基于“小項(xiàng)目”學(xué)習(xí)的計(jì)算思維培養(yǎng)策略研究

葉景輝

摘要：文章針對實(shí)施項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)中出現(xiàn)的問題，從教與學(xué)觀念、課程容量、學(xué)生水平差異等方面進(jìn)行分析，引入 “小項(xiàng)目”理念，通過簡化項(xiàng)目實(shí)施程序、優(yōu)化項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容、淺化項(xiàng)目學(xué)習(xí)難度等措施，在不改變項(xiàng)目學(xué)習(xí)本質(zhì)的基礎(chǔ)上，逐步提高學(xué)生對項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的掌控力，以促進(jìn)計(jì)算思維的提高。并結(jié)合App Inventor程序設(shè)計(jì)教學(xué)模塊為例，介紹了“小項(xiàng)目”在項(xiàng)目學(xué)習(xí)下培養(yǎng)計(jì)算思維的策略應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目學(xué)習(xí);計(jì)算思維;新課程標(biāo)準(zhǔn);教學(xué)策略

中圖分類號：G424.21? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-8454（2020）02-0067-03

一、引言

2017年，教育部公布《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《新課標(biāo)》）。其課程實(shí)施建議要求：“把握項(xiàng)目學(xué)習(xí)本質(zhì)，以項(xiàng)目整合課堂教學(xué)，并在項(xiàng)目實(shí)踐中滲透學(xué)科核心素養(yǎng)?！盵1]筆者在基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的教學(xué)實(shí)踐中，取得了一定的成效，但也遇到了不少的問題。問題的出現(xiàn)往往導(dǎo)致項(xiàng)目完成度不高，影響學(xué)生積極性，進(jìn)而影響計(jì)算思維的培養(yǎng)?；诖?，本研究從教與學(xué)觀念差異、課程容量差異、學(xué)生水平差異性等方面進(jìn)行分析，針對本校學(xué)生實(shí)際情況引入“小項(xiàng)目”理念，通過簡化項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等措施，取得比較明顯的效果，促進(jìn)了學(xué)生計(jì)算思維的提高。

二、項(xiàng)目學(xué)習(xí)下的計(jì)算思維培養(yǎng)概述

如何基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)進(jìn)行計(jì)算思維培養(yǎng)？從計(jì)算思維的定義可看出，計(jì)算思維是一種思維活動，而產(chǎn)生這一系列思維活動的過程，正是學(xué)生構(gòu)建知識、解決問題的過程。[2]因此，筆者將該過程建立在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)讓學(xué)生在完成一個個完整項(xiàng)目的過程中，利用計(jì)算機(jī)處理的方式去產(chǎn)生解決問題的方案，以促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的提高。并在項(xiàng)目實(shí)施的各個環(huán)節(jié)對如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維的培養(yǎng)作了相關(guān)說明，具體如表1所示。

三、項(xiàng)目學(xué)習(xí)下的計(jì)算思維培養(yǎng)在實(shí)施中的問題及成因分析

1.教與學(xué)觀念上的差異

項(xiàng)目學(xué)習(xí)與計(jì)算思維無論對教師還是學(xué)生都是新生事物，雖說信息技術(shù)課堂早已從“以教師教為中心”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)向“以學(xué)生學(xué)為主體”的學(xué)習(xí)模式，但學(xué)習(xí)方式上依然為任務(wù)式的被動學(xué)習(xí)，并且更多地體現(xiàn)為教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提供教學(xué)資源，驅(qū)動學(xué)生根據(jù)任務(wù)、學(xué)習(xí)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，本質(zhì)上未改變學(xué)生“要我學(xué)”的主觀能動性。而項(xiàng)目學(xué)習(xí)完全要求師生從被動的任務(wù)式學(xué)習(xí)提升為師生的主動式學(xué)習(xí)，要求師生以項(xiàng)目為主線，循序漸進(jìn)地完成一個個完整的項(xiàng)目，并要求在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中善用計(jì)算思維解決問題。這對師生而言都是一個非常大的轉(zhuǎn)變，兩者觀念上的差異性很大，沒有教師帶著的“教”，學(xué)生的主動“學(xué)”往往顯得無所適從，甚而學(xué)習(xí)方向都難以把控。

2.課程容量的差異

傳統(tǒng)教學(xué)的課堂組織形式基本以一課時一知識點(diǎn)為主，當(dāng)堂任務(wù)當(dāng)堂完成，并且信息技術(shù)課程更多以“學(xué)技術(shù)”“學(xué)操作”為主，知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。而項(xiàng)目學(xué)習(xí)的任務(wù)，全面檢測學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)造能力，為完成一個項(xiàng)目所需掌握的知識容量更大，要求知識點(diǎn)的完備性、綜合性更強(qiáng)，要求借助計(jì)算機(jī)解決問題的思維方法更靈活，必須借助各種技術(shù)工具與手段、方法，小組成員通力合作完成，往往消耗幾個課時，效果還不一定很好。

