林茵

（泉州第一中學(xué)，福建 泉州 362000）

Python 是一項(xiàng)編程教學(xué)語(yǔ)言，高中編程教學(xué)中，Python 能全面鍛煉高中生的計(jì)算機(jī)編程能力，通過(guò)編程幫助高中生形成縝密的邏輯思維能力。Python 的功能性較強(qiáng)，不僅自帶數(shù)據(jù)庫(kù)，還具備功能強(qiáng)大的三方數(shù)據(jù)容量。當(dāng)前國(guó)際教育領(lǐng)域讓人眼花繚亂的分析工具及編程語(yǔ)言中，Python 作為一種高頻率分析工具之一，與現(xiàn)代人類思維習(xí)慣具有高度的統(tǒng)一性，這對(duì)于高中信息技術(shù)課程編程教學(xué)具有重要的促進(jìn)意義。

一、高中信息技術(shù)Python 教學(xué)微項(xiàng)目學(xué)習(xí)法的價(jià)值體現(xiàn)

微項(xiàng)目學(xué)習(xí)法區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)思想，是由崇尚實(shí)用主義的克伯屈提出的，更關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的實(shí)踐性、參與性及綜合性表現(xiàn)。[1]微項(xiàng)目學(xué)習(xí)法是結(jié)合高中課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，將信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，做項(xiàng)目化、課時(shí)化、情境化教學(xué)轉(zhuǎn)換，結(jié)合該方法進(jìn)行Python 教學(xué)，其價(jià)值具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

（一）利于促進(jìn)高中生提升知識(shí)遷移能力

在高中信息技術(shù)課程編程語(yǔ)言教學(xué)中，借助微項(xiàng)目學(xué)習(xí)法開(kāi)展教學(xué)，可培養(yǎng)高中生自身知識(shí)遷移能力，使其在新舊知識(shí)間形成密切的關(guān)聯(lián)，強(qiáng)化記憶認(rèn)知深度。[2]結(jié)合微項(xiàng)目教學(xué)法深入剖析問(wèn)題，可使高中生主動(dòng)探索和分析Python 學(xué)習(xí)與以往計(jì)算機(jī)知識(shí)學(xué)習(xí)之間存在的關(guān)聯(lián)與差異，在培養(yǎng)高中生核心學(xué)科素養(yǎng)的同時(shí)，助推學(xué)生全面發(fā)展與進(jìn)步。此外，在高中信息技術(shù)學(xué)習(xí)中，學(xué)生遷移知識(shí)的過(guò)程，也可以作為優(yōu)化學(xué)生思維的流程，從最初的認(rèn)知推理水平，上升到思維推理水平，從而更加高效、全面地掌握更多信息技術(shù)編程知識(shí)。

（二）利于幫助學(xué)生塑造自我效能感

高中信息技術(shù)教師為學(xué)生展現(xiàn)課程相關(guān)內(nèi)容，圍繞Python 教學(xué)重點(diǎn)，可讓學(xué)生在突破自我的過(guò)程中，不斷探索更新、更多的計(jì)算機(jī)知識(shí)點(diǎn)，從中塑造學(xué)生更為健全的自我效能感，使其在學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)力的激發(fā)下，主動(dòng)結(jié)合信息技術(shù)學(xué)習(xí)需求，編排Python 學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而更好地掌握計(jì)算機(jī)文本編程語(yǔ)言，學(xué)會(huì)將此種語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為帶有具象化特征的知識(shí)，緊密連接文本編程與數(shù)學(xué)問(wèn)題，幫助高中生深度了解編程技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。[3]此外，還可以在主動(dòng)探索的過(guò)程中，讓高中生站在全方位發(fā)展視角審視問(wèn)題，在腦海中演繹Python 及推理思維框架，最終提升信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（三）利于幫助高中生提高綜合能力

