí)者特點(diǎn)、職業(yè)生活和社會(huì)情境探討計(jì)算思維能力亦不現(xiàn)實(shí)[13，17]。因此，我們嘗試從關(guān)注情境與表現(xiàn)的斯滕伯格成功智力理論和思維教學(xué)理論中挖掘并搭建支點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有的教師計(jì)算思維培訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基于職業(yè)需要構(gòu)建師范生計(jì)算思維評(píng)價(jià)體系。

（一）從一般到特殊：作為成功智力的計(jì)算思維

斯滕伯格關(guān)注智力在不同情境中的應(yīng)用，提出了著名的成功智力理論，將人的智力劃分為分析、創(chuàng)造與實(shí)踐三種不同類型的成分[18]。他反對(duì)“天賦智力”，認(rèn)為以解決問(wèn)題為目標(biāo)、以思維力為核心的智力主要通過(guò)后天的系統(tǒng)教育和訓(xùn)練獲得，必然存在一種方法能夠幫助發(fā)展這些思維力，并進(jìn)一步提出了思維教學(xué)理論[2]。在三種思維成分（對(duì)應(yīng)三種智力成分）中，分析性思維涉及問(wèn)題分析、評(píng)價(jià)和制定策略的能力，是有意識(shí)地規(guī)定心理活動(dòng)以找到問(wèn)題的解決方法，主要表現(xiàn)在習(xí)得、分析、判斷、評(píng)價(jià)、對(duì)比和檢驗(yàn)等方面;創(chuàng)造性思維是在已有知識(shí)內(nèi)容基礎(chǔ)上進(jìn)行超越并產(chǎn)生新想法的能力，主要表現(xiàn)在興趣、想象、冒險(xiǎn)、合作、模糊容忍等方面;實(shí)踐性思維涉及具體情境中解決問(wèn)題的實(shí)踐調(diào)控因素，是使抽象的思想方法轉(zhuǎn)化為具體的實(shí)踐活動(dòng)的能力，表現(xiàn)在動(dòng)機(jī)、經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任感、行動(dòng)力等方面[2，19]。通過(guò)以上分析，結(jié)合前文對(duì)計(jì)算思維內(nèi)涵的論述，可以看出斯滕伯格成功智力理論可以作為計(jì)算思維能力框架的構(gòu)建理論，這一論斷的基礎(chǔ)是計(jì)算思維與成功智力的內(nèi)涵共性，具體表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：（1）二者均以情境中的問(wèn)題作為出發(fā)點(diǎn)和最終歸宿;（2）二者皆從過(guò)程視角對(duì)能力成分進(jìn)行描述，所包含的成分類型可以統(tǒng)一于成功智力理論三種成分的劃分;（3）二者都強(qiáng)調(diào)后天活動(dòng)對(duì)思維能力形成的作用效果;（4）計(jì)算思維完全可以被視為為了適應(yīng)信息化、數(shù)字化工作生活而由計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的人的“成功智力”。因此，可以按照成功智力理論將計(jì)算思維劃分為分析性、創(chuàng)造性和實(shí)踐性的計(jì)算思維。