3.學(xué)生水平的差異

本校作為地區(qū)D類生源的城郊高中，學(xué)生的接受能力存在客觀上的不足，且學(xué)生之間的學(xué)習(xí)水平差異性也較大，這對組織項(xiàng)目學(xué)習(xí)帶來了一定的困難。面對一個個需要動手、動腦、動心的“項(xiàng)目”，學(xué)生往往有“吃不下”的現(xiàn)象，師生都比較疲憊，不僅對學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性打擊較大，對能力與思維的培養(yǎng)也有所遏制。

四、“小項(xiàng)目”下的計(jì)算思維培養(yǎng)教學(xué)策略應(yīng)用

從上述問題分析可知，教與學(xué)觀念上的改變讓學(xué)生無所適從，客觀存在的學(xué)生水平差異一時難以彌補(bǔ)，再加上課程的容量更是壓倒了學(xué)生，學(xué)時的限制也制約著項(xiàng)目的完成度。如果項(xiàng)目無法完成，計(jì)算思維的培養(yǎng)更是無從談起，反而打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。因而，筆者認(rèn)為，基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)培養(yǎng)計(jì)算思維，特別在項(xiàng)目學(xué)習(xí)的初始階段，從傳統(tǒng)的教學(xué)模式到項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的過渡不宜過大，項(xiàng)目學(xué)習(xí)的容量和項(xiàng)目學(xué)習(xí)的難度也不宜過大，特別是面向條件一般的學(xué)校與學(xué)生，更適宜循序漸進(jìn)地推進(jìn)。

筆者引入了“小項(xiàng)目”概念，從環(huán)節(jié)小、內(nèi)容小、難度小的項(xiàng)目入手，選擇適合學(xué)生發(fā)揮的項(xiàng)目，安排的小項(xiàng)目盡量在1-2課時內(nèi)完成，在幫助學(xué)生逐漸理解項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程與方法的同時，提高完成項(xiàng)目的成就感，同時通過引導(dǎo)學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中，體驗(yàn)利用計(jì)算機(jī)分析描述問題、分解問題、解決問題的過程，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生計(jì)算思維的提高，具體應(yīng)從以下幾個方面著手。

1.小項(xiàng)目——小在環(huán)節(jié)簡化

針對教與學(xué)理念上的差異，通過對項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)進(jìn)行簡化處理，盡快幫助學(xué)生迅速理解項(xiàng)目學(xué)習(xí)的內(nèi)涵，扭轉(zhuǎn)學(xué)生依賴教師“等、靠、要”的做法。按照項(xiàng)目學(xué)習(xí)的實(shí)施過程描述，一般可分為六個環(huán)節(jié)（選定項(xiàng)目→規(guī)劃設(shè)計(jì)→探究活動→項(xiàng)目實(shí)施→成果交流→活動評價），并且六個環(huán)節(jié)以線性呈現(xiàn)。換言之，只要其中一個環(huán)節(jié)出問題，就會影響到后面的所有環(huán)節(jié)，這對課堂效率的損失無法估量。

筆者曾在App Inventor程序教學(xué)的一節(jié)課上，按常規(guī)的實(shí)施過程進(jìn)行，在選定項(xiàng)目環(huán)節(jié)和情境引入的帶動下，學(xué)生的興致還能調(diào)動起來，但在規(guī)劃設(shè)計(jì)、探究活動環(huán)節(jié)開始之后，問題就逐漸出現(xiàn)，學(xué)生在長久以來“學(xué)操作”觀念的影響下思維僵化，對用文字描述問題、論證項(xiàng)目可行性、預(yù)估需應(yīng)用到的知識點(diǎn)等開展?fàn)顩r不佳，在項(xiàng)目實(shí)施階段難以善用計(jì)算思維進(jìn)行問題求解。因而，對項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)簡化，目的是在環(huán)節(jié)上盡量少出問題，出問題能盡快解決，緊緊抓住項(xiàng)目學(xué)習(xí)的內(nèi)涵進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，具體如圖1所示。

教師除前期做好教學(xué)準(zhǔn)備外，還將項(xiàng)目學(xué)習(xí)六個環(huán)節(jié)簡化為四個環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生做好任務(wù)分析與項(xiàng)目實(shí)施，在確保項(xiàng)目能開展的情況下，拓展學(xué)生的思維。而在完成項(xiàng)目實(shí)施階段，再反過來讓學(xué)生按已完成的作品對當(dāng)初的規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，再次激發(fā)學(xué)生的思維，對當(dāng)初規(guī)劃項(xiàng)目時的漏洞或更需要完善的地方進(jìn)行修改，這樣通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)簡化，保證了項(xiàng)目能順利進(jìn)行，在反饋前期工作時又能加深對項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)涵的理解，形成良性循環(huán)。

