王蘇娜

【摘要】本文從基于計算思維的項目式學(xué)習(xí)融入初中VB編程課堂的意義出發(fā)，探究基于計算思維的項目式學(xué)習(xí)模式，即“一個中心，五個要素”，設(shè)計基于計算思維的項目式學(xué)習(xí)流程，并以《程序中的判斷：新冠居家監(jiān)測小助手》一課為例進(jìn)行介紹，呈現(xiàn)教學(xué)過程，總結(jié)教學(xué)效果、教學(xué)經(jīng)驗與意義。

【關(guān)鍵詞】計算思維? 項目式學(xué)習(xí)? 初中VB編程

【中圖分類號】G633.67 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2024）02-0133-03

一、基于計算思維的項目式學(xué)習(xí)融入初中VB編程課堂的意義

1.聚焦計算思維能力，落實學(xué)科核心素養(yǎng)

近年來，世界各國都非常重視對學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng)，我國也有越來越多的專家學(xué)者開始研究如何將計算思維有效整合到義務(wù)教育中。2022年3月25日，教育部印發(fā)了《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《新課標(biāo)》），在其“課程目標(biāo)”部分就明確指出：“信息科技課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)，主要包括信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任。其中計算思維是指個體運用計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在問題解決過程中涉及的抽象、分解、建模、算法設(shè)計等思維活動?！睂W(xué)生而言，掌握計算思維不僅有助于激發(fā)學(xué)科創(chuàng)新思維、提升知識遷移能力，幫助他們解決在數(shù)字時代所面臨的各種問題，還有助于培養(yǎng)問題解決能力、提升數(shù)字素養(yǎng)與技能，幫助他們更好地適應(yīng)數(shù)字時代的學(xué)習(xí)與生活。由此可見，計算思維融入課堂已經(jīng)成為義務(wù)教育改革與發(fā)展的必然趨勢，同時也是提高信息科技學(xué)科教育教學(xué)質(zhì)量的重要舉措。

信息科技學(xué)科強(qiáng)調(diào)計算思維的培養(yǎng)，但計算思維始終與學(xué)科其他核心素養(yǎng)密不可分。根據(jù)《新課標(biāo)》中對核心素養(yǎng)內(nèi)涵的描述可知，信息意識、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新以及信息社會責(zé)任無法直接培養(yǎng)，需要依托特定學(xué)科活動來開展，而計算思維可以在問題解決的活動中進(jìn)行培養(yǎng)。因此，以計算思維為主線進(jìn)行信息科技學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，可以使核心素養(yǎng)的落地具有更好的操作性。

2.立足項目式學(xué)習(xí)，夯實新課標(biāo)理念

《新課標(biāo)》在“課程理念”部分，明確提出了“以真實問題或項目驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷原理運用過程、計算思維過程和數(shù)字化工具應(yīng)用過程，建構(gòu)知識，提升問題解決能力?！庇纱丝芍?，計算思維的培養(yǎng)可以依托真實的問題解決過程，并且其最終目標(biāo)是為了問題的解決。因此，筆者認(rèn)為信息科技學(xué)科的教學(xué)可以抓住“問題解決”這一核心要點，即“將問題分解成大小不同的部分，并逐一處理解決，最終進(jìn)行歸納總結(jié)，以解決整體問題”。而就“問題解決”這一核心要點來看，項目式學(xué)習(xí)與《新課標(biāo)》提出的“課程理念”具有較高的契合度。北師大學(xué)者楊明全副教授將其定義為：項目式學(xué)習(xí)是一種建構(gòu)性的教與學(xué)方式，教師將學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)項目化，指導(dǎo)學(xué)生基于真實情境而提出問題，并利用相關(guān)知識與信息資料開展研究、設(shè)計和實踐操作，最終解決問題并展示和分析項目成果。因此，筆者認(rèn)為可以利用這種“契合度”，將“項目式學(xué)習(xí)”和“計算思維培養(yǎng)”結(jié)合在一起，合理地設(shè)計課堂，一個作為教學(xué)模式，一個作為課堂目標(biāo)，讓計算思維的培養(yǎng)過程更好地貼近孩子們的學(xué)習(xí)需求，從而夯實《新課標(biāo)》中提出的“課程理念”。