在微項(xiàng)目學(xué)習(xí)法引導(dǎo)下，可使學(xué)生充分了解計(jì)算機(jī)編程抽象模式識(shí)別以及算法描述等知識(shí)點(diǎn)，借此進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。教師在為學(xué)生選擇相關(guān)素材時(shí)，需要深度結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平，優(yōu)化高中生信息技術(shù)課程的思維訓(xùn)練目標(biāo)，使Python 相關(guān)知識(shí)貫穿整節(jié)課堂。另外，教師借助微項(xiàng)目學(xué)習(xí)法，可緊密結(jié)合Python 理論知識(shí)和實(shí)踐內(nèi)容，緊扣核心知識(shí)點(diǎn)，依托課堂學(xué)習(xí)拓展知識(shí)范圍，拓寬信息技術(shù)編程學(xué)習(xí)視野，使高中生先從淺層次了解編程，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃葘W(xué)習(xí)，拓展高中生信息技術(shù)思維。[4]由此可見(jiàn)，在微項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用下，不僅可著重開(kāi)發(fā)高中生Python 學(xué)習(xí)動(dòng)力，還可提升高中生信息技術(shù)操作能力。

二、微項(xiàng)目學(xué)習(xí)法在高中信息技術(shù)Python 教學(xué)中的應(yīng)用探討

（一）整合學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，確定微項(xiàng)目

高中信息技術(shù)課程教學(xué)中，規(guī)劃學(xué)習(xí)過(guò)程需要從知識(shí)本質(zhì)出發(fā)，才能真正解決實(shí)際問(wèn)題，促進(jìn)高中生提升Python 思維。在針對(duì)信息技術(shù)課程中Python 做微項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，教學(xué)目標(biāo)須按照學(xué)科引領(lǐng)深入剖析教材知識(shí)內(nèi)容，以強(qiáng)化學(xué)科目標(biāo)設(shè)定的方式，主動(dòng)銜接課程核心知識(shí)內(nèi)容。[5]之后，設(shè)定微項(xiàng)目任務(wù)時(shí)需要分層次推進(jìn)，參考課程標(biāo)準(zhǔn)、教材設(shè)計(jì)及要求，創(chuàng)設(shè)多樣化的教學(xué)情境，促進(jìn)高中生進(jìn)一步完善課堂合作探究模式。

例如，圍繞“擲骰子”項(xiàng)目教學(xué)Python 時(shí)，教師可結(jié)合課程設(shè)計(jì)要求及學(xué)生學(xué)習(xí)需求，通過(guò)編程創(chuàng)建和使用過(guò)程配設(shè)，分析Python 繼承關(guān)系類別等。協(xié)同開(kāi)發(fā)期間，須模擬出“擲骰子”Python 設(shè)計(jì)程序流程，并指點(diǎn)學(xué)生繪制出支持程序流暢運(yùn)行的相關(guān)結(jié)構(gòu)圖。在確認(rèn)Python 微項(xiàng)目時(shí)，還須帶領(lǐng)學(xué)生確定驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，分析學(xué)習(xí)資源及編程認(rèn)知工具，讓學(xué)生在認(rèn)知工具及編程資源的支持下，主動(dòng)找出“擲骰子”程序存在的漏洞并進(jìn)行針對(duì)性修改。

此外，還可以通過(guò)“擲骰子”模擬情境，讓學(xué)生了解Python 中常量、變量、運(yùn)算符號(hào)、數(shù)據(jù)類型等語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)的變化規(guī)律，以此在學(xué)科設(shè)定背景下，全力完善微項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)內(nèi)容，提升Python 教學(xué)質(zhì)量。

（二）確定教學(xué)目標(biāo)，制訂定微項(xiàng)目執(zhí)行方案

當(dāng)高中生明確信息技術(shù)課程中Python 微項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容后，教師須帶領(lǐng)學(xué)生針對(duì)編程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行事先預(yù)測(cè)，并基于宏觀視角針對(duì)整個(gè)Python 項(xiàng)目的核心內(nèi)容、關(guān)鍵能力進(jìn)行覆蓋式分析。結(jié)合多維度學(xué)習(xí)活動(dòng)的體驗(yàn)及要求，教師在Python 教學(xué)時(shí)，可將“擲骰子”內(nèi)容設(shè)定為微項(xiàng)目學(xué)習(xí)任務(wù)，結(jié)合編程教學(xué)要求，設(shè)計(jì)具體編程任務(wù)。

