柯明輝

在對(duì)于信息技術(shù)的教學(xué)中，基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式教學(xué)可以有助于充分培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的計(jì)算思維。課堂上要求我們應(yīng)當(dāng)把每個(gè)學(xué)生作為教學(xué)主體，從實(shí)際存在的問(wèn)題角度出發(fā)，引導(dǎo)他們進(jìn)行積極的思考，通過(guò)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象、形式化、建立和自動(dòng)化的過(guò)程，努力實(shí)現(xiàn)“對(duì)于信息技術(shù)解決問(wèn)題方法的準(zhǔn)確把握、認(rèn)識(shí)思維的開(kāi)拓與發(fā)展及對(duì)人機(jī)交織互動(dòng)的了解”培養(yǎng)目標(biāo)。教師要精心設(shè)計(jì)項(xiàng)目，精心組織課堂活動(dòng)，努力使項(xiàng)目的內(nèi)容更好地貼合于學(xué)生的日常工作和學(xué)習(xí)，在真正的體驗(yàn)和實(shí)踐中，發(fā)展了學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)地思考和分析解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)與能力，從而促進(jìn)了學(xué)生計(jì)算邏輯思維的能力。

項(xiàng)目式教學(xué)的研究是一種基于本?，F(xiàn)實(shí)教學(xué)情景的具有系統(tǒng)性的、以實(shí)際問(wèn)題研究為導(dǎo)向指導(dǎo)而組織進(jìn)行的一種全方位、有極具針對(duì)性的理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐研究。項(xiàng)目式教學(xué)的明顯綜合教育模式特征為“以項(xiàng)目為主線(xiàn)、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”，使得學(xué)生逐步逐漸走向了一種具有綜合性的學(xué)習(xí)，走向了一種探究式的綜合學(xué)習(xí)，走向了一種符合學(xué)生主體個(gè)性化的綜合學(xué)習(xí)。

聯(lián)系這兩者，通過(guò)實(shí)踐我們將會(huì)看到，在對(duì)于信息技術(shù)的教學(xué)中，基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式教學(xué)可以有助于充分培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的計(jì)算思維，可見(jiàn)，課堂上我們應(yīng)當(dāng)把每個(gè)學(xué)生作為教學(xué)主體，從實(shí)際存在的問(wèn)題角度出發(fā)，引導(dǎo)他們進(jìn)行積極的思考，通過(guò)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象、形式化、建立和自動(dòng)化的過(guò)程，努力實(shí)現(xiàn)“對(duì)于信息技術(shù)解決問(wèn)題方法的準(zhǔn)確把握、認(rèn)識(shí)思維的開(kāi)拓與發(fā)展及對(duì)人機(jī)交織互動(dòng)的了解”培養(yǎng)目標(biāo)。教師要精心設(shè)計(jì)項(xiàng)目，精心組織課堂活動(dòng)，努力使項(xiàng)目的內(nèi)容更好地貼合于學(xué)生的日常工作和學(xué)習(xí)，在真正的體驗(yàn)和實(shí)踐中，發(fā)展了學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)的思考和分析解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)與能力，從而促進(jìn)了學(xué)生計(jì)算邏輯思維的能力。

學(xué)生計(jì)算思維的提升需要?dú)v經(jīng)一個(gè)個(gè)解決問(wèn)題的過(guò)程，如何在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維呢？經(jīng)過(guò)接近兩年對(duì)省級(jí)課題《基于計(jì)算思維的信息技術(shù)教學(xué)探究》的潛心鉆研和教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，以下是我在課題研究中的幾點(diǎn)思考和總結(jié)。

在信息技術(shù)的實(shí)踐性教學(xué)實(shí)踐中，我不斷探索嘗試新的課程教學(xué)模式和一種現(xiàn)代化的教學(xué)方式與手段，主要是實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)，并充分借助導(dǎo)學(xué)案、教學(xué)輔助平臺(tái)等，采用小組協(xié)同合作、自主探究、問(wèn)題式情境等多種教學(xué)方式和手段的完美結(jié)合，緊貼學(xué)生生活，融合多個(gè)學(xué)科，將益智小游戲與學(xué)科小工具引入到信息技術(shù)教學(xué)中，積極地融入了計(jì)算機(jī)科學(xué)思維的訓(xùn)練，讓學(xué)生的計(jì)算思維在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷得以提升。