2.小項(xiàng)目——小在內(nèi)容優(yōu)化

針對課程容量差異、信息技術(shù)課時較少的特點(diǎn)，如何保證學(xué)生既能掌握知識，又能在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)計(jì)算思維，即盡量在最短的時間取得較大的教學(xué)效果。那么，對教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化必不可少，優(yōu)化的方向以教材特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際為根據(jù)，圍繞著計(jì)算思維的培養(yǎng)來進(jìn)行。教師在現(xiàn)有的條件下需對教學(xué)內(nèi)容有詳細(xì)、整體的研究。依據(jù)本校的教學(xué)環(huán)境和學(xué)生情況，在不偏離教學(xué)目標(biāo)的情況下，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建、優(yōu)化。例如，在App Inventor程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，筆者對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行三個層次的構(gòu)建，以“基礎(chǔ)項(xiàng)目—進(jìn)階項(xiàng)目—高級項(xiàng)目”逐步推進(jìn)，具體如表2所示。

基礎(chǔ)項(xiàng)目以偏簡單的任務(wù)構(gòu)成，安排1課時完成，重點(diǎn)在完成項(xiàng)目的同時幫助學(xué)生掌握項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方法。待學(xué)生有一定的項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)時，適時安排進(jìn)階項(xiàng)目，一般1-2課時完成。進(jìn)階項(xiàng)目除了要熟悉項(xiàng)目開發(fā)的步驟外，更多體現(xiàn)在能靈活運(yùn)用計(jì)算思維去解決問題，實(shí)現(xiàn)基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的計(jì)算思維培養(yǎng)。而高級項(xiàng)目，主要檢驗(yàn)學(xué)生前期的學(xué)習(xí)成效，對項(xiàng)目學(xué)習(xí)方法和計(jì)算思維進(jìn)行綜合性運(yùn)用，一般3課時完成。這樣，通過對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，從基礎(chǔ)性的小項(xiàng)目入手，逐步提升基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的計(jì)算思維培養(yǎng)。

3.小項(xiàng)目——小在難度淺化

針對學(xué)生學(xué)習(xí)水平差異情況，面對新穎的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容，選擇項(xiàng)目的難度要符合當(dāng)下學(xué)生的認(rèn)知水平，方便學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維展開分析思考，加深學(xué)生對計(jì)算思維的理解和運(yùn)用。上述的教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化也指出，宜由淺入難，前期重橫拓，后期入縱深，通過將項(xiàng)目的難度淺化，調(diào)動學(xué)生的積極性，提高學(xué)生的成就感。而如何將難度淺化，教師可以將項(xiàng)目的問題分解，幫助學(xué)生將大問題化為各個小問題，慢慢地能夠去分析問題，并用文字去描述項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的步驟，最后解決問題，達(dá)到基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)培養(yǎng)計(jì)算思維的效果。例如，筆者在講授《貪吃球項(xiàng)目》時，通過作品規(guī)劃表（見表3）和教師引導(dǎo)，將計(jì)算思維中的描述問題、分解問題、問題抽象、算法提出、程序?qū)崿F(xiàn)等各方面清晰并且有針對性地落實(shí)，不一定需要面面俱到，但必須條理清晰同時照顧學(xué)生的不同起點(diǎn)水平。有些課側(cè)重于描述問題、分解問題，有些課堂側(cè)重于問題抽象、算法實(shí)現(xiàn)等等。有些問題教師可以采取填空或排序的方式，從而使學(xué)生更容易入手。

五、應(yīng)用“小項(xiàng)目”教學(xué)策略的總結(jié)與反思

上述內(nèi)容為筆者在基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)培養(yǎng)計(jì)算思維上的一些做法，基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，是新課程標(biāo)準(zhǔn)提倡的教學(xué)實(shí)施建議。然而由于客觀差異性的存在，不同學(xué)校有不同的校情，我們在不改變項(xiàng)目學(xué)習(xí)本質(zhì)、不偏離教學(xué)目標(biāo)的情況下，因材施教，對教學(xué)實(shí)施作適當(dāng)調(diào)整。

從“小項(xiàng)目”入手是筆者基于本校層次學(xué)生采取的教學(xué)策略。由于水平有限，對基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)培養(yǎng)計(jì)算思維所涵蓋內(nèi)容的理解還不是很全面，需要進(jìn)一步論證和完善充實(shí)。也希望能夠借此為同行在基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)培養(yǎng)計(jì)算思維的方法、方式上提供參考，以達(dá)到相互交流學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]教育部基礎(chǔ)教育課程教材專家工作委員會.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

（編輯：李曉萍）