韓科營

摘要：計算思維是信息時代每個人都應(yīng)具備的基本信息技術(shù)核心素養(yǎng)，是人類在未來社會求解問題的重要手段。編程可以有效提升學(xué)生的計算思維，但傳統(tǒng)的編程教學(xué)從語法知識入手，忽視了計算思維的算法思想，學(xué)生的計算思維得不到有效提高。項目式學(xué)習(xí)強調(diào)以學(xué)生為主體，教師創(chuàng)設(shè)相關(guān)情境，引導(dǎo)學(xué)生在探究問題的過程中理解基礎(chǔ)知識，形成計算思維。項目式學(xué)習(xí)與編程教學(xué)結(jié)合，更有利于提升學(xué)生的計算思維能力。因此，在項目式學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下，筆者以Python循環(huán)結(jié)構(gòu)教學(xué)為例，開展教學(xué)實踐，以提升學(xué)生的計算思維。

關(guān)鍵詞：項目式學(xué)習(xí);編程教學(xué);計算思維;橋梁

引言

Python編程教學(xué)已經(jīng)進入全國各地中小學(xué)校，在小學(xué)Python編程課程中，如何把握學(xué)科素養(yǎng)，提升學(xué)生學(xué)科思維，尤其是計算思維，是每位教師都要思考的問題。項目式教學(xué)作為激發(fā)學(xué)生興趣、提升學(xué)生動手實踐能力、啟發(fā)學(xué)生思考的教學(xué)方式，開始進入教師的視野，很多教師都在思考如何把Python編程教學(xué)與項目式教學(xué)進行有機融合。

一、項目式學(xué)習(xí)

項目式學(xué)習(xí)，英文譯為project-basedlearning簡稱PBL。這一概念最早出現(xiàn)在美國，作為杜威的學(xué)生，克伯屈基于其老師“做中學(xué)”的教育思想，提出了“項目學(xué)習(xí)”這一方法，該方法在當(dāng)時引起很大的轟動，但是經(jīng)過教育實踐的檢驗后，發(fā)現(xiàn)項目學(xué)習(xí)中存在很多不足，該方法注重學(xué)生項目設(shè)計與制作，以項目的設(shè)計為主，經(jīng)后來學(xué)者的改善，項目學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)轫椖渴綄W(xué)習(xí)，美國巴克研究所認為項目式學(xué)習(xí)是探究與解決真實問題且以課程為核心的系統(tǒng)教學(xué)方法。國內(nèi)學(xué)者夏雪梅表示，項目式學(xué)習(xí)是提升學(xué)生核心素養(yǎng)，讓學(xué)生在動手實踐中進行知識體系建構(gòu)，提升學(xué)生問題解決能力、動手能力的教學(xué)方式，項目式學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生對學(xué)科核心知識形成更深的理解，對其展開更靈活的遷移應(yīng)用。項目式學(xué)習(xí)是當(dāng)下國外教學(xué)實踐中普遍采用的教學(xué)模式。本文認為，項目式學(xué)習(xí)是從學(xué)生角度出發(fā)設(shè)計教學(xué)方案，確定教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，為學(xué)生打造開放式學(xué)習(xí)環(huán)境，促進學(xué)生學(xué)以致用的一種教學(xué)方式。項目是學(xué)習(xí)中，問題的解決是關(guān)鍵，目的在于提升學(xué)生的知識習(xí)得、提取、應(yīng)用能力。將項目式學(xué)習(xí)應(yīng)用在小學(xué)Python編程教學(xué)中，可以讓學(xué)生在課堂中發(fā)揮主觀能動性，強化學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，提升學(xué)生的團隊合作能力、問題解決能力，實現(xiàn)素質(zhì)與能力的跨越性提升。項目式學(xué)習(xí)的目的不僅是讓學(xué)生理解知識，更重要的是讓學(xué)生進行知識的探究，教師與學(xué)生共同選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容、制定學(xué)習(xí)方法，對于教師而言，項目式學(xué)習(xí)下，學(xué)生不僅要掌握知識和技能，還需要提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，在真實的學(xué)習(xí)情境中，教師指導(dǎo)學(xué)生圍繞項目展開科學(xué)的研究，在動手中發(fā)現(xiàn)問題，探究問題，獲得知識，掌握技能，挖掘和發(fā)展學(xué)生的潛能，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，促使學(xué)生可以學(xué)以致用。項目式學(xué)習(xí)中，一般包含五個基本流程，即選擇項目——活動探究——作品制作——成果交流——活動評價。

二、小學(xué)教學(xué)中的問題

小學(xué)教學(xué)中存在的一大問題是學(xué)生的自主性比較差。小學(xué)階段的學(xué)生自制力比較弱，在學(xué)習(xí)過程中很少積極主動地參與進去，在遇到問題時也很少主動進行探究，而是依賴教師的答案，這使學(xué)生對教師的依賴越來越嚴重，課堂學(xué)習(xí)效率較低。在當(dāng)前的小學(xué)教學(xué)中還存在一大問題：學(xué)生的創(chuàng)造性不足。造成學(xué)生創(chuàng)造性不足的原因主要有兩點：一是學(xué)生的思維受到限制，積淀的知識不足，不敢大膽提出質(zhì)疑等;二是學(xué)生缺乏創(chuàng)造意識，不會主動嘗試創(chuàng)新。學(xué)生的創(chuàng)造性不足，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)信息技術(shù)相關(guān)知識時死板僵硬、不懂變通，進而形成惡性循環(huán)。所謂獨立意識不足，不僅是指前文中提到的學(xué)生遇到問題之后依賴教師，還包括學(xué)生在平時學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)。比如，在布置預(yù)習(xí)任務(wù)、要求學(xué)生進行自主探究時，許多學(xué)生只是簡單地將教材看一遍，卻不會思考信息技術(shù)中的每個程序到底有著什么樣的意義，為什么會產(chǎn)生這樣的作用，這導(dǎo)致學(xué)生的預(yù)習(xí)效果較差，在課堂上也難以提出有意義的問題。教師對學(xué)生的實際學(xué)情不清楚，在開展信息技術(shù)教學(xué)時無法因材施教，教學(xué)效果也就難以得到保障。

