美国《2020 CSTA计算机科学教师标准》简介
针对计算机科学教师专业发展的问题，美国计算机科学教师协会（C o m p u te r S c i e n c e Teacher Association，CSTA）与国际教育技术学会（International Society for Technology in Education，ISTE）合作，在其2003年与2011年发布两个版本的《计算机科学教育者标准》基础上重新修订，发布《2020 CSTA计算机科学教师标准》，旨在为不同专业发展阶段的计算机科学教师提供专业指导，为高等教育机构职前培养，教师专业发展培训者职后继续教育提供学习课程，为各州、学区等提供教师资格发展路径的参考。由于计算机科学教师的来源途径多样，该标准强调解释计算机科学教师应该知道什么、做什么，而不是教师要达到的水平要求，更为重要的是从不同切入点为教师提供一个专业发展路线图，教师也可以利用标准反思自己的优势与成长空间，确定职业发展目标。下面对此标准做简要介绍。
美国计算机科学课程发展与《2020 CSTA计算机科学教师标准》
自2015年以来，奥巴马政府先后出台了“STEM教育法案”“每位学生都成功法案”“为了全体学生的计算机科学”等一系列政策性文件，重新确立计算机科学的课程地位，充分肯定计算机科学课程在满足经济发展相关人才需求方面的基础作用。在全美推进计算机科学教育的过程中，以计算机科学教师协会、国际教育技术学会为代表的专业组织起到非常重要的作用。CSTA于2016年发布了《CSTA K-12计算机科学框架》，于2017年修订发布《CSTA K-12计算机科学标准》，为各州教育部及校区制定自己的课程标准或计划提供参考依据。至2021年，全美39个州出台了至少4种以上的课程政策，51%的高中开设了计算机科学基础课程，13.5%的小学生、6%的初中学生开始学习计算机科学课程。
尽管一些高等教育机构已经为职前教师设计了高质量的计算机科学教育课程，但计算机科学教师职前培养依然严峻。据CSTA2016年调查，全美只有75名大学毕业生准备教授计算机科学课程，而同时有12528名毕业生打算教学数学，11917名毕业生打算教授科学课程。同时，CSTA一直也在积极呼吁各州要明确计算机科学教师的认证途径。
《2020 CSTA计算机科学教师标准》的主要内容
《2020 CSTA计算机科学教师标准》是对《CSTA K-12计算机科学框架》《CSTA K-12计算机科学标准》的有益补充。计算机科学教育发展需要计算机科学教师必须具备全面的计算机科学知识与技能，了解学生学习的进步情况，改善教学方法，以帮助学生达成学习目标。《2020 CSTA计算机科学教师标准》共包括五条标准：计算机科学知识与技能、公平性与包容性、专业成长与专业认同、教学设计和课堂实践。
1.标准一：计算机科学知识与技能
合格的计算机科学教师应全面了解不断发展的计算机科学与技术学科内容，熟练掌握计算机科学概念，并能将包括计算思维在内的概念融入具体实践当中。他们还需要了解K-12计算机科学框架中的课程内容，并理解其纵向联系与发展。
（1）计算机科学实践应用。灵活运用计算思维与计算机科学。主要包括：培养包容性的计算文化，围绕计算进行合作与交流，识别和定义计算问题，培养和应用抽象思维，创建、测试及优化计算作品。（2）计算系统应用。通过分析交互、设计项目和解决问题，应用硬件和软件在计算系统中输入、处理、存储和输出信息的知识。（3）模拟网络与互联网。模拟计算设备如何通过网络和互联网连接进行通信，能理解可用性和安全性之间的平衡。（4）数据分析与利用。通过收集、存储、转换和分析数字数据，更好地理解世界并做出更精准的预测。（5）开发程序与解释算法。使用适当的计算机科学工具和技术，在迭代过程中设计、实施、调试和评估项目。解释算法，并对不同算法进行权衡取舍。（6）分析计算的影响。分析人们如何通过自身行为、文化规范和社会互动影响计算，以及计算对于社会的积极与消极影响。
2.标准二：公平性与包容性
合格的计算机科学教师要积极倡导课堂中的公平和包容，使所有学生能有机会学习计算机科学并参与其中取得成就，致力于实现有意义、以公平为中心的课堂。
（1）考察计算机科学教育中的公平问题。考察研究系统性障碍以及社会、心理因素如何导致边缘化群体在计算机科学学习取得成就方面的不平等；反思自身教学环境中公平问题的具体表现。（2）最大限度减少危害包容性的因素。制定有针对性的策略，主动面对关于计算机科学的无意识偏见和刻板印象。（3）呈现多元观点。将来自边缘化群体中的个体不同观点和经验纳入课程与教学。（4）通过数据决策促进公平。采取措施利用课堂数据进行精准决策，促进计算机科学的可及性与全面参与度。（5）利用可获取的教学资源。对工具、课程及可利用资源进行评估，让全体学生可以获取。