對(duì)于這種項(xiàng)目式教學(xué)，我的教學(xué)準(zhǔn)備大體流程如下：首先，吃透教材，理清重難點(diǎn)，并且摸清學(xué)情與校情，在已有的硬件和軟件上針對(duì)不同的活動(dòng)主題進(jìn)行不同的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，讓整個(gè)項(xiàng)目貫穿這整個(gè)活動(dòng)主題，并根據(jù)本次教學(xué)任務(wù)與課時(shí)的具體情況，將項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行了合理的分解，確定到若干個(gè)不同的教學(xué)任務(wù)，合理安排教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)與重難點(diǎn);然后，在這個(gè)項(xiàng)目開(kāi)始執(zhí)行之前就需要我們教師依照學(xué)生的具體情況來(lái)進(jìn)行合理分組。在這種項(xiàng)目式的教學(xué)和課程實(shí)施的過(guò)程中，教師們就需要通過(guò)自己動(dòng)手制作一段相應(yīng)的教學(xué)實(shí)例微視頻，針對(duì)疑難問(wèn)題進(jìn)行解答，把握項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)施的過(guò)程中的一些重點(diǎn)與疑點(diǎn)難點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)實(shí)踐中可能遇到的問(wèn)題也要進(jìn)行預(yù)設(shè)，教師要鼓勵(lì)他們掌握多學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，同樣要對(duì)每一個(gè)小組的項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和指導(dǎo)，及時(shí)處理學(xué)生們反饋的各類(lèi)問(wèn)題，加強(qiáng)引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生們相互合作并一起解決問(wèn)題;最后，在項(xiàng)目評(píng)估階段先由組長(zhǎng)對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行匯報(bào)和展示，接著小組之間進(jìn)行互評(píng)，最后由老師對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行歸納總結(jié)。

在信息技術(shù)項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐研究中，主要圍繞著以下三方面來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維：

其一、在編程設(shè)計(jì)項(xiàng)目中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

編程教學(xué)課堂是培養(yǎng)中學(xué)生計(jì)算思維的一個(gè)重要途徑，開(kāi)展編程教學(xué)能夠激發(fā)和幫助中小學(xué)生分析疑難問(wèn)題、設(shè)計(jì)相關(guān)算法以及最終著手編寫(xiě)程序，讓學(xué)生能夠在不斷的解析中，逐步突破各種疑難問(wèn)題，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治雠c精密的思考，來(lái)構(gòu)建出解決問(wèn)題的重要數(shù)學(xué)模型，并利用這一模型來(lái)解決更多的問(wèn)題。在信息技術(shù)教學(xué)實(shí)踐中，我們根據(jù)不同年齡階段的學(xué)生的情況和特點(diǎn)，積極引入了各類(lèi)游戲項(xiàng)目設(shè)計(jì)，學(xué)科工具設(shè)計(jì)，貼近學(xué)生的日常生活和興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和動(dòng)手欲望，在提高計(jì)算思維的同時(shí)也大大提高學(xué)習(xí)效率。所以，在項(xiàng)目式教學(xué)模式下的中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)善于在編程教學(xué)中積極培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維，充分發(fā)揮出編程設(shè)計(jì)項(xiàng)目的積極作用，引導(dǎo)每一名學(xué)生自主去分析問(wèn)題和收集相關(guān)材料，努力尋找解決問(wèn)題的有效方法，實(shí)現(xiàn)編程項(xiàng)目的良好有效處理。

