基于計算思維的項目教學(xué)法在VB課程中的研究與實踐

楊元鳳

摘 要 本文圍繞計算思維能力培養(yǎng)這一核心目標(biāo)，在初中VB程序設(shè)計教學(xué)中采用項目教學(xué)法，讓學(xué)生在項目實踐中經(jīng)歷問題抽象、問題分解的過程，逐步理解算法思維，學(xué)會運(yùn)用計算思維分析和解決問題，以提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 VB程序設(shè)計 項目教學(xué)法 中學(xué)生 計算思維

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.09.051

Abstract This paper focuses on the core goal of computational thinking ability training. In the VB programming teaching of junior high school， the project teaching method is adopted， which allows students to experience the problem abstraction and problem decomposition process in the project practice， gradually understand the algorithm thinking， and learn to use computational thinking to analyze and solve problems to improve students' information literacy.

Keywords VB programming； project teaching method； middle school students； computational thinking

1 理論基礎(chǔ)

在《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要》中明確要求：中小學(xué)生要“了解程序設(shè)計的基本思想，培養(yǎng)邏輯思維能力?！?Visual Basic（以下簡稱VB）是在一種可視化、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動方式的高級程序設(shè)計語言，它接近于自然語言和人類的邏輯思維方式，其特點(diǎn)是功能強(qiáng)大、簡單易學(xué)。初中階段學(xué)習(xí)VB程序設(shè)計比較適合中學(xué)生的思維能力，可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的算法思維，以及分析問題和解決問題的能力。

項目教學(xué)法是把整個單元教學(xué)任務(wù)目標(biāo)分解為若干個活動項目，在教學(xué)實踐中以活動項目為線索，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生自主探索為基礎(chǔ)，采用科學(xué)的組織形式和方法，讓學(xué)生主動參與、探索創(chuàng)新的教學(xué)方法。計算思維是一種以計算科學(xué)為核心，運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)和理解人類的行為。在VB程序設(shè)計采用項目教學(xué)法，融入“計算思維”的思想，能讓學(xué)生在項目實踐中，經(jīng)歷問題抽象、問題分解的過程，進(jìn)一步理解算法思維，學(xué)會對問題進(jìn)行抽象、分解、建模，即運(yùn)用計算思維解決問題。

2 基于計算思維的項目教學(xué)法教學(xué)實踐

2.1 設(shè)計生動的項目，孕育學(xué)生的創(chuàng)造思維

曾經(jīng)在一篇程序教學(xué)文章看到一個養(yǎng)成創(chuàng)造力的“4P方法論”：Project（項目）、Passion（熱情）、Peer（伙伴）、Play（玩樂）。即給學(xué)生一個他有熱情（Passion）的項目（Project），讓他跟伙伴（Peer）用像在玩（Play）一樣的方式合作完成。筆者認(rèn)為，這個“4P方法論”很適用我們的VB項目式教學(xué)，它有效實施的前提便是項目。對于項目的設(shè)計，應(yīng)該從以下三點(diǎn)著手：

2.1.1設(shè)計合理的項目活動

初中生的信息課一周一節(jié)，在學(xué)習(xí)VB程序設(shè)計基礎(chǔ)知識的階段，最好是設(shè)計小項目，一定要在一堂課內(nèi)能完成的項目，而且要切合中學(xué)生的學(xué)習(xí)生活、興趣愛好，將已有知識和技能的應(yīng)用，以及新課的知識和技能融入其中，引導(dǎo)學(xué)生逐步學(xué)習(xí)，從而解決項目中的實際問題，促進(jìn)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)造能力的發(fā)展。

項目任務(wù)的設(shè)計要按學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行規(guī)劃，先易后難，層層深入，是一個有層次的計算思維訓(xùn)練框，有利于循序漸進(jìn)地開展思維訓(xùn)練。

2.1.2以有趣的情境提出問題

精彩有活力的課堂，首先應(yīng)該激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，有針對性地設(shè)計一個構(gòu)思巧妙、想象奇特的情境導(dǎo)入，能集中學(xué)生的注意力，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)思維的健康發(fā)展，使得課堂充滿活力，有利于學(xué)生良好學(xué)習(xí)效果的獲得。

比如《了解家人的體型》這一項目主題，可以設(shè)計這樣的情境故事：

讓一位同學(xué)A飾演體型檢測機(jī)，模擬計算機(jī)思維來檢測體型，另有五位同學(xué)分別飾演不同體型角色來進(jìn)行體型檢測。這五位同學(xué)分別貼上“胖胖熊”、“皮皮熊”、“皮卡丘”、“嘻哈猴”、“小豆芽”等可愛的體型標(biāo)簽。表演開始時，飾演體型檢測機(jī)的同學(xué)手持一本書（貼上“體型檢測機(jī)”字樣）站在講臺上，每上來一個同學(xué)，同學(xué)A就拿著“體型檢測機(jī)”象征性地在他面前掃一下，然后說出他的體型，直到五位不同體型的同學(xué)都檢測完。