例如，教師在教授高中生圍繞“單分支、雙分支、嵌套分支結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)條件判斷”任務(wù)設(shè)計(jì)Python 時(shí)，想要完成程序的循環(huán)控制效果，就需要結(jié)合for、while 語(yǔ)句在程序循環(huán)中甄別breakthrough，借以確保微項(xiàng)目程序的執(zhí)行方案滿足總體發(fā)展框架。

另外，在針對(duì)高中生學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程中優(yōu)化Python 高階思維時(shí)，教師須為學(xué)生布置“編寫Python 程序模擬知識(shí)”任務(wù)。

例如：設(shè)定程序目標(biāo)為“讓兩個(gè)骰子連續(xù)拋擲50 次，全程自動(dòng)記錄骰子出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)及頻次”。

此時(shí)高中生在設(shè)定Python 程序時(shí)，可先模擬并拋擲一枚骰子的拋擲狀況，輸出結(jié)果，引進(jìn)random 模塊讓骰子生成隨機(jī)數(shù)字，以此類推，將骰子的輸出數(shù)字制作成2D 圖表，便于統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，為了能夠科學(xué)順利繪制出直方圖，教師還應(yīng)讓學(xué)生使用Matplotlib.pyplot.hist，目的是進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)可視化效果。本次設(shè)計(jì)的微項(xiàng)目總體程序，主要是以模擬“擲骰子”這一隨機(jī)游戲的項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程，指引高中生激發(fā)個(gè)人思維，思考項(xiàng)目程序流程的設(shè)計(jì)過(guò)程，主動(dòng)且積極地繪制Python 結(jié)構(gòu)圖，提升Python 效果及編程能力。

（三）健全分組合作，提升探究水平

為了進(jìn)一步促進(jìn)高中生提高Python 微項(xiàng)目學(xué)習(xí)質(zhì)量，教師在信息技術(shù)課程教學(xué)課堂上，可將學(xué)生劃分為不同的小組，教師擔(dān)任引導(dǎo)角色，圍繞任務(wù)群布置不同的微項(xiàng)目?jī)?nèi)容，培育高中生在學(xué)習(xí)Python 時(shí)，逐漸養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。分組學(xué)習(xí)期間，每個(gè)小組中，都可選出一名小組長(zhǎng)，由組長(zhǎng)為每位組員分配不同的微項(xiàng)目任務(wù)，組員捋順各自的任務(wù)內(nèi)容及要求，對(duì)照評(píng)價(jià)量規(guī)表，圍繞微項(xiàng)目中承擔(dān)的任務(wù)進(jìn)行深度分解。一方面，需要解讀并挖掘微項(xiàng)目課標(biāo)內(nèi)容，了解微項(xiàng)目教學(xué)新理念，將項(xiàng)目選擇作為教學(xué)基礎(chǔ)，制訂具體的解決方案。另一方面，指導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容有序化，利用正向激勵(lì)，完善Python設(shè)計(jì)效果。

例如，在設(shè)定模擬“擲骰子”Python 微項(xiàng)目進(jìn)程時(shí)，須結(jié)合整體編程目標(biāo)讓高中生了解隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生原理，并根據(jù)任務(wù)科學(xué)設(shè)定用戶接收鍵入符，借助random 模塊自動(dòng)生成隨機(jī)1～6 中的數(shù)字，了解不同流程的編程設(shè)定。