（二）從生活到職業(yè)：作為教學(xué)素質(zhì)的計(jì)算思維

斯滕伯格認(rèn)為，承擔(dān)某種思維訓(xùn)練任務(wù)的教師需要有兩種與該思維相關(guān)的品質(zhì)，一是要有這種思維的能力，二是要有以問(wèn)題解決為目標(biāo)的該思維的教學(xué)能力。如果說(shuō)某種思維能力本身是教師作為個(gè)體人適應(yīng)生活所必需的，那么與此能力緊密相關(guān)的教學(xué)能力則是教師作為社會(huì)人適應(yīng)職業(yè)所必需的。斯滕伯格認(rèn)為，應(yīng)通過(guò)第一種能力發(fā)展第二種能力，生活情境、對(duì)話策略、小組合作、討論以及洞察力訓(xùn)練在思維教學(xué)活動(dòng)中至關(guān)重要，并發(fā)展出熟悉問(wèn)題—組內(nèi)解決—組間解決—個(gè)人解決的思維訓(xùn)練四步模型[2]。在（準(zhǔn)）教師計(jì)算思維教學(xué)能力培訓(xùn)方面，不少國(guó)家地區(qū)的培訓(xùn)項(xiàng)目提供了經(jīng)驗(yàn)，瑞典林克平大學(xué)（Link？觟ping University）聯(lián)合當(dāng)?shù)卣_展了面向1～9年級(jí)10個(gè)不同學(xué)科課程教師的計(jì)算思維教學(xué)培訓(xùn)項(xiàng)目，得出以下結(jié)論：（1）即使是不同的學(xué)科，教師在教學(xué)活動(dòng)中引入計(jì)算思維也是完全可能的;（2）教師能夠在較短時(shí)間內(nèi)掌握計(jì)算思維教育相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和技能;（3）影響培訓(xùn)效果的重要因素是缺少計(jì)算思維教學(xué)展示與推廣的意愿[20]。美國(guó)楊百翰大學(xué)（Brigham Young University）開展了面向基礎(chǔ)教育階段在職和職前教師的計(jì)算思維訓(xùn)練，指出對(duì)教師計(jì)算思維訓(xùn)練的方法多種多樣，價(jià)值感與興趣對(duì)于完成學(xué)習(xí)任務(wù)具有重要作用[21]。綜上所述，從理論視角出發(fā)，教師職業(yè)所需的計(jì)算思維能力包括計(jì)算思維能力和計(jì)算思維教學(xué)能力。從實(shí)踐層面來(lái)講，（準(zhǔn)）教師普遍具備在一定時(shí)間內(nèi)掌握職業(yè)所需的計(jì)算思維知識(shí)技能的能力，培養(yǎng)牢固的計(jì)算思維教學(xué)意識(shí)、激發(fā)與維持計(jì)算思維教學(xué)動(dòng)機(jī)是促進(jìn)教師不斷提高計(jì)算思維教學(xué)水平的關(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上，建立了基于教學(xué)勝任力的師范生計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)模型，如圖1所示。

四、量表開發(fā)與信效度研究

（一）樣本選擇

本研究選取了東部某省3所免費(fèi)師范生培養(yǎng)院校的12個(gè)師范類專業(yè)的1223名師范生，所選對(duì)象全部為全日制本科在讀的大二、大三學(xué)生，年齡范圍在17～20歲之間，已接受過(guò)信息技術(shù)教育，修習(xí)并通過(guò)了“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程，部分學(xué)生正在修習(xí)“現(xiàn)代教育技術(shù)”課程，具備計(jì)算思維測(cè)評(píng)所需的文化知識(shí)與基本能力。所選師范類專業(yè)基本涵蓋中小學(xué)語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、外語(yǔ)、政治、歷史、物理、地理等全部學(xué)科課程門類，未對(duì)免費(fèi)師范生和非免費(fèi)師范生作區(qū)分。根據(jù)被試樣本數(shù)至少為測(cè)試題目數(shù)的5倍原則，分別選取了390人（12個(gè)專業(yè)各1個(gè)教學(xué)班，每班約30～40人）進(jìn)行探索性因子分析（EFA），選取了833人（12個(gè)專業(yè)各1～2個(gè)教學(xué)班）進(jìn)行了驗(yàn)證性因子分析（CFA）。