3.标准三：专业成长与专业认同
合格的计算机科学教师要跟上学科的快速发展，不断学习新知，进行实践，促进专业发展。教师需要参与更广泛的计算机科学教育专业组织，与他人合作提高技能，使所有学生在课堂上取得成功。
（1）追求有针对性的专业发展。制定并实施有针对性的专业发展计划，不断深化计算机科学学科内容及其教学知识和技能。（2）终身学习示范。表现出向他人学习并提高自身技能的意愿，当遇到新挑战时，表现出解决问题的适应力和毅力。（3）反省并抵制个人偏见。教师要反省自身的个人观点、特权和权力如何影响课堂文化及学生的成功，要不断努力消除偏见。（4）致力于全体学生学习计算机科学的使命。发展个人计算机科学教学信念，体现有教无类。（5）利用共同体资源。为了更好地支持学生学习，教师要识别并获取当地社区及更广泛的计算机科学生态系统中的资源。（6）参与计算机科学专业组织。加入计算机科学学习共同体，与同行合作，庆祝成功，分享经验，应对挑战。
4.标准四：教学设计
合格的计算机科学教师能够应用教学法知识（PCK）设计学习活动，使学生在学习计算机科学过程中，参与问题解决与进行创造性表达；同时通过规划，让学生满足学习、文化、语言及动机等个性化需求，建立计算机科学方面的自我效能感，培养相应的能力。
（1）分析计算机科学课程，使其在课堂实施过程中与计算机课程标准保持一致性、准确性、内容完整性、文化相关性和可及性。（2）设计符合课程标准的学习活动。设计或调整全面符合K-12计算机科学课程标准的学习活动。（3）设计包容性强的学习活动，使用面向全体的学习设计方法（UDL）、文化相关教学法（CRP）和其他技术支持所有学生开展学习。（4）建立计算机科学与其他学科之间的联系。设计计算机科学与其他学科以及真实世界环境相联系的学习活动。（5）设计对学生有个人意义的项目学习。为学生提供创造和分享开放式的、有个人意义的项目机会。（6）通过教学设计培养学生理解力。通过数据循证的、计算机科学特定的教学策略发展学生对于计算机概念的理解，主动解决学生对计算机科学的一些误解。（7）通过评估进行精准教学。开发多元评估形式，提供反馈与支持。将数据结果用于解决学生差异化与教学决策的问题。
5.标准五：课堂实践
合格的计算机科学教师是反应灵敏的课堂实践者，他们通过实施基于证据的教学来促进有意义的学习活动，培养有能力的计算机科学学习者。
（1）通过探究性学习促进学生学习。利用基于探究的学习增强学生对计算机科学学科的理解。（2）培养积极的课堂文化。培养一种积极的课堂氛围，重视不同的观点、能力、方法和解决方案。（3）提高学生自我效能感。通过促进学生的创造力、选择学习过程与产品、自我导向学习来提高学生的自我效能。（4）支持学生的合作。为学生提供结构化的协作机会。在设计、实施和评估计算作品的过程中培养学生能够为集体有所贡献、接受他人意见建议和反思能力。（5）鼓励学生交流。为学生创造支持性、有意义的机会，让他们对计算机科学概念展开讨论、阅读和写作，并将其融入实践。（6）指导学生利用反馈改善学习。用形成性评估为学生提供及时、具体和可行的反馈，并及时调整教学策略。培养学生理解和利用来自计算机、教师、同伴和社区反馈的能力。
从教师专业发展角度，标准一主要是对学科知识与技能的本体性知识或学科内容进行描述；标准二针对美国在计算机科学课程实施过程中的社会、经济等方面的挑战，我们可以理解为文化知识或背景知识；标准三强调的是教师自身的专业发展意识与可持续发展途径，重视专业情感与专业信念，提倡计算文化，推崇有教无类的信念；标准四包含学科教学法知识、课程知识，强调跨学科学习、有意义学习、个性化学习以及数据循证的学习；标准五重视教师对于学生的理解，强调学生社会化学习以及基于反馈的元认知培养。对比2011年版《ISTE计算机科学教育者标准》包含的学科内容知识、有效的教与学策略、有效的学习环境和有效的专业发展知识与技能四个维度，我们看到新版标准更加重视计算机科学教师关注课程实施中的社会背景方面的问题，更加全面地体现了教师专业知识、专业能力和专业信念。
《2020 CSTA计算机科学教师标准》的应用
《2020 CSTA计算机科学教师标准》针对计算机科学教师、K-12教育管理者、教师专业发展培训者、学校教育者以及政策制定者给出了相应的使用指南。
1.计算机科学教师