（四）設(shè)定Python 教學(xué)情境，總結(jié)并完善教學(xué)流程

例如，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)Python 情境時(shí)，可將“田忌賽馬”作為微項(xiàng)目的情境主題，利用二維元組存儲(chǔ)田忌之馬對(duì)齊王之馬的勝率，隨后在枚舉算法的支持下，統(tǒng)計(jì)出不同賽馬綜合的勝率。教師在創(chuàng)設(shè)Python 情境時(shí)，可向?qū)W生提出如下問(wèn)題：

·田忌之馬出場(chǎng)順序有哪些？

·田忌采用何種賽馬組合才能獲得勝利？

隨后使用交互式電子白板，為學(xué)生展示如表1 所示的賽馬對(duì)戰(zhàn)表：

表1 田忌之馬與齊王之馬對(duì)戰(zhàn)統(tǒng)計(jì)表

在結(jié)合上述田忌賽馬Python 情境后，教師可設(shè)計(jì)如下兩類難度不同的程序問(wèn)題，分別是初級(jí)問(wèn)題和高級(jí)問(wèn)題。具體如下：

1.界定問(wèn)題

使用多媒體為學(xué)生展示如下問(wèn)題：

“計(jì)算機(jī)Python 是否可以解決田忌賽馬的概率問(wèn)題，如果可以，那么程序的輸入、輸出、終止條件分別是什么？”

學(xué)生討論之后，由教師在交互式電子白板上整理出學(xué)生利用學(xué)習(xí)機(jī)提交的答案：

輸入方：田忌之馬、齊王之馬的等級(jí)；

輸出方：所有賽馬的出場(chǎng)順序、獲勝方。

2.分解問(wèn)題

教師利用多媒體課件圍繞下列問(wèn)題為學(xué)生分解問(wèn)題：

主問(wèn)題：使用Python 最少經(jīng)過(guò)多少個(gè)步驟才能得出田忌之馬的出場(chǎng)方式？

分解問(wèn)題：一是利用Python 自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出所有賽馬的出場(chǎng)方式；二是判斷每一次出場(chǎng)方式的獲勝方是誰(shuí)。

3.解決問(wèn)題

該P(yáng)ython 環(huán)節(jié)會(huì)涉及數(shù)據(jù)抽象與表達(dá)、模式匹配以及算法設(shè)計(jì)，以此組建更完整的Python 教學(xué)流程。在計(jì)算田忌賽馬的總勝率時(shí)，可按照如下編程公式計(jì)算：

田忌之馬出場(chǎng)順序：A-B-C；

齊王之馬出場(chǎng)順序：X-Y-Z。

利用Python 計(jì)算出田忌之馬的總體勝出率。

利用編程可得出如下勝率計(jì)算公式：

勝率的計(jì)算結(jié)果為：

教師還可指導(dǎo)高中生使用2D 表格表示田忌之馬對(duì)戰(zhàn)齊王之馬的勝率，如表2 所示：

表2 田忌之馬對(duì)戰(zhàn)齊王之馬勝率統(tǒng)計(jì)表

此外，在利用Python 解決微項(xiàng)目“田忌賽馬”問(wèn)題時(shí)，教學(xué)的重點(diǎn)在于解決與問(wèn)題相關(guān)對(duì)象及對(duì)象之間的關(guān)系，并將問(wèn)題進(jìn)行轉(zhuǎn)化，形成計(jì)算機(jī)Python 可處理的形式，具體如表3、表4、表5 所示：

表3

表4

表5

（五）注重知識(shí)延展，優(yōu)化學(xué)習(xí)成果

學(xué)習(xí)成果的展評(píng)，需要師生嚴(yán)格把控微項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程，唯有學(xué)生自主且積極地參與到Python 項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，才能基于知識(shí)探索的視角，實(shí)現(xiàn)Python 程序設(shè)計(jì)的協(xié)同創(chuàng)新。在Python 支持下拓展編程知識(shí)內(nèi)容時(shí)，要想提升學(xué)生的編程能力及操作水平，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算機(jī)思維模式下，不斷強(qiáng)化個(gè)人編程意識(shí)，如此才能利用數(shù)據(jù)抽象表達(dá)與算法設(shè)計(jì)等過(guò)程，梳理出相關(guān)對(duì)象與對(duì)象間的關(guān)系，建立合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，完成數(shù)據(jù)表達(dá)與知識(shí)構(gòu)建。對(duì)于高中生信息技術(shù)課程學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)，需要教師以此激勵(lì)高中生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)，以探索知識(shí)為起點(diǎn)，開(kāi)辟Python 學(xué)習(xí)的創(chuàng)新空間，依托于延伸和拓展知識(shí)內(nèi)容，讓成果的展示更具價(jià)值。