（二）研究過(guò)程

1. 題目編制與內(nèi)容效度控制

題目編制借鑒了目前國(guó)內(nèi)使用較多的科爾克馬茲[12]、阿科約爾[13]和亞奇（Yaci）等開發(fā)的幾種計(jì)算思維評(píng)價(jià)量表[22]，考夫曼（Kaufman）開發(fā)的領(lǐng)域創(chuàng)造力量表（K-DOCS）[23]，威廉斯（Williams）開發(fā)的創(chuàng)造力傾向測(cè)量表（W-PMF）[24]，同時(shí)參考了《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》《中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力培訓(xùn)課程標(biāo)準(zhǔn)（試行）》對(duì)中小學(xué)計(jì)算思維教育的具體要求，從分析性、創(chuàng)造性、實(shí)踐性和職業(yè)性四個(gè)角度進(jìn)行整理設(shè)計(jì)，最終形成了由61個(gè)題目組成的題庫(kù)。研究采用勞希（Lawshe）[25]提出并經(jīng)威爾森（Wilson）改進(jìn)的內(nèi)容效度比（Content Validity Ratio）檢驗(yàn)方法控制內(nèi)容效度[26]，建立了由30名來(lái)自高校、中小學(xué)、編程教育機(jī)構(gòu)從事計(jì)算思維相關(guān)研究的教師和教研人員組成的專家團(tuán)隊(duì)，對(duì)題目進(jìn)行重要性評(píng)價(jià)。根據(jù)勞希給出的專家數(shù)與可接受值范圍對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)專家數(shù)為30人時(shí)，CVR值不低于0.33為可接受，最終剔除23個(gè)題目，保留38個(gè)題目。

2. 研究過(guò)程

為確保樣本的覆蓋面與代表性，研究的抽樣方法以配額抽樣和分層抽樣為主。主要研究過(guò)程經(jīng)歷三個(gè)階段，歷時(shí)4個(gè)月。第一階段為試測(cè)（Pilot Test），于2020年2月隨機(jī)選取了29名不參加第二輪、第三輪測(cè)試的師范生進(jìn)行預(yù)測(cè)試，訪談其感受，對(duì)問(wèn)卷引言部分和題目表達(dá)作修正。第二階段為探索性因子分析（EFA），于2020年3月對(duì)390名師范生進(jìn)行測(cè)試并回收問(wèn)卷，經(jīng)校驗(yàn)有效案例為384個(gè)，有效率為98.46%，運(yùn)用SPSS進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析處理。第三階段為驗(yàn)證性因子分析（CFA），于2020年4—5月對(duì)833名師范生進(jìn)行測(cè)試并回收問(wèn)卷，經(jīng)校驗(yàn)有效案例為809個(gè)，有效率為97.12%，運(yùn)用SPSS、Amos、Visio等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、模型校驗(yàn)與修正和圖形重制。

（三）結(jié)果與分析

1. 項(xiàng)目分析

采用臨界比值法（Critical Ration）進(jìn)行題目區(qū)分度檢驗(yàn)，以27%作為臨界點(diǎn)進(jìn)行得分差異分析。經(jīng)分析，除第9題外，其他題目CR值均達(dá)到0.01的顯著水平，普遍具有良好的鑒別力，第9題CR值（p=0.044）僅在0.05水平上達(dá)到顯著，為避免武斷刪題，需進(jìn)一步結(jié)合后續(xù)檢驗(yàn)作出篩選決定。經(jīng)修正后項(xiàng)目—總體相關(guān)系數(shù)（CICT）檢驗(yàn)，除第9題（CICT=0.181）、第11題（CICT=0.384）、第16題（CICT=0.354）外，其他題目均達(dá)到0.4以上標(biāo)準(zhǔn)，因第11、16題CICT值大于0.3，接近0.4，且量表總體信度系數(shù)非常高（克隆巴赫α系數(shù)大于0.9），應(yīng)暫作保留，故刪除第9題。

