基于信息技術(shù)核心素養(yǎng)能力矩陣的命題模型構(gòu)建與實(shí)踐摘要：本文從信息技術(shù)核心素養(yǎng)學(xué)業(yè)水平測(cè)試及“教-學(xué)-評(píng)”研究入手，從核心素養(yǎng)水平細(xì)目表轉(zhuǎn)向能力矩陣，通過“尋”境、“設(shè)”問、“列”據(jù)、“呈”形四步，精準(zhǔn)定位核心素養(yǎng)、能力水平、內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生能力矩陣對(duì)應(yīng)的命題模型，根據(jù)命題模型在實(shí)踐過程中不斷迭代調(diào)整，最終形成可操作的基于能力矩陣的命題結(jié)果，進(jìn)而使學(xué)生能力提升及教師成長(zhǎng)取得相應(yīng)成效。中圖分類號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A論文編號(hào)：1674-2117（2024）18-0070-04多角度研究，探索模型構(gòu)建要素1.依托分析，厘清核心素養(yǎng)水平與學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)涵在教學(xué)目標(biāo)和評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)中，學(xué)科核心素養(yǎng)被具體化為不同維度的核心素養(yǎng)水平；學(xué)業(yè)質(zhì)量水平是考查學(xué)生是否具備了相關(guān)學(xué)科核心素養(yǎng)的能力考試層級(jí)。學(xué)業(yè)質(zhì)量水平可體現(xiàn)學(xué)生是否具有知識(shí)獲取能力、實(shí)踐操作能力、思維認(rèn)知能力的關(guān)鍵能力；必備知識(shí)囊括了本學(xué)科基本事實(shí)闡述、基礎(chǔ)概念理解、核心技術(shù)掌握以及基本原理的深入理解，這些元素可對(duì)照新課標(biāo)中的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)。核心素養(yǎng)水平與學(xué)業(yè)質(zhì)量水平可形成匹配圖，指導(dǎo)能力矩陣的形成。2.學(xué)業(yè)質(zhì)量水平試卷特征分析學(xué)業(yè)水平考試在考查的必備知識(shí)上也有新的變化：一是更多圍繞情境進(jìn)行命題描述。學(xué)生需要運(yùn)用自己已有經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)來理解這個(gè)情境，明確情境中的實(shí)質(zhì)問題，考慮可能出現(xiàn)的各種情況，形成具有可行性的算法思想。二是提問形式上減少對(duì)識(shí)記類知識(shí)的直接考查，增加能力和素養(yǎng)中可遷移知識(shí)的應(yīng)用。命題時(shí)可將問題分解成幾個(gè)小題，分別考查學(xué)生對(duì)問題的理解、對(duì)問題中呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)展開評(píng)估，形成核心素養(yǎng)不同水平的考查。三是題目的描述明確、數(shù)據(jù)豐富。學(xué)生需要在較短時(shí)間內(nèi)，針對(duì)模型較為隱蔽的實(shí)際問題能綜合分析獲取的信息，并采用模塊化和系統(tǒng)化方法設(shè)計(jì)解決問題的方案。筆者認(rèn)為信息技術(shù)學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的能力矩陣命題模型的要素包含問題的情境、問題的考查方向、題目呈現(xiàn)的依據(jù)與數(shù)據(jù)、問題呈現(xiàn)的形式。通過能力矩陣命題模型進(jìn)行命題設(shè)計(jì)，用合適的問題設(shè)計(jì)搭配情境、豐富的數(shù)據(jù)，形成相應(yīng)的考查形式，才能全面考核學(xué)生的實(shí)踐能力和應(yīng)用能力。