计算思维作为高中信息技术学科核心素养四大要素之一，已引起基础教育领域的广泛关注和重视。如何在信息技术课堂教学中培养和发展学生的计算思维，需要我们在教学实践中不断探索、不断反思和总结。计算思维的培养研究，离不开对计算思维评价的研究。由于计算思维是内隐的，无法像身高、体重、温度等一样直接用相关的工具来测量，因此，如何评价计算思维，怎样判断学生具有相关计算思维素养及其所达到的程度，可从哪些方面和哪些指标来衡量学生的计算思维能力，成了研究计算思维培养的前提和迫切需求。计算思维的评价方式和途径有多种多样，比如：在多样化情景中观察学生的具体表现、通过学生作品来分析和评价、通过问卷或测试题来考察学生的计算思维等。本文主要探讨如何通过问卷和测试题的方式来考察学生的计算思维，并在参考相关文献、分析计算思维的内涵及要素、剖析计算思维应用过程的基础上，尝试提出计算思维测试的评价指标和维度，为计算思维培养研究过程中的评价环节（如前测、后测）提供基础和依据。

关于计算思维的评价指标研究，目前尚处于起始阶段。2013年英国南安普顿大学在周以真对计算思维定义的基础上进行扩展和深化，他们提出，计算思维是一个认知或思考的活动过程，是一种以产品为导向又不局限于解决问题的过程，他们认为计算思维包含以下五个方面：算法思维、分解思考、抽象思维、评估思考以及概括思维，这对研究计算思维评价指标具有极强的指导意义。

北京大学学习科学实验室已开通了线上的计算思维等级测评，可在线生成测评报告，其测评则是从模型抽象、逻辑思考、问题分解、问题评估、总结归纳等五个维度对测试者的计算思维能力进行评估（见图1）。

图1 北京大学学习科学实验室计算思维等级测评的五个维度

曲阜师范大学的聂永苹在其研究生毕业论文《初中信息技术课程计算思维评价指标构建研究》中提出了构建计算思维评价的一级、二级指标（图2），并在实践的基础上并给出了二级指标的相应权重（图3）。

图2

图3

那么，如何才能科学、合理地确定计算思维的评价指标？让我们回归到计算思维的内涵、包含的要素及应用过程中，并以此作为评价指标的设计依据。

关于计算思维的定义，国内外相关专家、学者的视角不尽相同，总体来看，大部分倾向于“问题解决说”， 这种观点认为计算思维是一种解决问题的过程，思维过程主要体现在解决问题的活动中。问题解决说比较有代表性的要数周以真教授2006年对计算思维的定义以及2011年对计算思维内涵的进一步阐释。综合起来，计算思维的定义和内涵可概述为：计算思维是指学生在系统的学科学习过程中，运用计算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。它主要表现为形式化、模型化、自动化、系统化四个方面。计算思维的本质特征是抽象和自动化。

关于计算思维的要素，目前被广泛认可的主要包括：数据表征（数据的搜集、分析、表达）、分解问题、抽象、算法与流程、自动化、模拟、迭代递归与并行、效率及性能限制、调试和系统错误监测等。

关于计算思维的应用过程，大致可以划分为三个阶段。第一，问题转化阶段。即对问题进行形式化的描述，在确定要解决的问题之后，将问题进行分解并转化为计算机可处理的模型（即抽象）；第二，方案表达阶段。在此阶段进行逻辑思考、数据处理、算法设计、程序编写等步骤；第三，执行与评估阶段。利用计算机实现方案的自动化运行，同时通过迭代的方法对解决方案不断进行评估、优化与完善。

基于以上计算思维的内涵、本质特征、包含的要素以及其应用过程，同时遵循科学性、独立性、可操作性等原则，综合权衡各项标准，笔者认为，计算思维测评指标包括以下六方面：问题分解（形式化）、模型抽象（形式化、模型化）、算法与逻辑（系统化）、数据表征（系统化）、问题评估（自动化）及概括思维（自动化）。（图4）

图4

问题分解：主要针对较复杂的问题。学生将问题分成若干个易于处理的子问题，并建立各子问题之间的联系及逻辑顺序，形成解决该复杂问题的思路。

模型抽象：是指将现实中的事物或解决问题的过程，通过化简等方式，抓住其关键特征或本质特性，降低其复杂度，变为计算设备可以处理的模型。

算法与逻辑：算法是计算机求解问题的指令序列，即学生能够运用逻辑思维，根据模型中变量之间的关系，设计一系列解决问题的操作。同时通过分析、比较不同算法的有效性和效率，寻求解决问题的最优算法。

数据表征：包括数据搜集、分析、处理、表达。即学生能根据问题解决的需要，搜集与问题相关的数据，选择合适的方法深入分析和理解数据，建立数据与问题解决之间的联系，用适合的图表、文字或图片组织数据，形成问题解决所需数据的表征形式。

问题评估：注重解决问题的方案是否具有一定的系统化。要求学生能对解决方案不断论证、判断和迭代优化，形成系统化的解决方案。

概括思维：能够通过方案的实施，折中、修改、优化解决方案，总结归纳解决方案的思路与方法。同时，遇到同类问题时，能够将总结的思路与方法迁移到类似问题中，同时在此过程中获得新知识。

初步确定了计算思维评价指标，接着便可基于这些指标设计测评题目（前测及后测），为计算思维培养的实践研究提供基础。