二、基于計算思維的項目式學(xué)習(xí)模式探究

本文以美國巴克教育研究所提出的項目式學(xué)習(xí)“七要素”為參考，以蘇科版初中信息技術(shù)八年級第四章《算法與程序設(shè)計》為具體教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行基于計算思維的項目式學(xué)習(xí)模式探究，即“一個中心，五個要素”。所謂“一個中心”就是以計算思維為中心目標(biāo)，“五個要素”包括情境真實、問題驅(qū)動、學(xué)生主體、產(chǎn)品導(dǎo)向和評價多元。

要素一：情境真實。在科技日益發(fā)達(dá)的今天，如何引導(dǎo)學(xué)生利用知識服務(wù)生活，提高生活質(zhì)量和工作效率，成了我們關(guān)注的要點。因此，在項目式學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)該以真實情境作為突破口，引導(dǎo)學(xué)生從中提煉出一個具有挑戰(zhàn)性的驅(qū)動問題進(jìn)行探究，這樣不僅可以讓學(xué)生更直觀地感受到如何運用知識解決問題，使得學(xué)習(xí)更加有意義，還可以讓學(xué)生切身感受到真實問題的解決價值，培養(yǎng)數(shù)字時代的計算思維。

要素二：問題驅(qū)動。項目式學(xué)習(xí)是基于真實情境的實踐活動，這意味著要從一個真實問題出發(fā)開始相關(guān)的學(xué)習(xí)，這個問題將貫穿學(xué)習(xí)始終。問題驅(qū)動能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和參與度，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚起學(xué)生的求知欲。由此可知，項目式學(xué)習(xí)不是任務(wù)驅(qū)動，而是問題驅(qū)動，它將帶領(lǐng)學(xué)生根據(jù)真實情境先發(fā)掘一個核心問題，而后在探究過程中發(fā)現(xiàn)這個核心問題還可以劃分成許多子問題，然后學(xué)生以核心問題為目標(biāo)，圍繞一系列子問題，規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容，尋求解決方案。

要素三：學(xué)生主體。《新課標(biāo)》指出，要“凸顯學(xué)生主體地位，關(guān)注學(xué)生個性化、多樣化的學(xué)習(xí)和發(fā)展需求，著力發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”。因此，整個項目式學(xué)習(xí)應(yīng)該圍繞學(xué)生展開，從學(xué)生視角出發(fā)，以學(xué)生探究為主。在選擇項目主題環(huán)節(jié)，教師要做的是創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的真實情境，至于研究什么主題應(yīng)由學(xué)生自己選擇。在制定項目計劃環(huán)節(jié)，應(yīng)由學(xué)生自己去發(fā)掘項目中需要解決的問題、規(guī)劃完成項目的具體方案，當(dāng)學(xué)生的方案初具雛形時，教師可以適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生相互交流、完善方案。在開展項目研究環(huán)節(jié)，應(yīng)由學(xué)生自主探究并積極利用相關(guān)知識解決問題、完成項目，由此發(fā)現(xiàn)知識的本質(zhì)并建構(gòu)新的意義。

要素四：產(chǎn)品導(dǎo)向。編程是一門極具創(chuàng)新的學(xué)科，它能夠以一種非常有意思的方式為人們帶來制作應(yīng)用程序的樂趣和激勵。因此，筆者提出“產(chǎn)品導(dǎo)向”要素，即做出一個作品出來，為問題解決提供支持。設(shè)計產(chǎn)品需要學(xué)生經(jīng)歷以下幾步：第一步，了解用戶需求，明確用戶使用產(chǎn)品的目的和期望。第二步，規(guī)劃設(shè)計方案，明確產(chǎn)品的功能和特性，并將功能和特性轉(zhuǎn)換成面向用戶的界面和體驗。第三步，編程制作產(chǎn)品，本文選擇的是Visual Basic（簡稱VB）語言，學(xué)生可以使用其工具箱中的各種控件來“積木式”搭建應(yīng)用程序的各種界面，是編程初學(xué)者的較好選擇。第四步，用戶反饋和更新，根據(jù)用戶反饋的意見，針對性地進(jìn)行產(chǎn)品的調(diào)整和優(yōu)化。但值得注意的是，項目式學(xué)習(xí)的作品不是越復(fù)雜越好，越多越好，而是要保持問題和產(chǎn)品的一致性。