細(xì)目表進(jìn)階，能力矩陣構(gòu)建模型根據(jù)對(duì)核心素養(yǎng)與學(xué)業(yè)水平質(zhì)量的分析，針對(duì)不同情境，筆者深入剖析其包含的核心素養(yǎng)以及具體層次表現(xiàn)，并在當(dāng)前情境中體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，得到核心素養(yǎng)水平細(xì)目表（如上表）。能力矩陣通常是表格或圖表，橫軸和縱軸分別表示不同的能力維度或技能要求，每個(gè)單元格中填寫相應(yīng)能力水平的評(píng)價(jià)或描述。通過能力矩陣，可以直觀地展示學(xué)生在各項(xiàng)能力上的表現(xiàn)。在核心素養(yǎng)能力矩陣的加持下，教師可以挑選與素養(yǎng)關(guān)聯(lián)的情境，設(shè)計(jì)合適問題，列舉適宜數(shù)據(jù)資料，以恰當(dāng)?shù)那榫承问匠尸F(xiàn)，從而產(chǎn)生相應(yīng)的命題，在整個(gè)過程中不斷迭代進(jìn)階，這就是本文提出的“基于能力矩陣的命題模型”（如圖1）。該模型在能力矩陣的加持下，對(duì)“尋”境、“設(shè)”問、“列”據(jù)、“呈”形四步不斷迭代。1.“尋”境，尋找情境素養(yǎng)關(guān)聯(lián)在使用能力矩陣命題模型時(shí)，教師要非常熟悉信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵，明確學(xué)業(yè)質(zhì)量水平能力劃分，同時(shí)也要用“專家”眼光去尋找生活、生產(chǎn)情境中所能包含的核心素養(yǎng)，并挖掘該情境可能包含的不同的核心素養(yǎng)及能力水平，并將水平落實(shí)到具體的內(nèi)容要求上。2.“設(shè)”問，設(shè)計(jì)合適能力問題問題是評(píng)價(jià)的表現(xiàn)形式，不同形式的問題、不同的“設(shè)”問形式，直接影響評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生能力考查的范圍與深度。教師可依據(jù)情境與核心素養(yǎng)的關(guān)系，將每一部分可能出現(xiàn)的問題羅列出來，比對(duì)水平等級(jí)和素養(yǎng)要求，明確考查學(xué)生的關(guān)鍵能力。3.“列”據(jù)，選擇適宜數(shù)據(jù)資料數(shù)據(jù)資料的構(gòu)成主要包括兩大部分：一是情境信息詳盡描繪，這需要教師對(duì)情境的各個(gè)層面進(jìn)行精確且全面的敘述，確保所有相關(guān)細(xì)節(jié)均得到充分呈現(xiàn)；二是問題相關(guān)數(shù)據(jù)集萃，要求教師提供充足甚至額外豐富的數(shù)據(jù)資料，確保在解題時(shí)有足夠支撐，使分析與推理過程得以深入有力。4.“呈”形，呈現(xiàn)恰當(dāng)情境形式同一個(gè)情境若在原始情境上添加一些限制條件，復(fù)雜度就會(huì)增加。若情境在同一難度上停留，如將同一個(gè)情境中的問題用多種方法解決，則在包含度上就有所增加。再圍繞情境問題解決，找到關(guān)鍵的特征、變量或指標(biāo)，梳理不同特征、變量、指標(biāo)間關(guān)系，形成更為復(fù)雜的情境，進(jìn)而向開放的情境發(fā)展（如圖2）。在命題時(shí)教師可按這樣的流程進(jìn)行，根據(jù)學(xué)生不同的學(xué)情、考查的能力等級(jí)要求，截取其中合適的部分，最后形成試題。迭代進(jìn)階，命題模型應(yīng)用分析1.四步方法，運(yùn)作命題模型（1）“尋”境，經(jīng)歷完整問題解決在生產(chǎn)生活中有著大量的劣構(gòu)問題，所以教師要根據(jù)核心素養(yǎng)能力矩陣，將情境再次糅合，組織成層層遞進(jìn)的情境進(jìn)階類型。例如，生活中的“餐廳排隊(duì)”情境，教師可以進(jìn)行如下設(shè)計(jì)。初始情境：餐廳排隊(duì)問題。當(dāng)餐廳客滿時(shí)，若還有客人來就餐，服務(wù)員通過就餐叫號(hào)排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行取號(hào)操作。限制情境：優(yōu)先排隊(duì)問題。