三、項目式學(xué)習(xí)策略

（一）探究實踐，問題深入，鍛煉抽象思維

抽象思維是計算思維的另一個重要維度，它是在分析問題時抽取最本質(zhì)的特性形成概念。項目化學(xué)習(xí)最主要的環(huán)節(jié)就是學(xué)生的主動實踐探究，Python編程更是離不開學(xué)生的探究實踐。教學(xué)片段4：深入問題，循環(huán)嵌套。通過問題深入，進一步讓學(xué)生思考：圖中左邊那個圖形可以分解為幾個正方形？旋轉(zhuǎn)的角度及旋轉(zhuǎn)次數(shù)之間有什么聯(lián)系？分析循環(huán)體和循環(huán)次數(shù)，利用循環(huán)結(jié)構(gòu)進行算法設(shè)計。通過具體的實例將循環(huán)具象化，學(xué)生進一步理解了循環(huán)結(jié)構(gòu)，并掌握了其初步應(yīng)用。參照計算思維解決問題的方式，讓學(xué)生進行確定問題、分析問題、模式識別、算法設(shè)計等一系列思維訓(xùn)練，能突破本課的難點，讓學(xué)生體驗將復(fù)雜問題變成簡單問題的思維過程。這樣的訓(xùn)練讓學(xué)生不僅擁有了自主思考的機會，而且能夠迅速提高計算思維能力。

（二）Python編程項目式教學(xué)模式設(shè)計

教師在講授本節(jié)課時，可以結(jié)合課堂案例介紹該平臺是如何助力編程教學(xué)的。為了能讓學(xué)生愛上編程學(xué)習(xí)，真正實現(xiàn)“玩中學(xué)”，在收獲編程帶來的樂趣和成就感的同時，提高信息技術(shù)科學(xué)素養(yǎng)。在“Python趣味編程——猜數(shù)字游戲設(shè)計”項目教學(xué)中，采用了情景式、啟發(fā)探究式的教學(xué)策略，先讓學(xué)生體驗生活中的猜數(shù)字游戲，了解規(guī)則和實現(xiàn)過程，再對比Python猜數(shù)字游戲的實現(xiàn)過程，教師通過提問、引導(dǎo)等方式啟發(fā)學(xué)生分析游戲?qū)崿F(xiàn)的過程、探究實現(xiàn)的算法，進行編程與調(diào)試，最終完成游戲設(shè)計。為了體現(xiàn)學(xué)生的主體性，提高其在課堂上的參與程度，提供Python代碼和相關(guān)知識點的視頻等學(xué)習(xí)資源給學(xué)生，讓他們在課堂上充分利用教材和已有的知識經(jīng)驗開展自主、協(xié)作與探究學(xué)習(xí)，引領(lǐng)學(xué)生主動建構(gòu)和完善自身的認知結(jié)構(gòu)，開啟“用已知探未知”的思維方式。本節(jié)課使用項目式教學(xué)方法，課時設(shè)計為四個課時，緊扣認知學(xué)習(xí)的規(guī)律。項目式教學(xué)流程可分為瀏覽作品、開闊視野;分析案例、探究路徑;自主探究、完成任務(wù);作品評價、展示交流等幾個方面。同時，計算思維的培養(yǎng)注重分析問題，提出問題解決思路、設(shè)計算法、用代碼實現(xiàn)算法、調(diào)試運行等環(huán)節(jié)。

（三）Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計小結(jié)

設(shè)計適應(yīng)小學(xué)生的Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)方案，明確了項目式學(xué)習(xí)教學(xué)的具體流程，在展開一個學(xué)期的項目式學(xué)習(xí)教學(xué)后，對教學(xué)效果進行評價，發(fā)現(xiàn)在項目式學(xué)習(xí)教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性得以強化，學(xué)生的探索求知欲得到加深，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果自然更加理想。研究證明，項目式學(xué)習(xí)教學(xué)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)水平得到提升，在問題的發(fā)現(xiàn)、項目的設(shè)計、問題的解決等方面，學(xué)生更積極熱情。將項目式學(xué)習(xí)應(yīng)用到Python編程教學(xué)中是科學(xué)可行的方式，該方法下Python編程教學(xué)可以贏得學(xué)生更多的認可與喜愛，教學(xué)效果自然更理想。

結(jié)束語

總之，在項目式編程教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生在教學(xué)過程中“訓(xùn)練分解思維—培養(yǎng)算法思維—鍛煉抽象思維—提升發(fā)散思維—提高概括思維”，不僅可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)到編程知識，還能有效培養(yǎng)計算思維，促進其核心素養(yǎng)發(fā)展。

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