[发明专利]一种面向幼儿计算思维的测评方法

权利要求书

1.一种面向幼儿计算思维的测评方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)依据儿童认知发展特征，设置测评内容；确定抽象、空间方位、逻辑、问题分解和计算五大能力为计算思维的测评目标；活动地图划分为不同单元的格网，辅助幼儿理解机器人的运动路径；指令符号采用符合幼儿年龄段的分类设置方法，并关联对应的模块化实现函数；

(2)为评估上述的五大能力，设置测评活动及其难度；按照活动要求与执行顺序，设定关键节点及其所在格网的交互行为，构建交互网络；解析幼儿的指令集合，执行相应指令，驱动机器人在活动地图上运动，完成活动任务；根据收集到的幼儿活动数据，综合使用最短路径、指令简化算法，计算活动任务中最佳解答方案；

(3)根据测评内容，设置一级、二级测评指标，采用AHP法计算各指标的权重，构建完整的测评指标体系；确定活动过程中需要记录的数据，完成数据的收集、整合和预处理；分析经过预处理的行为数据，计算各二级指标的得分，并经二级指标加权确定五大一级指标的得分，完成计算思维能力的评价；

其中，构建完整的测评指标体系具体包括如下步骤：

(3-1)针对幼儿计算思维的五大能力，设置一级测评指标；再根据不同体现方式，进一步细化二级测评指标的设置；最后确定各指标的权重；

(3-1-1)根据幼儿计算思维的五大能力，设置抽象能力、空间方位能力、逻辑能力、分解能力及计算能力五个一级指标；

(3-1-2)每个一级指标均包含多项二级指标：抽象能力的二级指标为任务耗时、触碰障碍物与边界情况、经过关键节点情况及符号使用正确性；空间方位能力的二级指标为任务耗时、转向正确性、机器人朝向选择正确性；逻辑能力的二级指标为任务耗时、路径可达性、指令正确性及指令复杂度；分解能力的二级指标为任务耗时、任务完成度、任务分解情况；计算能力的二级指标为任务耗时、路径优劣、指令数量；

(3-1-3)分析各个一级指标在幼儿计算思维中的重要程度，使用AHP层次分析法计算二级指标权重，构建幼儿计算思维的测评指标体系；

(3-2)根据设置的指标体系，确定测评任务执行过程中需要记录的学习行为数据，完成活动过程中相关数据的收集，并对其进行数据整合和预处理；

(3-2-1)收集各二级指标权重计算所需要的参数数值，包括路径、指令数、高级指令数、耗时、失误次数、转向正确次数、符号使用错误次数；

(3-2-2)收集到的路径及指令数据同确定的最佳解答方案比较，通过对路径长度、指令数量、高级指令数量路径数据对比分析，计算可达性、正确性、优劣性、复杂性指标；

(3-2-3)使用定量分析方法分类处理收集到的幼儿测评活动中的过程性数据，按照数据类型及各二级指标评分所需数据进行数据整理和预处理操作；

(3-3)根据指标体系及测评任务中过程性数据计算各二级测评指标的分值；再通过二级指标分值及权重，确定五个一级指标的分值；并用可视化的方式表示出来；

(3-3-1)统一二级指标得分的标准，将难度系数和任务最佳方案数据加入评分过程中，基于预处理后的过程数据，按照1、3、5、7、9五种分值对二级指标打分；

(3-3-2)使用归一化后的二级指标得分和AHP法计算得到二级指标权重，加权计算获取幼儿计算思维五大能力所对应的一级指标得分；

(3-3-3)通过对比幼儿测评过程表现与最佳方案数据，采用折线图、饼状图方式表示测评结果的优劣性，并使用雷达图表示幼儿计算思维五大能力的最终评分。