排隊(duì)的客人中有預(yù)約和未預(yù)約之分，預(yù)約的客人可以優(yōu)先就餐。多元情境：?jiǎn)侮?duì)列或多隊(duì)列排隊(duì)問題。方案1：分成預(yù)約一隊(duì)和未預(yù)約一隊(duì)；方案2：未預(yù)約全部排在預(yù)約的后面，若客人未提前預(yù)約，則排在當(dāng)前隊(duì)列的最后，若客人已提前預(yù)約，則排在當(dāng)前隊(duì)列中提前預(yù)約客人的后一個(gè)位置。復(fù)雜情境：送檢器件排隊(duì)問題。開放情境：生活中排隊(duì)問題。發(fā)現(xiàn)生活中隊(duì)列、鏈表、數(shù)組、棧等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合解決問題。（2）“設(shè)”問，體會(huì)問題解決價(jià)值根據(jù)能力矩陣“設(shè)”問環(huán)節(jié)得到的問題，有時(shí)是雜亂的，如果想將其用于命題，還需要對(duì)問題進(jìn)行整理與改良。例如，“排隊(duì)問題”對(duì)應(yīng)不同的情境，可設(shè)置不同的問題任務(wù)。初始情境：當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，在執(zhí)行叫號(hào)操作后，編號(hào)為（選填：A0/A2/A3）的顧客就餐。限制情境：①根據(jù)程序與運(yùn)行界面，建立模型，請(qǐng)用描述算法；②可用數(shù)組、鏈表實(shí)現(xiàn)隊(duì)列，兩者存儲(chǔ)時(shí)有什么區(qū)別？多元情境：①請(qǐng)根據(jù)算法將程序補(bǔ)充完整；②同伴互批，實(shí)現(xiàn)小組程序思維共享。復(fù)雜情境：優(yōu)化隊(duì)列鏈表的程序段，如何實(shí)現(xiàn)“單隊(duì)列→雙隊(duì)列→多隊(duì)列”的轉(zhuǎn)變？開放情境：小組合作，任選隊(duì)列、鏈表、數(shù)組、棧等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合解決問題，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)情境與算法。（3）“列”據(jù)，多元發(fā)展高階思維在“列”據(jù)環(huán)節(jié)，如果給學(xué)生的情境越真實(shí)，那么提供給學(xué)生的表述內(nèi)容和數(shù)據(jù)資料會(huì)越復(fù)雜。學(xué)生能挖掘出表述內(nèi)容和數(shù)據(jù)資料中的內(nèi)涵，是很好地解決問題的關(guān)鍵所在。學(xué)生需要自己去尋找已知的條件、不明顯的條件、干擾的條件、需要修正的條件等，而這些條件都隱藏在情境的表述內(nèi)容和數(shù)據(jù)資料中。例如，“餐廳排隊(duì)場(chǎng)景”可分別從表述內(nèi)容和數(shù)據(jù)內(nèi)容兩方面進(jìn)行“列”據(jù)。“表述內(nèi)容”可包含“餐廳排隊(duì)場(chǎng)景”的場(chǎng)景描述、不同方法實(shí)現(xiàn)問題解決的注釋內(nèi)容、關(guān)鍵語句的注釋、關(guān)鍵變量的命名等；“數(shù)據(jù)內(nèi)容”可包含“餐廳排隊(duì)場(chǎng)景”的程序運(yùn)行界面圖、確定算法的程序段、實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)內(nèi)容等。學(xué)生先找到必要的特征條件，再對(duì)這些條件進(jìn)行加工處理，思維從簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)、列出、觀察的低階思維，向解釋、選擇、決策、分析、設(shè)計(jì)、欣賞、比較等高階思維發(fā)展。（4）“呈”形，全面形成素養(yǎng)水平根據(jù)能力矩陣挑選組合的情境越豐富越復(fù)雜，形成的素養(yǎng)的能力可遷移性就越高。