例如，在七年級(jí)下冊(cè)《走進(jìn)程序世界》這一單元的教學(xué)組織和實(shí)施中，我積極采用項(xiàng)目式教學(xué)模式，來(lái)培養(yǎng)和提高學(xué)生的計(jì)算思維。首先，創(chuàng)設(shè)情景，提出任務(wù)：甲乙兩個(gè)同學(xué)在玩猜數(shù)字游戲（1-100），甲先寫(xiě)下一個(gè)數(shù)字，乙來(lái)猜，甲根據(jù)乙猜的數(shù)字給出提示“大了！”“小了！”“答對(duì)了！”請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一款程序《猜數(shù)字游戲》，幫助甲快速提示，并顯示乙猜測(cè)的次數(shù)。然后，學(xué)生分組進(jìn)行探究，討論分析任務(wù)和需要解決的問(wèn)題，尋找解決問(wèn)題的有效方法，最后設(shè)計(jì)出所需的軟件。教師在此過(guò)程中，針對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行引導(dǎo)和幫助，引導(dǎo)他們借助教材和微課來(lái)學(xué)習(xí)所需要的程序設(shè)計(jì)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。這樣，學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)算法及算法描述的方式，主動(dòng)學(xué)習(xí)了C語(yǔ)言的基本語(yǔ)法及程序的基本結(jié)構(gòu)，并積極利用C語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)一款屬于自己小組的的“猜數(shù)字游戲”，成功體驗(yàn)了利用計(jì)算機(jī)編程解決了實(shí)際問(wèn)題的喜悅，計(jì)算思維也得以鍛煉。完成該項(xiàng)任務(wù)的整個(gè)過(guò)程中，教師充分地扮演著一個(gè)引導(dǎo)者、幫助者，學(xué)生們積極主動(dòng)地去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探索問(wèn)題、找到解決實(shí)際問(wèn)題的途徑和辦法，真正地落實(shí)了培養(yǎng)中小學(xué)生的計(jì)算思維能力的目標(biāo)。

其二、在常用軟件教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

在中小學(xué)階段，軟件學(xué)習(xí)仍是信息技術(shù)課程的內(nèi)容主體，使用軟件來(lái)處理和解決日常生活、學(xué)習(xí)中的問(wèn)題仍是中小學(xué)生主要的信息技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐。雖然大部分學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的運(yùn)用電腦軟件經(jīng)驗(yàn)，也具備了運(yùn)用電腦軟件的基本能力，但是究其本質(zhì)上的角度來(lái)說(shuō)，學(xué)生自身掌握和運(yùn)用電腦軟件的基礎(chǔ)知識(shí)和儲(chǔ)備以及專(zhuān)業(yè)技能等各個(gè)方面均不夠成熟。所以，在這種項(xiàng)目式模式下的中小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)中，老師們就應(yīng)該更加注重培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維，從而逐步提升和訓(xùn)練學(xué)生對(duì)知識(shí)的儲(chǔ)備和運(yùn)用的技巧等。具體來(lái)說(shuō)，在數(shù)字化課堂教學(xué)中，教師們應(yīng)善于引導(dǎo)中小學(xué)生了解與分析功能背后的主要特征及工作原理等，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考以及解決問(wèn)題的思想與能力，讓學(xué)生能夠更為高效地解決問(wèn)題，從而科學(xué)地運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)。在學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件知識(shí)及技能較為扎實(shí)之后，再引導(dǎo)學(xué)生高效處理任務(wù)，確保任務(wù)完成的質(zhì)量。

在課題研究中我們發(fā)現(xiàn)，軟件的學(xué)習(xí)和使用迫切需要計(jì)算思維的參與，只有我們正確理解了軟件所解決的問(wèn)題本質(zhì)是什么、問(wèn)題存在環(huán)境是什么、有無(wú)其他軟件可以替代解決問(wèn)題等，方可更好地超越軟件本身，然后將軟件內(nèi)化為我們思維的一部分?？梢?jiàn)，信息技術(shù)軟件教學(xué)需要結(jié)合學(xué)生與知識(shí)特點(diǎn)，適度、適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)和講述知識(shí)原理，為軟件課程教學(xué)注入新的動(dòng)力。

例如：七年級(jí)上冊(cè)第二單元《分析處理表格數(shù)據(jù)》中，數(shù)據(jù)排序這一重要知識(shí)點(diǎn)，大家普遍關(guān)注的是實(shí)際操作過(guò)程，但是有關(guān)數(shù)據(jù)排序原理很多，常用的多達(dá)有8種算法。其中“選擇排序”和“冒泡排序”算法相對(duì)直觀。例如，在對(duì)23、45、31、10四個(gè)數(shù)據(jù)的升序排序中，我們首先可以通過(guò)以動(dòng)畫(huà)形式展示冒泡排序過(guò)程，然后讓學(xué)生思考：①計(jì)算機(jī)完成對(duì)23、45、31、10四個(gè)數(shù)字的排序需要幾趟？②首趟排序時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì)哪些數(shù)據(jù)進(jìn)行比較？比較了幾次？比較的結(jié)果不同處理又有何不同？③如果改變數(shù)列順序，每趟的排序過(guò)程和結(jié)果有何不同？通過(guò)交流分析討論，相信學(xué)生基本都能理解排序是怎樣實(shí)現(xiàn)的。這樣教學(xué)就不再僅停留在操作層面上，而是進(jìn)一步拓寬了學(xué)生的計(jì)算思維，激起他們無(wú)限的好奇心，體驗(yàn)算法的科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)。

