初中程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中探究學(xué)習(xí)應(yīng)用模式研究

石沙

【摘 要】本文主要從基本內(nèi)涵和實(shí)施要領(lǐng)兩個(gè)方面重點(diǎn)介紹了在初中程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中可采用的三種探究學(xué)習(xí)模式：問題式探究、主題式探究和項(xiàng)目式探究，這三種模式彼此關(guān)聯(lián)，又存在一定差別。在具體的教學(xué)過程中，教師可以根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況選擇相應(yīng)模式，切不可一概而論。

【關(guān)鍵詞】程序設(shè)計(jì);問題式探究;主題式探究;項(xiàng)目式探究;應(yīng)用模式

【中圖分類號(hào)】G434 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2022）05-052-04

探究學(xué)習(xí)的研究發(fā)展至今，已在教育界基本達(dá)成共識(shí)：探究學(xué)習(xí)可以使學(xué)習(xí)者通過探究活動(dòng)生成知識(shí)、發(fā)現(xiàn)答案;除了學(xué)習(xí)掌握學(xué)科知識(shí)本身，探究學(xué)習(xí)還能使學(xué)習(xí)者更好地理解知識(shí)的本質(zhì)。然而，一線教師在具體的教學(xué)中，能否真正把握探究學(xué)習(xí)的精髓，能否合理、有效地安排并推進(jìn)探究學(xué)習(xí)呢？本文意圖在初中程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)實(shí)踐中，尋得一些能夠適合于探究學(xué)習(xí)的教學(xué)策略，并將其綜合應(yīng)用于教學(xué)之中。

探究學(xué)習(xí)應(yīng)用的基礎(chǔ)

初入中學(xué)的學(xué)生，即使在小學(xué)階段接觸過編程學(xué)習(xí)，其遺忘率往往也較高。在這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)上，學(xué)生具有如下相對(duì)比較有共性的特點(diǎn)。（1）學(xué)習(xí)興趣較為濃厚。編程學(xué)習(xí)，可以激發(fā)學(xué)生從“我用電腦做操作”向“我可以指揮電腦”的意識(shí)轉(zhuǎn)換。因此，學(xué)生往往會(huì)產(chǎn)生比較濃厚的學(xué)習(xí)興趣。這是探究學(xué)習(xí)可以正常而有效開展的基本條件之一。（2）知識(shí)儲(chǔ)備相對(duì)充分。初中學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中會(huì)涉及的邏輯關(guān)系、算法結(jié)構(gòu)以及變量、列表等相應(yīng)知識(shí)都能夠很好地理解。這也為探究學(xué)習(xí)的開展奠定了基礎(chǔ)。（3）生活體驗(yàn)比較欠缺。程序設(shè)計(jì)，一般要解決學(xué)習(xí)、生活中的實(shí)際問題。而初中學(xué)生對(duì)日常生活的真實(shí)體驗(yàn)相對(duì)比較單純，對(duì)生活中需要解決的問題一般不會(huì)理解得十分深刻，在需要自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的“主動(dòng)探究”的學(xué)習(xí)過程中，可能就會(huì)存在一些困難。這是開展探究學(xué)習(xí)必須克服的難點(diǎn)之一。

探究學(xué)習(xí)的三種應(yīng)用模式

所謂探究學(xué)習(xí)，公認(rèn)其最主要的理論依據(jù)是建構(gòu)主義，即知識(shí)是學(xué)生自主建構(gòu)的，不同的學(xué)生建立知識(shí)體系和記憶的方式也會(huì)不盡相同。如果學(xué)生在教師的幫助下，以適合自己認(rèn)知規(guī)律的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，其學(xué)習(xí)效果可能更為高效。因此，在具體的實(shí)踐過程中，根據(jù)探究內(nèi)容的具體情況，教師可采取多種方式來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，以期獲得更為合理、有效的學(xué)習(xí)成果。

1.問題式探究模式

（1）基本內(nèi)涵。問題式探究，是指在課堂教學(xué)過程中，教師精心設(shè)計(jì)提問的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)有知識(shí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，充分思考和實(shí)踐教師的提問，建構(gòu)新的知識(shí)內(nèi)容，并從中得到思維的有效發(fā)展。問題式探究模式，一般貫穿于教師課堂教學(xué)的始終，每個(gè)問題所涉及的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)專一，且往往會(huì)與其他的教學(xué)策略（如學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)）相互補(bǔ)充使用。其核心在于教師對(duì)問題的設(shè)計(jì)與提出，問題應(yīng)小而精，能培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，對(duì)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維有著很好的引導(dǎo)作用。