例如，教師在引導(dǎo)高中生參與Python“擲骰子”模擬微項(xiàng)目活動(dòng)時(shí)，可在小組合作得出初步編程成果后，在課堂上展示本組作品，小組間可以相互評(píng)價(jià)、相互學(xué)習(xí)，鍛煉組員口語(yǔ)表述能力及語(yǔ)言組織能力，并基于個(gè)性特征視角，讓高中生從內(nèi)心深處意識(shí)到參與微項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)的價(jià)值與意義。例如，在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)教師可為不同層次的學(xué)生，設(shè)計(jì)差異化的實(shí)踐任務(wù)，使其結(jié)合不同的Python 編程主題，完成各自的學(xué)習(xí)任務(wù)。例如，在解決“擲骰子”概率問(wèn)題時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生使用Python 程序，打印并輸出九九乘法表，以此將數(shù)字與數(shù)字間的關(guān)聯(lián)性以圖形方式直觀展現(xiàn)出來(lái)，最終提升高中生掌握各項(xiàng)Python 知識(shí)的深度及廣度。

（六）融合計(jì)算思維，應(yīng)用微課培養(yǎng)編程教學(xué)能力

傳統(tǒng)的高中信息技術(shù)課程教學(xué)中，教學(xué)的重點(diǎn)主要集中在語(yǔ)法及算法理論層面，教學(xué)起點(diǎn)是基于適合利用編程解決的問(wèn)題，基本不會(huì)涉及解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的環(huán)節(jié)，致使高中生不具備自主編程解決問(wèn)題的能力。對(duì)此，教師可在課堂上引進(jìn)微課教學(xué)手段，提前為學(xué)生發(fā)放時(shí)長(zhǎng)短小、內(nèi)容凝練的Python 微課視頻，由學(xué)生課前利用碎片化時(shí)間初步了解和學(xué)習(xí)，在課前導(dǎo)入階段形成一定的計(jì)算思維意識(shí)，最終為培養(yǎng)高中生的Python 能力提供支持?；谖㈨?xiàng)目教學(xué)法，信息技術(shù)教師在應(yīng)用微課開(kāi)展Python 授課前，可設(shè)計(jì)如圖1 所示的計(jì)算機(jī)思維培養(yǎng)流程，幫助高中生梳理Python 知識(shí)學(xué)習(xí)框架，清晰把控學(xué)習(xí)進(jìn)度，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。

圖1 依托于微課培養(yǎng)高中生計(jì)算思維的Python 教學(xué)流程

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，要想進(jìn)一步提升高中信息技術(shù)教學(xué)質(zhì)量，提高高中生的Python 課程教學(xué)效果，須將微項(xiàng)目學(xué)習(xí)法充分應(yīng)用于教學(xué)中，借助現(xiàn)代化的教學(xué)工具，幫助高中生全面提升信息技術(shù)課程學(xué)習(xí)效率及質(zhì)量。一方面，信息技術(shù)教師需要整合學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)內(nèi)容，確定微項(xiàng)目主題及發(fā)展方向，隨即定義出學(xué)習(xí)目標(biāo)，才能使Python 課程教學(xué)流程更加完善。另一方面，還應(yīng)主動(dòng)在課堂上融合計(jì)算機(jī)思維模式，讓高中生參與到微課背景下創(chuàng)建微項(xiàng)目中，提高其編程能力，最終有效提升高中生的Python 能力，促進(jìn)其全面發(fā)展。