小組合作教學(xué)法在初中信息科技計(jì)算思維課中的應(yīng)用

摘 要 計(jì)算思維不僅是信息科技課程的核心素養(yǎng)之一，同時(shí)也是深受各國重視的一種思維模式。小組合作教學(xué)法在信息科技課程中應(yīng)用廣泛，將其與計(jì)算思維教學(xué)結(jié)合能提升教學(xué)質(zhì)量。首先從分組策略、任務(wù)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)方式入手分析小組合作教學(xué)法應(yīng)用于初中信息科技計(jì)算思維課的教學(xué)策略，然后對(duì)應(yīng)計(jì)算思維的六大要素，詳細(xì)闡述教學(xué)模式及應(yīng)用案例。

關(guān)鍵詞 小組合作教學(xué)法；計(jì)算思維；信息科技

中圖分類號(hào)：G633.67 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）17-00-04

0 引言

當(dāng)前，計(jì)算思維教育很受重視，很多國家甚至將計(jì)算思維融入國家教育戰(zhàn)略。我國對(duì)計(jì)算思維也高度重視，在最新修訂的《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中，計(jì)算思維是信息科技學(xué)科的四大核心素養(yǎng)之一。很多省份已將計(jì)算思維的相關(guān)內(nèi)容編寫入信息技術(shù)教材中，如2020浙教版《信息技術(shù)》八年級(jí)上冊(cè)教材中增加了“Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”“算法與程序設(shè)計(jì)”等相關(guān)內(nèi)容。筆者所在學(xué)校主要通過校本教材進(jìn)行可視化編程軟件教學(xué)來提升學(xué)生的計(jì)算思維。這些課程一般涵蓋算法、基本的程序編寫等內(nèi)容，具有邏輯性強(qiáng)、抽象難理解等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的教學(xué)手段難以適應(yīng)這樣的教學(xué)內(nèi)容，初中生也容易產(chǎn)生畏難情緒導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳[1]。小組合作教學(xué)法能夠很好地解決這些問題，讓學(xué)生通過互助、合作等方式，共同解決學(xué)習(xí)難題，讓教學(xué)取得更理想的效果。

1 教學(xué)策略

1.1 精準(zhǔn)分組

無序、隨機(jī)的分組不利于組內(nèi)的合作和組之間的良性競(jìng)爭(zhēng)，教師可以通過先開展摸底測(cè)試了解每一位學(xué)生的計(jì)算思維水平，再進(jìn)行分組。

筆者通過研究，找到了國際認(rèn)可的科學(xué)的計(jì)算思維測(cè)試工具——“Bebras國際計(jì)算思維挑戰(zhàn)賽”的試題。該項(xiàng)比賽是2004年由國際計(jì)算思維聯(lián)盟發(fā)起并首次舉辦的，旨在通過趣味試題提升各年齡段學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)、算法的興趣，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。教師可以從試題庫中選取一定量的題目，對(duì)學(xué)生開展40分鐘的閉卷測(cè)試，從而精準(zhǔn)掌握學(xué)生計(jì)算思維的水平。例如，筆者從“Bebras國際計(jì)算思維挑戰(zhàn)賽”的試題中選取了8道題目對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試（具體可掃描圖1），在能力維度上，包含評(píng)估、概況維度各1道題，分解、抽象、算法維度各2道題；在難度系數(shù)上，5道題為易，3道題為中；在題目設(shè)計(jì)上，追問學(xué)生選擇的原因，而不是單純看學(xué)生選擇的答案。這樣的測(cè)試能夠真實(shí)、全面、綜合地反映學(xué)生的計(jì)算思維能力，幫助教師精準(zhǔn)掌握每一位學(xué)生學(xué)前的計(jì)算思維水平。

教師干預(yù)的分組一般有兩種方式，一種是將同類水平的學(xué)生放在同一組，另一種是將不同水平的學(xué)生放在同一組[2]。筆者建議采用后一種分組方式，一是可以避免組與組之間的總體水平差距過大，充分運(yùn)用小組積分來激發(fā)學(xué)生爭(zhēng)奪集體榮譽(yù)的積極性；二是便于讓組內(nèi)不同層次的學(xué)生開展互幫互助，真正發(fā)揮小組合作的優(yōu)勢(shì)。

教師可以根據(jù)學(xué)生計(jì)算思維測(cè)試的結(jié)果，結(jié)合學(xué)生自愿組合的意愿，保證小組內(nèi)包含好、中、差三個(gè)層次的學(xué)生，并適當(dāng)平衡每組的人數(shù)，根據(jù)學(xué)生推舉確定小組長。

1.2 兩類任務(wù)

小組合作教學(xué)法離不開任務(wù)的驅(qū)動(dòng)，學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。筆者認(rèn)為必須設(shè)計(jì)好兩類任務(wù)：一是避免小組形同虛設(shè)的小組合作任務(wù)；二是保證個(gè)人學(xué)習(xí)效果的個(gè)人任務(wù)。