（2）實(shí)施要領(lǐng)。一是問題的設(shè)計(jì)與提出。問題式探究是基于課堂中所設(shè)計(jì)的問題，教師依據(jù)課堂教學(xué)的實(shí)際情況，在合理的時(shí)機(jī)將這些問題逐個(gè)拋出，以推動(dòng)學(xué)生的思維過程。因此教師對(duì)問題的設(shè)計(jì)與提出十分重要。

如在課例“認(rèn)識(shí)變量”的課堂教學(xué)中，教師試圖以“乘法計(jì)算”作為案例來引導(dǎo)學(xué)生理解變量的含義，并逐步掌握在圖形化編程軟件中對(duì)變量的基本操作。教師先出示一個(gè)簡單的“乘法計(jì)算”的例子（如3×8= ? ），然后，提出兩個(gè)問題來引發(fā)學(xué)生的思考。問題1：此例中所包含的元素有哪些？問題2：如果想要改變乘數(shù)的大小，怎么操作更為方便？

以上兩個(gè)問題都是在課堂之初即被提出，其目的是要自然地引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)據(jù)的定值向變量轉(zhuǎn)換，引入新課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)也激發(fā)學(xué)生對(duì)變量進(jìn)行探究的興趣。由此可見，在問題式探究模式中，提出的問題是關(guān)鍵。教師提出的問題，一般有以下三種思維導(dǎo)向。

第一種指向知識(shí)內(nèi)容，有著相對(duì)明確的答案。如前文的案例中所提到的問題1。這類問題往往能激發(fā)學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)內(nèi)容的回憶，或者是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)環(huán)境等情況的觀察，在一定程度上考查學(xué)生已掌握的知識(shí)，為下一步的探究活動(dòng)夯實(shí)基礎(chǔ)。第二種指向?qū)W生的理解能力，對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)背后的原理有著一定的提示作用。如完全相同的一段代碼作用在同一個(gè)角色上，為什么可以得到三種不同的顯示效果（圖1）？此時(shí)，學(xué)生須將“角色信息”調(diào)出進(jìn)行觀察比對(duì)，最終理解“角色的三種旋轉(zhuǎn)模式（旋轉(zhuǎn)角度范圍分別為360°、180°和0°）”的知識(shí)內(nèi)容及其關(guān)鍵要領(lǐng)。在日后的編程中，學(xué)生也就能夠自如地運(yùn)用角色的這三種旋轉(zhuǎn)模式，使自己的程序得到更合理地體現(xiàn)。第三種指向?qū)W生的應(yīng)用水平，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐操作有引領(lǐng)的作用。比如前文的案例中提到的問題2，其結(jié)果就是將學(xué)生引入到對(duì)變量實(shí)踐操作的探究之中。這些精心設(shè)計(jì)的問題，在課堂教學(xué)過程中可以激發(fā)學(xué)生的探究意識(shí)。

圖1 ?角色的旋轉(zhuǎn)模式

二是學(xué)習(xí)材料的提供。在問題的引導(dǎo)下，學(xué)生具備了探究學(xué)習(xí)的興趣和思考基礎(chǔ)。學(xué)生在進(jìn)行具體探究時(shí)，還需要有合適的學(xué)習(xí)材料作為支撐。

問題式探究的學(xué)習(xí)過程，往往發(fā)生于課堂教學(xué)中，時(shí)間比較短、節(jié)奏比較快，授課教師通常需要事先準(zhǔn)備好各種學(xué)習(xí)材料，以備學(xué)生在探究時(shí)選擇使用。這樣，一方面是為了聚焦課堂學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容，讓學(xué)生在比較有限的時(shí)間內(nèi)能夠圍繞相關(guān)問題進(jìn)行針對(duì)性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)探究;另一方面也是為了提高課堂的學(xué)習(xí)效率，避免學(xué)生自己查閱資料時(shí)浪費(fèi)時(shí)間。為了彌補(bǔ)學(xué)生在學(xué)習(xí)、生活中的經(jīng)驗(yàn)不足，幫助學(xué)生更好地完成探究過程，教師可以提供多種類型的學(xué)習(xí)材料。

如相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的微課。在多數(shù)情況下，這類資料應(yīng)由授課教師自己制作完成。這樣的微課更適合學(xué)生使用，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更易適應(yīng)授課教師的講解風(fēng)格和教學(xué)節(jié)奏，從而達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果。在探究過程中，學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)際情況反復(fù)回看，這對(duì)探究學(xué)習(xí)效果的真實(shí)達(dá)成具有很好的輔助作用。