通過(guò)課題研究我們發(fā)現(xiàn)，在中小學(xué)信息技術(shù)課堂軟件教學(xué)中，根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)、軟件教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生年齡特點(diǎn)三方面的因素，我們應(yīng)當(dāng)將“問(wèn)題求解”作為研究重點(diǎn)，將分解、抽象、建模和轉(zhuǎn)化四方面的能力作為我們培養(yǎng)的重心。分解能力是面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的第一步，即化繁為簡(jiǎn)。而分解能力又依賴(lài)于抽象能力，抽象能力是我們與生俱來(lái)的本領(lǐng)，也就是從具體事物中抽取出共同的、本質(zhì)的特征，舍棄非本質(zhì)的特征。根據(jù)抽象的結(jié)果，分析問(wèn)題的內(nèi)在規(guī)律，提出簡(jiǎn)化假設(shè)，用學(xué)科符號(hào)建立起反映現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的模型，這就需要建模能力，建模有助于理清問(wèn)題的結(jié)構(gòu)得出解決問(wèn)題的流程。但即使有了模型指引，解決問(wèn)題的過(guò)程必然會(huì)遇到未知的子問(wèn)題，這就需要具有從未知到已知的轉(zhuǎn)化能力。

其三、在課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

開(kāi)展項(xiàng)目式教學(xué)，老師也就更加注重在課堂教學(xué)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，通過(guò)各類(lèi)課堂教學(xué)活動(dòng)的形式來(lái)訓(xùn)練學(xué)生的自動(dòng)化思維。這種課堂自動(dòng)化主要是指機(jī)器設(shè)備，即該系統(tǒng)根據(jù)人數(shù)不足的情況、根據(jù)人的主體需求特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)以及對(duì)信息處理等。對(duì)于中學(xué)信息技術(shù)學(xué)科而言，其中的許多內(nèi)容都包含了大量的自動(dòng)化思維。所以，在項(xiàng)目式教學(xué)模式下，教師們就應(yīng)該積極地引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地發(fā)揮這一思維手段，及時(shí)地解決他們?cè)谡n堂上學(xué)習(xí)中遇到的困難和問(wèn)題，并且去學(xué)習(xí)與理解掌握有關(guān)信息技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。

總之，計(jì)算思維的培育與發(fā)展養(yǎng)成，需要我們?cè)谘芯亢徒鉀Q各類(lèi)問(wèn)題的同時(shí)，不斷地通過(guò)分析探索、實(shí)踐求證、反饋與調(diào)試而逐漸形成。項(xiàng)目式教學(xué)從很大程度上還原了課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容和本質(zhì)，基于真實(shí)情境的課堂學(xué)習(xí)可以促進(jìn)中小學(xué)生對(duì)于信息問(wèn)題的敏感度、對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)掌握的能力、對(duì)問(wèn)題求解的思維能力的發(fā)展。通過(guò)項(xiàng)目式的教學(xué)可以有效地培養(yǎng)中學(xué)生的計(jì)算思維，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

中學(xué)信息技術(shù)課程的開(kāi)展較為艱巨，其在開(kāi)展過(guò)程中不但面臨著機(jī)遇，與此同時(shí)也面臨著挑戰(zhàn)。在此情況下，就如何提升中學(xué)生生計(jì)算思維能力應(yīng)成為每一名中學(xué)信息教師所主要思考的話(huà)題。對(duì)此，教師們應(yīng)積極推行項(xiàng)目式教學(xué)，充分發(fā)揮每個(gè)學(xué)生在課堂上的主體作用和地位，讓學(xué)生能夠自主去完成項(xiàng)目，并在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，提升學(xué)生的計(jì)算思維能力，并且鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、動(dòng)手能力等諸多能力。

*本文系教育部福建師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究2021年度開(kāi)放課題“基于計(jì)算思維的信息技術(shù)教學(xué)探究”（課題批準(zhǔn)號(hào)：KCZ2021134）的研究成果之一。