小組任務(wù)應(yīng)具備一定的合作必要性和難度，萬不可每一項(xiàng)任務(wù)都進(jìn)行小組合作，這很容易導(dǎo)致部分學(xué)生渾水摸魚，對(duì)其個(gè)人成長不利。在教學(xué)內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單的時(shí)候，小組任務(wù)可以設(shè)計(jì)為個(gè)人作品的有機(jī)結(jié)合，從而達(dá)到1+1＞2的效果。以“順序結(jié)構(gòu)思維”一課為例，該課的教學(xué)目標(biāo)為讓學(xué)生通過在源碼編輯器中添加音符聲音，創(chuàng)作出一首歌曲，一個(gè)人完成這個(gè)任務(wù)是比較困難的，耗費(fèi)的時(shí)間也比較多，筆者將其設(shè)計(jì)為小組任務(wù)，要求組內(nèi)自行分工，每人編寫一小節(jié)歌曲腳本，最終合并成一首完整的歌曲，這既能鍛煉學(xué)生的合作能力，又能避免組員之間的抄襲。在教學(xué)內(nèi)容相對(duì)較難的時(shí)候，小組任務(wù)可以設(shè)計(jì)為分類任務(wù)，將總?cè)蝿?wù)進(jìn)行分解，根據(jù)子任務(wù)的難易將他們分配給組內(nèi)相應(yīng)層次的學(xué)生。以“環(huán)游柳州游戲棋”一課為例，該課為教材中最后一個(gè)綜合案例，并在原有基礎(chǔ)上增加了一個(gè)拓展知識(shí)點(diǎn)——列表的應(yīng)用，可以將有列表的部分腳本讓學(xué)有余力的學(xué)生完成，其他層次的學(xué)生完成游戲棋的其他部分，最后再合并為一個(gè)完整的程序。這樣的設(shè)計(jì)讓小組任務(wù)落到了實(shí)處，讓每個(gè)層次的學(xué)生在合作的同時(shí)都得到了成長。

每個(gè)教學(xué)內(nèi)容中重點(diǎn)的個(gè)人任務(wù)應(yīng)該進(jìn)行分層處理，針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況，至少將任務(wù)分為基礎(chǔ)層和提高層兩個(gè)層次，在滿足基本學(xué)習(xí)目標(biāo)的同時(shí)，也要盡量讓學(xué)有余力的學(xué)生“吃得飽”。例如，“帶你游環(huán)江”一課是畫圖類和動(dòng)作類腳本相結(jié)合的綜合應(yīng)用，筆者設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)任務(wù)目標(biāo)為能夠編寫1個(gè)角色的指定圖案繪制，提高任務(wù)目標(biāo)為2個(gè)及以上角色配合完成指定圖案的繪制，添加1個(gè)角色，增加了腳本匹配的難度。

1.3 綜合評(píng)價(jià)

為充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，不能只進(jìn)行結(jié)果性評(píng)價(jià)，而應(yīng)將過程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)相結(jié)合，對(duì)學(xué)生、小組開展綜合性評(píng)價(jià)。筆者在教學(xué)實(shí)施過程中，以分?jǐn)?shù)的形式對(duì)學(xué)生的個(gè)人任務(wù)、小組任務(wù)、課堂表現(xiàn)等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 教學(xué)模式

筆者對(duì)應(yīng)計(jì)算思維的抽象、分解、概括、算法、選擇最優(yōu)方案、評(píng)估、推廣等要素[3]，設(shè)計(jì)了分析問題、制定方案和計(jì)劃、探究實(shí)踐、交流分享、拓展應(yīng)用、總結(jié)評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，形成了小組合作教學(xué)下的初中計(jì)算思維教學(xué)模式，從而在教和學(xué)的過程中都緊緊圍繞計(jì)算思維，讓學(xué)習(xí)的過程本身也是在應(yīng)用計(jì)算思維。

2.1 析：分析問題，分解要素

在計(jì)算思維中，抽象要素需要學(xué)生能夠理解問題，分解要素即能夠?qū)栴}的解決進(jìn)行分解分析。

在本環(huán)節(jié)中，教師可先展示本課最終作品效果，再引導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖分析問題。當(dāng)目標(biāo)比較簡(jiǎn)單時(shí)，可設(shè)定為個(gè)人任務(wù)，然后組內(nèi)交流定下組內(nèi)方案；當(dāng)目標(biāo)比較復(fù)雜時(shí)，可以將其設(shè)定為小組合作任務(wù)，組內(nèi)合作完成。

2.2 定：制定方案，畫流程圖

計(jì)算思維中的概括要素要求學(xué)生能根據(jù)情況制定方案，算法要素需要學(xué)生能用算法的思路來解決問題，選擇最優(yōu)方案要素需要學(xué)生能從幾種解決方案中找到最適合的解決策略。

在本環(huán)節(jié)中，教師引導(dǎo)學(xué)生將關(guān)鍵的程序用流程圖展現(xiàn)解決方案，要求組內(nèi)分享，并通過討論定下本組的最優(yōu)解決策略。