又如各種學(xué)習(xí)輔助資料。這些資料可以是教師自己設(shè)計(jì)完成的，也可以是通過多種途徑從別處借鑒而來。但其內(nèi)容的核心應(yīng)是圍繞學(xué)生要探究的問題而設(shè)置。如在探究算法結(jié)構(gòu)時(shí)，教師可以提供順序、分支、循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本概念和示范案例等資料，便于學(xué)生理解這三種結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)涵與區(qū)別。在準(zhǔn)備此類資料時(shí)，教師應(yīng)注意不要提供得過多，能夠涵蓋學(xué)生探究問題的2～3個(gè)方面的內(nèi)容介紹即可，否則有可能導(dǎo)致部分學(xué)生的選擇困難，在各類資料的淺層瀏覽上耽誤了太多時(shí)間，卻又未能觸及探究問題的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵。

再如相關(guān)的素材資源。此類資源包含在編寫程序時(shí)可能會(huì)用到的背景圖片、角色素材、多媒體資源等。這主要是為了節(jié)約課堂學(xué)習(xí)的時(shí)間，提高任務(wù)完成的效率。另外，教師還應(yīng)注意材料準(zhǔn)備的條理性，并要事先向?qū)W生介紹清楚材料的基本內(nèi)容，便于查閱。

2.主題式探究模式

（1）基本內(nèi)涵。主題式探究，主要是指教師提出一個(gè)或若干個(gè)要探究的主題內(nèi)容，讓學(xué)生根據(jù)主題，自己查詢資料，一人獨(dú)立或小組合作完成要探究的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并最終形成有效的學(xué)習(xí)結(jié)果。主題式探究一般安排在程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的過程之中，這種學(xué)習(xí)模式對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力與探究意識(shí)的培養(yǎng)十分有益。

（2）實(shí)施要領(lǐng)。初中階段，在主題式探究模式的具體實(shí)施過程中，教師要考慮主題內(nèi)容的設(shè)計(jì)、探究過程的時(shí)間安排、探究活動(dòng)的總結(jié)與評(píng)價(jià)等方面的情況。

主題內(nèi)容，由教師根據(jù)教學(xué)進(jìn)度適時(shí)地在教學(xué)過程中提出。這些主題內(nèi)容不要過深、過廣，不可超出學(xué)生探究的可能性;但也不可過淺、過窄，學(xué)生稍做思考即可得出結(jié)果。探究主題要符合學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)能力，如初一學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡單的平面幾何知識(shí)，教師可將“畫筆”模塊的內(nèi)容交給學(xué)生自己探究，雖然其中可能會(huì)涉及幾何圖形的邊、角計(jì)算問題，但以學(xué)生已有的知識(shí)儲(chǔ)備，再查閱資料、互動(dòng)交流，很多問題都可以迎刃而解。

一次探究活動(dòng)中，教師可以讓全班學(xué)生做統(tǒng)一主題的探究，也可以分組做不同主題的探究。主題內(nèi)容可以是技術(shù)探究類的，如“使用‘消息’的廣播與接收時(shí)，需要注意哪些問題”;也可以是功能實(shí)現(xiàn)類的，如“如何使用App Inventor編寫一個(gè)具有短信自動(dòng)回復(fù)功能的小程序”;還可以是內(nèi)容設(shè)計(jì)類的，如“如何設(shè)計(jì)、修改并完善現(xiàn)有小游戲的程序”。這些主題內(nèi)容所需要學(xué)生給出的答案和學(xué)習(xí)成果是不確定的。學(xué)生完全可以發(fā)散思維，得出諸多符合個(gè)人探究過程的、十分個(gè)性的結(jié)果。

“問題確定、答案開放”，將學(xué)生置于相對(duì)穩(wěn)定內(nèi)容的思維環(huán)境中，卻充分發(fā)揮學(xué)生的自主個(gè)性，這是主題式探究的特點(diǎn)之一，也是保證探究活動(dòng)能正常進(jìn)行的前提條件。在充分關(guān)注學(xué)生自主性的同時(shí)，教師的主導(dǎo)作用也不可忽略。初中學(xué)生的學(xué)習(xí)定力和知識(shí)基礎(chǔ)還相對(duì)薄弱，將他們穩(wěn)定在一個(gè)相對(duì)合理的半開放式的學(xué)習(xí)環(huán)境中，設(shè)定合理的學(xué)習(xí)目標(biāo)，這對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高能夠起到很好的促進(jìn)作用。