要素五：評價多元。《新課標(biāo)》在“課程理念”部分提到“堅持過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)習(xí)結(jié)果的評估和應(yīng)用，服務(wù)教育教學(xué)質(zhì)量管理”。項目式學(xué)習(xí)中的評價方式也可以與《新課標(biāo)》的評價要求相契合。如設(shè)計《項目活動過程評價表》，對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行過程性評價，以便學(xué)生對整個項目化學(xué)習(xí)過程中涉及到的學(xué)習(xí)態(tài)度、參與程度、內(nèi)容掌握、能力和認(rèn)知發(fā)展等方面有恰當(dāng)?shù)淖晕艺J(rèn)識。再如設(shè)計《項目作品評價表》和《小組項目展示評價表》，對作品成果本身和作品展示情況進(jìn)行終結(jié)性評價，以便學(xué)生對能力表現(xiàn)、思維過程、情感態(tài)度等方面有全面反饋。

三、基于計算思維的項目式學(xué)習(xí)案例

筆者在學(xué)習(xí)劉景福等人提出的項目式學(xué)習(xí)流程的基礎(chǔ)上，結(jié)合上文提出的“一個中心，五個要素”學(xué)習(xí)模式，設(shè)計了基于計算思維的項目式學(xué)習(xí)流程，具體流程如圖1所示。

下面以《程序中的判斷：新冠居家監(jiān)測小助手》一課為例，在教學(xué)中實踐基于計算思維的項目式學(xué)習(xí)。

1.融入情境，確定主題

2022年12月7日，新冠疫情防控措施再優(yōu)化，無癥狀感染者和輕型病例可居家隔離。而本節(jié)課的授課時間正是新冠疫情防控政策全面放開之后的一個月，“新冠疫情”情境能夠更加貼近學(xué)生生活、聯(lián)系社會實際。身為“新冠放開”的體驗者，學(xué)生能夠更加身臨“情境”，結(jié)合自身生活實際，思考如何制作一個“新冠居家監(jiān)測小助手”程序，幫助居家人員智能化分析他們的“抗陽”情況。

2.規(guī)劃項目，提出問題

一旦明確了主題和目標(biāo)，接下來就是制定詳細(xì)的制作計劃。這個環(huán)節(jié)就需要學(xué)生考慮各個方面的細(xì)節(jié)，確保制作能夠順利進(jìn)行。如界面設(shè)計，一個優(yōu)秀的VB程序界面應(yīng)該具備清晰美觀、直觀易用等特點，同時還需要考慮用戶使用習(xí)慣和心理。于是學(xué)生考慮到要為程序添加符合當(dāng)時用戶心理的背景圖片，以減少用戶在使用時的心理困擾。此外，考慮到用戶群體中還有許多中老年人，學(xué)生提出在制作按鈕時要盡量保證按鈕簡單直觀、通俗易懂。再如功能實現(xiàn)，在教師的組織、啟發(fā)、引導(dǎo)下，通過組內(nèi)合作、組間交流，學(xué)生發(fā)現(xiàn)居家人員可能遇到以下三個問題：問題一是如何判斷自己是否需要居家，問題二是什么情況需要轉(zhuǎn)診治療，問題三是符合什么條件可以結(jié)束居家治療。因此，如何在“新冠居家監(jiān)測小助手”中解決這三個問題是本節(jié)課的重點。

3.自主探究，解決問題

發(fā)現(xiàn)問題更要解決問題。結(jié)合自身的“陽康”經(jīng)歷，同時參考國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制發(fā)布的《新冠病毒感染者居家治療指南》，學(xué)生得到了上述三個問題的答案：第一個問題，如果出現(xiàn)發(fā)熱（體溫高于37.3℃）等癥狀，需要居家隔離。第二個問題，經(jīng)藥物治療后，如果體溫仍持續(xù)3天高于38.5℃，建議轉(zhuǎn)診治療。第三個問題，如果居家治療人員癥狀明顯好轉(zhuǎn)或無明顯癥狀，自測抗原陰性并且連續(xù)兩次新冠病毒核酸檢測Ct值≥35，可結(jié)束居家治療。這三個問題如何在“新冠居家監(jiān)測小助手”中實現(xiàn)？通過回顧前期知識，學(xué)生得出探究步驟：設(shè)計算法—繪制流程圖—添加代碼—完善代碼。