這樣生動有趣的情境表演，讓抽象問題具體呈現(xiàn)出來，學(xué)生很快就清楚明了地理解到體型檢測機(jī)要做什么，要反饋幾種體型結(jié)果。讓學(xué)生邊玩邊理解程序的功能需求和操作方法，從而把抽象的程序變得具體。隨后，教師就要讓學(xué)生進(jìn)行項目的需求分析，并完成思維導(dǎo)圖。

2.1.3運(yùn)用項目指導(dǎo)書引導(dǎo)學(xué)生實施項目研究

初中生的心智發(fā)育還在趨于成熟的階段，不能完全獨(dú)立地開展項目式的學(xué)習(xí)探究，需要老師制定一個科學(xué)合理的學(xué)習(xí)方案來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、協(xié)作探究。為此，我每節(jié)課都會給出一個項目指導(dǎo)書，它是結(jié)合課本列出項目探究每個環(huán)節(jié)的任務(wù)和學(xué)習(xí)建議，包括需求分析的引導(dǎo)、思維導(dǎo)圖和流程圖的部分框架，以及新知識點(diǎn)的講義，項目程序代碼的參考解析、引發(fā)思考的問題等，方便學(xué)生帶著問題逐步學(xué)習(xí)。項目指導(dǎo)書的設(shè)計要根據(jù)每個班的學(xué)情實時調(diào)整，以做到最有效地輔助項目教學(xué)的實施。

2.2 利用思維導(dǎo)圖，訓(xùn)練分解的能力

分解是計算思維中非常重要的概念，指的是把數(shù)據(jù)、問題或過程分解成更小的、更容易被理解和解決的總分。通過分解，學(xué)生可以理清輸入輸出信息與要計算的數(shù)據(jù)，以及如何求解問題的關(guān)鍵步驟，編程思路思路會更清晰有條理。

思維導(dǎo)圖是表達(dá)發(fā)散性思維的有效圖形思維工具，是以樹狀結(jié)構(gòu)將思維形象化的方法。運(yùn)用思維導(dǎo)圖，可以逐層理清程序中各部分的關(guān)系，通過把無形的思維過程轉(zhuǎn)化為直觀有形的導(dǎo)圖，讓分解的數(shù)據(jù)、問題和過程更清晰有條理。在情境表演的環(huán)節(jié)，就可以引導(dǎo)學(xué)生思考程序所需要的輸入、輸出和計算內(nèi)容，并將其畫成思維導(dǎo)圖的形式。

2.3 采用積木式流程圖，鍛煉邏輯思維能力

邏輯思維是人們在認(rèn)識過程中借助于概念、判斷、推理反映現(xiàn)實的過程，是學(xué)習(xí)計算機(jī)編程重要的思維能力。流程圖能更有效、更規(guī)范地描述算法，引導(dǎo)學(xué)生編寫代碼。學(xué)生通過畫流程圖，形成基本程序思路，這為自主完成算法的學(xué)習(xí)和代碼編寫奠定了基礎(chǔ)。

對于新課教學(xué)，考慮到一堂課時間有限，以及中學(xué)生邏輯思維能力的問題，可以采取完善流程圖的方法讓學(xué)生逐步訓(xùn)練。

2.4 自主探究學(xué)習(xí)，喚醒問題解決的能力

在整個項目學(xué)習(xí)和實踐過程中，學(xué)生要不斷探究，尋找解決各種問題的方法。從開始項目的分析到完成項目，學(xué)生要考慮方方面面的因素，這就是一個探究的過程。在遇到各種問題的時候，需要學(xué)生去思考解決問題的辦法，要通過閱讀書本、微視頻學(xué)習(xí)、小組討論等途徑。從不同角度看問題，找方法，最終完成項目的需求，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

探究學(xué)習(xí)有效開展的前提是教師的引導(dǎo)，前面三個環(huán)節(jié)的設(shè)計正是探究性學(xué)習(xí)實施的基礎(chǔ)和鋪墊。有了項目指導(dǎo)書的引導(dǎo)，學(xué)生可以有步驟、有針對地去實施探究活動，教師要鼓勵他們大膽質(zhì)疑、善于發(fā)現(xiàn)、敢于嘗試，在“自主+合作”的學(xué)習(xí)模式中讓他跟伙伴用像在玩一樣的方式攻克難題，解決問題，體驗獲得成功的過程。

在自探究學(xué)習(xí)中還要注重以下三點(diǎn)：

（1）合作交流，培養(yǎng)發(fā)散思維。大多數(shù)好的項目，都不是一個人完成的，而是一群人共同合作，相互建立在對方的基礎(chǔ)上完成的，所以要培養(yǎng)學(xué)生合作、分享的習(xí)慣。在項目的需求分析、思維導(dǎo)圖和流程圖環(huán)節(jié)、程序調(diào)試糾錯環(huán)節(jié)，采用小組合作，能集思廣益，既有利于學(xué)生的主動參與，使每個學(xué)生都有一個充分發(fā)展的機(jī)會，又有利于學(xué)生之間的多向交流，學(xué)習(xí)別人的長處和優(yōu)點(diǎn)，碰撞出思維的火花，比較適宜培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