在時(shí)間安排上，教師應(yīng)考慮到初中學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。如在北京，學(xué)生要關(guān)注的考試科目達(dá)九科之多。為減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，信息技術(shù)學(xué)科在安排探究活動(dòng)時(shí)，應(yīng)盡可能選擇在課堂中進(jìn)行。一次主題探究學(xué)習(xí)的過程，可以貫穿2～4個(gè)課時(shí)。在整個(gè)程序設(shè)計(jì)的課程中，教師根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，選擇合適的探究主題，安排學(xué)生完成1～2次主題式探究的學(xué)習(xí)即可。

在探究學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師一定要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)。一方面，學(xué)生要對(duì)探究的主題內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)，從而夯實(shí)學(xué)習(xí)成果;另一方面，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)探究學(xué)習(xí)的過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)建議以自評(píng)為主。在評(píng)價(jià)的過程中，教師應(yīng)向?qū)W生滲透做人、做事的道理。

3.項(xiàng)目式探究模式

（1）基本內(nèi)涵。本文所提到的項(xiàng)目式探究，與目前盛行的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）略有不同。此處僅作為區(qū)分于前文所提到的問題式探究和主題式探究的學(xué)習(xí)過程而提出的一個(gè)概念。所謂項(xiàng)目式探究，與主題式探究的學(xué)習(xí)過程非常類似，根本區(qū)別在于問題的提出者。項(xiàng)目式探究的主題內(nèi)容是由學(xué)生根據(jù)自己實(shí)際學(xué)習(xí)情況，自主提出的探究課題。

（2）實(shí)施要領(lǐng)。項(xiàng)目式探究活動(dòng)的安排是課程教學(xué)中一個(gè)補(bǔ)充性的教學(xué)策略。在具體實(shí)施的過程中，還要注意以下幾個(gè)方面的問題。

一是活動(dòng)安排的時(shí)機(jī)不可太隨意。程序設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容，可深可淺。備課時(shí)，教師往往是根據(jù)學(xué)生的平均情況進(jìn)行教學(xué)的設(shè)計(jì)，雖然可以通過分層任務(wù)的安排、小組學(xué)習(xí)的互助等方式在一定程度上照顧到學(xué)生的學(xué)習(xí)差異，但很難完全解決所有學(xué)生的問題。這時(shí)，在課程的最后階段，安排一次項(xiàng)目式探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)，對(duì)部分學(xué)有余力的學(xué)生很有必要。

二是探究主題的提出，雖是學(xué)生占主動(dòng)性，但教師的作用不可忽視。教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生主要向兩個(gè)方向探究：①鼓勵(lì)學(xué)生提出學(xué)習(xí)過程中遇到的困難，也就是尚未學(xué)明白的內(nèi)容;②讓學(xué)生思考還有哪些想要實(shí)現(xiàn)，但是用目前已學(xué)知識(shí)還難以實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容。這兩類主題，前者指向?qū)σ褜W(xué)知識(shí)的查漏補(bǔ)缺，后者則指向?qū)罄m(xù)知識(shí)的深入探究。根據(jù)對(duì)學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)水平的了解，教師引導(dǎo)他們對(duì)自己提出的探究問題進(jìn)行取舍，最后做出合理的選擇。這些探究主題，經(jīng)過篩選后，會(huì)更貼合于每位學(xué)生的實(shí)情，由此而進(jìn)行的探究過程也會(huì)更有意義。由于已做過主題式探究，具有一定的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)該對(duì)項(xiàng)目式探究的學(xué)習(xí)過程更加熟練，而學(xué)習(xí)結(jié)果的獲得也有可能更為飽滿而扎實(shí)。

探究學(xué)習(xí)應(yīng)該盡量在課堂時(shí)間內(nèi)要求學(xué)生完成，以免給學(xué)生造成額外的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。但受到學(xué)校機(jī)房條件（如上網(wǎng)速度與監(jiān)控、設(shè)備老化等）、教師監(jiān)管能力和學(xué)生學(xué)習(xí)能力等各方面因素的限制，主題式探究和項(xiàng)目式探究模式在具體實(shí)施過程中確實(shí)存在課時(shí)不夠、學(xué)生學(xué)習(xí)過程不暢、學(xué)習(xí)效果不易達(dá)成等困難。

因此，教師在應(yīng)用這三種探究學(xué)習(xí)模式時(shí)，還是要因地制宜，根據(jù)學(xué)校的實(shí)際教學(xué)環(huán)境、個(gè)人實(shí)際的教學(xué)把控能力和學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行綜合分析，在教學(xué)中選擇合適的探究模式。教師既要培養(yǎng)學(xué)生自主探究的意識(shí)與學(xué)習(xí)能力，也要符合教學(xué)實(shí)際，讓師生在教與學(xué)的過程中能夠比較舒服、自然地進(jìn)入一個(gè)良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)，最終取得高效、合理的學(xué)習(xí)成果。

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