CSTA把计算机科学教师分为四类：无教学经验CS学科新手教师，有教学经验CS学科新手教师，有计算机科学行业经验的CS学科新手教师，有经验的CS学科教师。教师可根据自己情况完成一个自我反馈单，该反馈单结合《CSTA K-12计算机科学标准》中的指标，每个年级都有单独表格，包括三个水平：“尚未达到”“熟练”和“高级”。如选择“熟练”或“高级”，要提供相关证明，可能包括课程计划、教授过的课程、专业学习证书、参与教材编写、参与专业组织、教学录像、学生调查结果等。最后是对专业发展的个人反思与打算采取的措施，例如与同行、专家、其他教师合作，专业学习计划，参与学术组织等，并根据需要随时更新。
2.K-12教育管理者
CSTA还结合教师标准设计了监测计算机科学教学质量的评估工具，教师、培训者、教学领导可使用此工具，通过反馈支持计算机科学教师的可持续发展。评估工具分为两种，一种是与教师标准中的指标进行结合，另一种是按照学科内容、公平性、合作与交流、应用与创新、问题解决等主题进行结合，评估工具对教师行动与对应的学生行动表现进行描述，它可用作教学质量指标的框架，也可基于教师个性化发展目标重点评估某个模块或特定领域。
3.教师专业发展培训者
面向教师专业发展培训者，结合教师标准指标，CSTA开发了一套量规，用于培训者对于计算机科学教师专业发展课程设计或对已有课程升级进行评估。这套量规包括一个与教师标准一致的实施量规，有多层多级指标；另一个用于短期工作坊的迷你版评估量规，就五条标准中的关键问题进行自我评估。评估量规根据参与者的水平与经验，确定培训重点与优先事项，明确专业发展培训涵盖的内容，给出优秀案例示范，为教师课堂教学提供工具或资源。此外，还提出优秀的教师专业发展课程设计的要素，主要是：以学科内容为中心；利用成人学习理论开展主动学习；支持协作，嵌入具体情境；使用有效的范例；提供专家支持与辅导；提供反思反馈的机会。
4.学校教育者
高等教育机构是满足K-12学校对合格CS教师需求的关键组成部分，没有高质量的职前教育，CS教师队伍难以扩大，必须重视高校职前计算机科学教师培养，才能保证发展的可持续性。CSTA也给出了行动建议，包括建立师资队伍，结合各州要求提出计算机科学教师的能力要求，确定教师标准，然后设计相关课程。特别强调职前教师教育课程要为学生提供实习机会，向经验丰富的教师学习，课程要为学生提供多种方式进行教学实践。
5.政策制定者
各州领导决策者要结合此标准制定计算机科学教育政策，包括宣传、立法、师资、资金投入等。CSTA推荐“扩展计算机科学教育途径”联盟提出的拓宽参与计算的五步骤：建立领导与改革机构，了解计算机科学教育现状及关键问题，建立联盟、确定目标与发展策略计划，专项资金投入，利用数据精准决策，其核心是各部门的合作。CSTA还开发了一个州层面的计算机科学教育的工具包，包含当前现状、战略目标、师资来源、课程、资金投入、外展服务等方面，以此指导地方开展计算机科学教育改革。
美国的计算机教师认证问题一直是发展计算机科学教育的主要障碍，一些州甚至没有明确的计算机科学教师资格认证途径，目前有41个州有清晰的计算机科学教师认证途径，而且各州、学区之间也有很大差异，阻碍了教师认证的可持续增长，其中中学计算机科学教师资格认证问题较大。为此，CSTA采纳Code.org的建议供地方参考，对于在职教师进行三种认证，一是经过州层面的短期培训获得临时资格认证，二是经过学科内容与教法学习获得资格认证，三是通过系统的、多种途径获得完整的长期资格认证；对于职前教师也有三种，一是通过学习融入现代计算机科学内容的教育技术课程获得临时认证，二是通过设置计算机科学教师资格考试获得短期认证；三是通过专门的完整的计算机科学教师职前课程学习后获得长期认证。
总之，以《2020 CSTA计算机科学教师标准》为基础，考虑教师自身、与教师专业发展的相关人员，CSTA都给出了系统、完整的行动指南，使教师标准充分发挥基础作用。
结 语
2020年，我国初中信息技术教师数量发展为101350人，小学信息技术教师数量发展为223236人。与2012年教师数量相比较，粗略计算初中约增长四分之一，小学约翻一番，排除初中和小学生数量增长的因素，说明信息技术课程在小学阶段发展迅速。我国的信息科技教师专业发展，必须考虑以下方面情况。第一，对于在职信息科技教师的培训，要结合《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》各模块内容要求涉及的信息科学知识进行培训；第二，对于职前信息科技教师，要进一步推进高等院校更加合理地设置信息科技教师职前培养课程；第三，要深入推进中小学教师资格证书考试改革，充实信息科技课程的新内容、新理念；第四，信息科技教师专业发展需要广泛、多元的系统内外参与主体之间协同合作，推动信息科技教师专业发展。总之，只有大力加强教师队伍建设，才能发挥数字教育在科技强国、数字强国、智能强国方面的基础作用。