2. 探索性因子分析

對(duì)問(wèn)卷總體和各維度進(jìn)行信度分析，問(wèn)卷總體的克隆巴赫α系數(shù)達(dá)到0.954，各維度均達(dá)到高信度（大于0.7）水平。運(yùn)用KMO值和Bartlett球形檢驗(yàn)判斷樣本是否適合進(jìn)行探索性因子分析，檢驗(yàn)得到KMO=0.949，近似卡方χ2=8212.28，自由度df=666，p<0.001，達(dá)到顯著性水平，說(shuō)明適合進(jìn)行探索性因子分析。借鑒阿科約爾探索性序貫設(shè)計(jì)（Exploratory Sequential Design）研究思路[13]，對(duì)樣本案例（n=383）進(jìn)行探索性因子分析。采用主成分分析法提取因子，采用最大方差法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以特征值大于1作為因子提取標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)低載荷值（小于0.45）進(jìn)行忽略顯示。在題目篩選上，結(jié)合項(xiàng)目分析、載荷分布、共同度分析、因子解釋、因子包含題目數(shù)及專家意見等因素進(jìn)行綜合考量。經(jīng)檢驗(yàn)，提取主成分因子6個(gè)，累計(jì)解釋度60.99%。在CICT值檢驗(yàn)過(guò)程中暫作保留的第11、16題在第5因子中載荷超過(guò)0.6，且不存在多因子高載荷問(wèn)題，故予以保留。第14、15、37題因低載荷值未予顯示，且第14、15、37題共同度低于0.4，予以預(yù)刪除。針對(duì)在兩個(gè)因子上載荷較高（0.480，0.459）且載荷值相對(duì)接近（差值小于0.03）的第19題，能夠運(yùn)用其所在的較高載荷的因子進(jìn)行解釋，且易于與該因子下其他題目進(jìn)行歸類命名，故在高載荷因子上予以保留。主成分因子6中的解釋題目為第27、28題，題數(shù)小于3個(gè)，通過(guò)碎石圖可以看出因子6坡度大，解釋貢獻(xiàn)度低，故不予保留，對(duì)第27、28題予以預(yù)刪除。具體見表1。

經(jīng)專家研討、題目確認(rèn)與二次檢驗(yàn)，最終確定5個(gè)主成分因子，32個(gè)題目，根據(jù)所包含的題目進(jìn)行命名，依次為：（1）問(wèn)題界定與分析（Problem Definition and Analysis）：包括對(duì)發(fā)現(xiàn)和界定問(wèn)題，以及借助計(jì)算思維分析問(wèn)題、形成解決方案和評(píng)價(jià)方案等能力的測(cè)量;（2）問(wèn)題認(rèn)知與解決（Problem Cognition and Solution）：包括對(duì)問(wèn)題經(jīng)驗(yàn)的、理性的認(rèn)知，借助外部條件、自我調(diào)控以解決復(fù)雜問(wèn)題等能力的測(cè)量;（3）教學(xué)策略與實(shí)施（Instructional Strategy and Implementation）：包括運(yùn)用對(duì)話策略開展計(jì)算思維教學(xué)，有效組織教學(xué)活動(dòng)，教育引導(dǎo)、干預(yù)等能力的測(cè)量;（4）教學(xué)興趣與設(shè)計(jì)（Instructional Interest and Design）：包括對(duì)信息技術(shù)態(tài)度、“計(jì)算參與”教學(xué)意愿以及“計(jì)算參與”教學(xué)設(shè)計(jì)能力的測(cè)量;（5）創(chuàng)造力（Creative Ability）：包括對(duì)在問(wèn)題解決活動(dòng)中所表現(xiàn)出來(lái)的直覺、好奇、想象力和冒險(xiǎn)精神等品質(zhì)的測(cè)量。