（2）微視頻教學(xué)，訓(xùn)練算法思維。算法是通過一種清晰定義的步驟來解決問題的方法。在有了流程圖的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以根據(jù)流程圖，形成用代碼來解決問題的算法。如果是一些新的算法問題，可能光靠學(xué)生自學(xué)教材還不夠，特別是一些自學(xué)能力較差的學(xué)生，或者一些比較難的算法，可以錄制一系列的微視頻進(jìn)行教學(xué)講解，方便學(xué)生更好地開展自主學(xué)習(xí)，訓(xùn)練正確的算法思維。

（3）調(diào)試糾錯，提升思維能力。學(xué)生編寫完程序代碼后，就進(jìn)入運(yùn)行調(diào)試環(huán)節(jié)。往往一段程序不會一蹴而就，而是需要反復(fù)地調(diào)試糾錯和改進(jìn)。當(dāng)運(yùn)行出錯時，就需要人腦來模擬計算機(jī)執(zhí)行程序語句，理解執(zhí)行每一行代碼應(yīng)該出現(xiàn)的結(jié)果，先思考可能出現(xiàn)問題的原因，再調(diào)整程序，不斷地糾錯，采用不同的算法來解決問題，在“思考—改進(jìn)—調(diào)試”的過程中反復(fù)磨練，這樣學(xué)生不僅在編程、技能上有進(jìn)步，在計算思維上也會有所提升。

2.5 歸納總結(jié)，鞏固思維的形成

經(jīng)過前面四步，學(xué)生已經(jīng)基本掌握了這堂課的學(xué)習(xí)知識點(diǎn)，計算思維能力也初步形成，接下來需要借助歸納總結(jié)來鞏固和強(qiáng)化新知識的學(xué)習(xí)。在實際教學(xué)中，我一般會先讓學(xué)生口頭總結(jié)本課收獲，教師再通過思維導(dǎo)圖的形式，將本課的知識點(diǎn)歸納關(guān)聯(lián)起來，系統(tǒng)性地展示課堂知識結(jié)構(gòu)，并結(jié)合課本的檢測評估加以鞏固，這樣學(xué)生在總結(jié)中，不僅鍛煉了語言表達(dá)能力，理清了本課內(nèi)容結(jié)構(gòu)，建立了知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，思維能力也得以鞏固和提升。

2.6 自由創(chuàng)作，助推發(fā)散思維和創(chuàng)新意識

作為新課的學(xué)習(xí)，給出項目指導(dǎo)書，讓學(xué)生按指導(dǎo)步驟走是有意義的，但如果想要養(yǎng)成“創(chuàng)意思考者”，就只能給出指導(dǎo)步驟大綱，要讓學(xué)生去試驗、測試極限在哪。因此，對于比較重要的知識點(diǎn)，在完成老師布置的項目后，可以安排下一節(jié)課，給出一些項目讓學(xué)生自己選擇、創(chuàng)作。

在項目完成后，再來一個項目展示環(huán)節(jié)，讓學(xué)生展示介紹自己的創(chuàng)作。在展示和分享的過程中，學(xué)生通過對自己的項目進(jìn)行總結(jié)和創(chuàng)意表達(dá)，以及對他人創(chuàng)作的學(xué)習(xí)和思考，學(xué)生會產(chǎn)生更多的想法、更多的創(chuàng)意。這樣，在往后的學(xué)習(xí)中會融合更多的思想，創(chuàng)新思維能力也會逐步提升。

3 結(jié)束語

以上便是我在VB教學(xué)中的一些實踐，運(yùn)用項目教學(xué)法，給學(xué)生一個他有熱情（Passion）的項目（Project），讓他跟伙伴（Peer）用像在玩（Play）一樣的方式合作完成，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲，學(xué)習(xí)主動性大大提升，自主學(xué)習(xí)能力也在不斷提高。通過這一單元的教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣，讓學(xué)生培養(yǎng)出一定的編程思想，使學(xué)生在玩中學(xué)，學(xué)中樂，鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力、創(chuàng)新思維能力、解決問題的能力等，讓他們學(xué)會用計算思維的方法來解決問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐曉東，喬世偉.計算思維：從小學(xué)至高中《信息技術(shù)》教育的新目標(biāo)[J].教育信息技術(shù)，2015（5）.

[2] 江麗麗.在《VB程序設(shè)計》教學(xué)中開展項目教學(xué)法的研究[J].辦公自動化，2009（24）.

[3] 邵峰.淺談項目教學(xué)法在《VB程序設(shè)計》教學(xué)中的實踐應(yīng)用[J].軟件，2013（9）.