在“初始情境→限制情境→多元情境→復(fù)雜情境→開放情境”不斷進(jìn)階的過程中，學(xué)生需要圍繞問題解決找到關(guān)鍵特征，明確各個(gè)變量及程序結(jié)構(gòu)之間的含義和關(guān)系，建立相應(yīng)的算法模型，在難度上層層遞進(jìn)。學(xué)生在此過程中進(jìn)行自我評(píng)價(jià)、同伴評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)，這也是評(píng)價(jià)核心素養(yǎng)水平的全面形成。2.能力矩陣的命題模型應(yīng)用分析筆者所在課題組根據(jù)命題模型開發(fā)了多套試題，并在多個(gè)層次范圍內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用，并得到驗(yàn)證。為直觀展示命題模型的應(yīng)用效果，筆者結(jié)合下面例題展開分析。如圖3所示，校園中有一款智能取衣柜設(shè)備，由工作人員將干凈的衣物袋，放入存衣柜中，學(xué)生可在指定時(shí)間到柜中取得自己的衣物。請(qǐng)回答下列問題：（1）下列操作方式不能用于存衣柜登錄的是D。（單選，填字母：A.掃碼登錄/B.賬號(hào)密碼登錄/C.RFID登錄/D.刷臉登錄）（2）圖3所示，方框中的硬件設(shè)備依次為①D②C。（選填，填字母：A.IOT模塊/B.電子顯示屏/C.交換機(jī)/D.路由器）（3）小明編寫了該存衣柜的取衣函數(shù)quyi（n）和存衣函數(shù)fangyi（n）。你覺得這兩個(gè)函數(shù)的算法有什么缺陷？答：前面的柜子會(huì)被經(jīng)常用到，而后面的柜子用到的機(jī)會(huì)較少。（4）小明對(duì)該程序的算法進(jìn)行改進(jìn)，若柜子中有衣物，則cab列表元素中存儲(chǔ)衣物袋編號(hào)，否則存儲(chǔ)"k"+下一個(gè)空柜的編號(hào)，請(qǐng)你幫他在畫線處補(bǔ)充合適的代碼。（具體程序代碼省略）本題分別從數(shù)據(jù)的獲取、數(shù)據(jù)的傳輸存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的處理方式等方面開發(fā)了四個(gè)分支問題：?jiǎn)栴}（1）需要學(xué)生知道信息系統(tǒng)與外部世界的連接方式，熟悉信息系統(tǒng)安全防范的常用技術(shù)方法；問題（2）需要學(xué)生理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息系統(tǒng)中的作用，了解常見網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能；問題（3）對(duì)情境進(jìn)行抽象建模、設(shè)計(jì)算法，但算法效率不高，導(dǎo)致柜子利用率不合理。該問題需要學(xué)生通過調(diào)動(dòng)知識(shí)儲(chǔ)備，理解程序的功能，分析存在的問題；問題（4）由問題（3）引申而來，對(duì)問題（3）進(jìn)行進(jìn)階提升，要求學(xué)生改進(jìn)算法，將問題（3）用程序方法解決。四個(gè)問題組成活動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，并構(gòu)成測(cè)試情境。該題中題目提供了真實(shí)的系統(tǒng)照片及運(yùn)行界面圖，學(xué)生可以將該題的情境與真實(shí)的情境“快遞柜”等系統(tǒng)結(jié)合。如第（1）小題，學(xué)生可根據(jù)運(yùn)行界面圖，結(jié)合自身實(shí)踐體驗(yàn)，將數(shù)據(jù)獲取時(shí)所應(yīng)用到的知識(shí)與該題結(jié)合，尋找解決問題的必要條件，去除干擾條件，就能挖掘出數(shù)據(jù)獲取的內(nèi)涵。情境的包容度和復(fù)雜度集中體現(xiàn)在問題（3）和問題（4）中。在問題（3）與問題（4）過渡過程中，由于學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和核心素養(yǎng)能力具有個(gè)體差異性，因此其體現(xiàn)出來的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平也