3. 驗(yàn)證性因子分析

根據(jù)探索性因子分析結(jié)果，對(duì)收集的用于驗(yàn)證性因子分析的樣本（n=809）進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)總量表和各主成分進(jìn)行信度檢驗(yàn)，總量表克隆巴赫α系數(shù)達(dá)到0.955，各主成分檢驗(yàn)系數(shù)依次為αPDA=0.910、αPCS=0.897、αISI=0.884、αIID=0.866、αCA=0.766。對(duì)主成分進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，見表2，結(jié)果表明，各因子之間相關(guān)度基本介于0.5～0.8之間，其中，F(xiàn)4—F5相關(guān)度低于0.6，另有4個(gè)相關(guān)度介于0.6～0.7之間，未能滿足構(gòu)建二階因子結(jié)構(gòu)方程模型的相關(guān)度指標(biāo)，不適宜進(jìn)行二階模型構(gòu)建，驗(yàn)證性因子分析模型如圖2所示。擬合度檢驗(yàn)結(jié)果見表3，其中χ2（sd=450，n=809）=1590.661，χ2/df=3.53，由于本研究樣本數(shù)量（n=809>200）較大，χ2/df參考值采用大樣本參考區(qū)間，經(jīng)與參考值對(duì)比，模型擬合度良好。

五、討論與總結(jié)

（一）討論

研究形成的“師范生計(jì)算思維評(píng)價(jià)量表”為師范生計(jì)算思維水平的自我評(píng)價(jià)工具，可用于高校師范生計(jì)算思維教學(xué)活動(dòng)效果的前后測(cè)檢驗(yàn)及中小學(xué)、教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)招錄、培訓(xùn)教師時(shí)的計(jì)算思維測(cè)評(píng)。量表分為導(dǎo)語(yǔ)和題目?jī)蓚€(gè)部分，導(dǎo)語(yǔ)包括計(jì)算思維說(shuō)明，題目部分包括5個(gè)測(cè)量維度的32道自評(píng)題，其中，反向評(píng)分題2道。本研究基于傳統(tǒng)的量表研究范式，在評(píng)價(jià)模型構(gòu)建和信效度控制上作了一些更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)踐。

1. 評(píng)價(jià)模型構(gòu)建討論

在評(píng)價(jià)模型構(gòu)建上，本研究與已有計(jì)算思維量表編制的理論構(gòu)建形式和向度有所不同：一是通過(guò)系統(tǒng)梳理計(jì)算思維發(fā)展，批判式繼承核心概念內(nèi)涵，結(jié)合斯滕伯格成功智力理論構(gòu)建了分析性、創(chuàng)造性和實(shí)踐性的計(jì)算思維能力評(píng)價(jià)維度，這種概念—理論—維度的評(píng)價(jià)建模路徑相較傳統(tǒng)的概念—維度—理論的建模路徑，能夠更好地將概念融入理論體系，提高評(píng)價(jià)模型的科學(xué)性;二是聚焦教師職業(yè)能力需求，借助斯滕伯格思維教學(xué)理論探索（準(zhǔn)）教師計(jì)算思維能力外延，將職業(yè)性計(jì)算思維——計(jì)算思維教學(xué)能力納入計(jì)算思維評(píng)價(jià)的第四維，同時(shí)，結(jié)合若干國(guó)家地區(qū)開展教師計(jì)算思維教學(xué)培訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步確定了該維度的核心評(píng)價(jià)要素，最終形成了區(qū)別其他同類研究的多向度評(píng)價(jià)體系;三是明確了各維度評(píng)價(jià)要素和可用于評(píng)價(jià)的心智活動(dòng)及行為表現(xiàn)，這些要素多來(lái)源于對(duì)斯滕伯格心理學(xué)研究著述及國(guó)外計(jì)算思維量表開發(fā)文獻(xiàn)的整理分析，我們希望通過(guò)提出更加清晰可靠的評(píng)價(jià)模型，幫助使用者了解本量表題目所關(guān)注的計(jì)算思維的不同成分。