問題一的任務(wù)為制作“是否需要居家”按鈕。通過繪制出的流程圖可知，涉及到的基本結(jié)構(gòu)為分支結(jié)構(gòu)，而分支結(jié)構(gòu)中的邏輯判斷在VB程序中需要用條件語句來實現(xiàn)，于是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)條件語句的格式，并幫助學(xué)生逐步將流程圖轉(zhuǎn)換成VB語言，培養(yǎng)學(xué)生計算思維與邏輯思維。同時，分支結(jié)構(gòu)中的邏輯判斷還涉及到另一個新知關(guān)系表達(dá)式，因此，學(xué)生還可以在問題一中了解VB中常用的關(guān)系運算符。

問題二的任務(wù)為制作“是否需要轉(zhuǎn)診”按鈕。通過繪制出的流程圖可知這個程序中有三個條件，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)計這三個條件，于是學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)了解到還有一種運算符——邏輯運算符。通過第二個任務(wù)，學(xué)生可以鞏固條件語句的書寫規(guī)則，嘗試獨立運用分支結(jié)構(gòu)設(shè)計編寫程序解決問題。

問題三的任務(wù)為制作“能否結(jié)束居家”按鈕。它的關(guān)鍵是如何創(chuàng)意表達(dá)自測抗原陰性，于是有學(xué)生提出需要學(xué)習(xí)新知字符類型，也有學(xué)生提出可以用0和1來簡單表示陰和陽。第三個任務(wù)在加深學(xué)生理解條件語句的作用，為學(xué)生提供創(chuàng)意制作空間的同時，還積極引導(dǎo)學(xué)生探究、發(fā)現(xiàn)技術(shù)背后所蘊(yùn)含的技術(shù)價值和技術(shù)思想。

4.制作作品，交流完善

在學(xué)習(xí)問題解決的相關(guān)知識后，學(xué)生就可以大膽嘗試制作，在實踐中感悟，在交流中成長。如學(xué)生在編寫問題一代碼的過程中，可能會遇到對象Command1選擇錯誤、條件語句中End If漏寫、體溫變量temp使用錯誤等問題。再如編寫問題二的代碼時，可能會遇到邏輯運算符And與前后內(nèi)容連接錯誤等問題。對此，教師可以密切關(guān)注學(xué)生的編程過程，及時開展小組交流，適時引導(dǎo)各個組內(nèi)能夠理解程序的學(xué)生分享自己編寫代碼的經(jīng)驗。

5.評價反思，拓展升華

“新冠居家監(jiān)測小助手”程序的制作完成并不代表“新冠疫情”問題情境的結(jié)束。在“新冠疫情”中，還有哪些問題值得我們?nèi)ヌ骄?，如“新冠居家監(jiān)測小助手”程序面向的用戶群體是居家隔離治療的人員，那針對社區(qū)工作人員是否可以設(shè)計一個“社區(qū)防疫實時監(jiān)測小助手”程序，針對醫(yī)護(hù)人員是否可以設(shè)計一個“新冠感染者治療小助手”程序等等。在此環(huán)節(jié)，教師希望學(xué)生能夠通過回顧情境，喚起感受力和想象力，體會計算思維對于數(shù)字時代的革命意義，以夢為“碼”，努力踐行新時代的使命與擔(dān)當(dāng)。

四、結(jié)語

通過實踐研究發(fā)現(xiàn)，基于項目式學(xué)習(xí)開展VB編程教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生計算思維的有效方法之一。通過體驗“選擇項目主題—制定項目計劃—開展項目研究—制作項目作品—項目成果交流—項目評價反思”的完整過程，學(xué)生了解了項目式學(xué)習(xí)解決問題的益處，學(xué)會了將解決問題的方案遷移運用于解決其他問題，有效提升了數(shù)字素養(yǎng)與技能。但是如何更好地將基于計算思維的項目式學(xué)習(xí)融入初中VB編程課堂，還需要廣大專家和教師的不斷磨合、修改和完善，從而達(dá)到更好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭萍. 基于項目式學(xué)習(xí)的初中生創(chuàng)造性思維培養(yǎng)研究[D].牡丹江：牡丹江師范學(xué)院，2023.

[2]杜曉東.核心素養(yǎng)向?qū)鲁踔行畔⒓夹g(shù)項目式教學(xué)的研究——以Python編程教學(xué)為例[J].新課程，2022（41）：66-68.