2. 量表信效度討論

研究主要從四個(gè)方面對(duì)量表信度、效度進(jìn)行控制：一是取樣控制，采用大樣本配額抽樣、分層抽樣等方式，對(duì)3所不同層次高校的不同學(xué)科專業(yè)師范生進(jìn)行抽樣研究，通過(guò)增大樣本數(shù)量及類別擴(kuò)大覆蓋面，降低共同方法偏差和一類錯(cuò)誤概率。二是內(nèi)容效度控制，部分研究者認(rèn)為基于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的內(nèi)容效度控制方式的專家數(shù)應(yīng)在5～10人，威爾森改進(jìn)的勞希內(nèi)容效度檢驗(yàn)方法允許40人以內(nèi)的專家進(jìn)行多輪評(píng)審，鑒于本研究的多向度評(píng)價(jià)體系和多情境應(yīng)用考慮，采用了后者這一國(guó)際上更為流行的技術(shù)方法，組建了來(lái)自高校、中小學(xué)和編程教育機(jī)構(gòu)的專家團(tuán)隊(duì)參與題目設(shè)計(jì)和評(píng)審，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)控制。三是整體分析，在完成內(nèi)容效度和外觀效度控制后，進(jìn)行了數(shù)據(jù)集檢驗(yàn)，包括缺失值處理、剔除異常數(shù)據(jù)、正態(tài)檢驗(yàn)等，而后采用阿科約爾探索性序貫設(shè)計(jì)整體分析方法進(jìn)行題目篩選，這一方法拒絕單一指標(biāo)檢驗(yàn)決斷，強(qiáng)調(diào)對(duì)樣本進(jìn)行一次完整的探索性因子分析，并對(duì)題目作出綜合判斷，擬刪除或保留的題目應(yīng)當(dāng)在多個(gè)檢驗(yàn)環(huán)節(jié)中有明確刪除或保留的理由。四是顯著性檢驗(yàn)，在整個(gè)研究過(guò)程中采用嚴(yán)格的指標(biāo)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，總量表信度系數(shù)達(dá)到0.955，除創(chuàng)造力（0.766）外的各成分信度系數(shù)均大于0.8（我們認(rèn)為創(chuàng)造力成分相較其他成分系數(shù)偏低與創(chuàng)造力本身的綜合性強(qiáng)有關(guān)），對(duì)量表的相關(guān)系數(shù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)各成分間呈中低度相關(guān)（0.5～0.8），表明各因子較好地聚焦了計(jì)算思維的不同維度，量表具有良好的區(qū)分度。在結(jié)構(gòu)效度上，克萊恩（Kline）指出，χ2值受樣本數(shù)量影響明顯[27]，采用大樣本研究時(shí)可以將χ2/df值擴(kuò)展到5以內(nèi)的區(qū)間，這一點(diǎn)在國(guó)內(nèi)統(tǒng)計(jì)研究中已形成共識(shí)，其他各擬合指標(biāo)均符合國(guó)際通行的量表開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)效度理想。

（二）總結(jié)

計(jì)算思維評(píng)價(jià)量表出現(xiàn)時(shí)間不長(zhǎng)，評(píng)價(jià)理論與模型伴隨著計(jì)算思維內(nèi)涵的變化也在探索中發(fā)展，評(píng)價(jià)的關(guān)注點(diǎn)主要落在計(jì)算思維本身的特有屬性和成分上，鮮有從職業(yè)需求角度進(jìn)行的探討，不免丟失了本該具備的更加豐富的實(shí)踐意義和價(jià)值。本研究以促進(jìn)計(jì)算思維教育發(fā)展為根本目標(biāo)，將“計(jì)算參與”理念融入教師職業(yè)能力評(píng)價(jià)，生成了標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)量表，以提高未來(lái)教師計(jì)算思維教育意識(shí)和能力，推動(dòng)計(jì)算思維教育與多學(xué)科教學(xué)深度融合。此外，近年來(lái)國(guó)內(nèi)移植使用的計(jì)算思維量表均以歐洲、西亞等地區(qū)學(xué)生為研究對(duì)象進(jìn)行編制，被試所處的政策、文化背景和所具有的知識(shí)體系與國(guó)內(nèi)差異明顯，結(jié)合我國(guó)教育政策、人才需求和教育文化特點(diǎn)編制適合我國(guó)學(xué)生使用的評(píng)價(jià)量表，提高量表文化適用性，也是本研究的應(yīng)用價(jià)值所在。

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