2.3 做：腳本實(shí)踐，評(píng)估方案

在計(jì)算思維中，評(píng)估要素指的是通過自我印證和檢驗(yàn)來評(píng)估調(diào)整方案的可行性。

在本環(huán)節(jié)中，教師根據(jù)學(xué)生學(xué)情，通過教師講授或?qū)W生自學(xué)探究，幫助學(xué)生掌握本課涉及的關(guān)鍵語句。再根據(jù)程序的難易程度，設(shè)定為個(gè)人或小組任務(wù)，完成相關(guān)腳本的編寫，并進(jìn)行自我調(diào)試完善。

2.4 調(diào)：交流分享，調(diào)整作品

在本環(huán)節(jié)中，教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行作品的組內(nèi)分享，并按照教師給出的標(biāo)準(zhǔn)，開展自評(píng)和互評(píng)，然后根據(jù)意見進(jìn)行調(diào)整。

2.5 拓：拓展應(yīng)用，舉一反三

在計(jì)算思維中，推廣要素指的是學(xué)生能通過舉一反三，將本課所學(xué)知識(shí)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

在本環(huán)節(jié)中，教師給出相關(guān)拓展任務(wù)，讓學(xué)有余力的學(xué)生能夠進(jìn)行自我提升。

2.6 評(píng)：總結(jié)提升，綜合評(píng)價(jià)

最后，開展本課小結(jié)，并對(duì)照個(gè)人評(píng)價(jià)表（表1）、小組評(píng)價(jià)表（表2），開展自評(píng)、互評(píng)和師評(píng)[4]。

3 應(yīng)用案例

以自編校本教材中“柳州城市宣傳員”一課為例，筆者綜合應(yīng)用以上教學(xué)策略和教學(xué)模式，開展基于小組合作教學(xué)法的提升計(jì)算思維的信息科技課堂教學(xué)。本課位于“順序結(jié)構(gòu)”主題章節(jié)，為本教材中第一個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目，需要三個(gè)課時(shí)完成此項(xiàng)目的教學(xué)。

3.1 第一課時(shí)

本課時(shí)目標(biāo)為完成項(xiàng)目的分析、方案制定。

3.1.1 個(gè)人分析宣傳片，小組綜合總導(dǎo)圖

【情景引入】教師播放柳州城市宣傳片并展示最終成品，引出項(xiàng)目目標(biāo)任務(wù)：在源碼編輯器中制作圖文并茂并配有本土音樂的柳州宣傳片，成為小小城市宣傳員（教師將真實(shí)情境和問題解決相結(jié)合，構(gòu)建接近學(xué)生生活實(shí)際的教學(xué)情景）。

【個(gè)人任務(wù)】請(qǐng)你根據(jù)問題介紹，結(jié)合你自己的理解，用思維導(dǎo)圖繪制出宣傳片的整體規(guī)劃圖。思維導(dǎo)圖應(yīng)該包含背景、角色以及他們的造型及行為（學(xué)生獨(dú)立思考進(jìn)行問題分解，將抽象的任務(wù)文字轉(zhuǎn)換為可視化的思維導(dǎo)圖，分解出子任務(wù)，為之后的實(shí)踐任務(wù)打下基礎(chǔ)）。

【小組討論】請(qǐng)?jiān)诮M內(nèi)分享自己的思維導(dǎo)圖，最終每個(gè)組形成一個(gè)統(tǒng)一的項(xiàng)目總導(dǎo)圖（小組內(nèi)部進(jìn)行思維碰撞、討論完善，相互取長補(bǔ)短）。

【展示分享】教師展示有缺漏的小組導(dǎo)圖，請(qǐng)其他小組進(jìn)行補(bǔ)充完善（利用集體智慧，幫助有困難的小組達(dá)成目標(biāo)）。

3.1.2 個(gè)人繪制流程圖，小組商定總方案

【教師講解】本項(xiàng)目制作關(guān)鍵是要將三妹和背景的腳本配合好，實(shí)現(xiàn)景點(diǎn)按照我們預(yù)想的順序進(jìn)行介紹，并且介紹臺(tái)詞和背景圖片一一對(duì)應(yīng)。下面以介紹白蓮洞為例（見圖2），通過“等待4秒”的指令，讓白蓮洞背景的圖片和介紹白蓮洞同時(shí)出現(xiàn)，在切換到白蓮洞背景后，通過“等待3秒”的指令，與三妹的介紹時(shí)間匹配，以此保證整個(gè)程序能夠圖文匹配地按順序運(yùn)行（講解順序結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，教會(huì)學(xué)生分析方法）。

【個(gè)人任務(wù)】請(qǐng)你選取一個(gè)景點(diǎn)的介紹，完成三妹和背景對(duì)應(yīng)的流程圖（學(xué)生模仿教師的方法，掌握關(guān)鍵語句的解決策略）。

【組內(nèi)分享】請(qǐng)?jiān)诮M內(nèi)交流自己繪制的流程圖，再根據(jù)組員意見修改補(bǔ)充完善，確定本組解決方案（發(fā)揮小組幫扶作用，確保分析思路正確）。

3.2 第二課時(shí)

本課時(shí)目標(biāo)為完成項(xiàng)目中圖文部分的制作。

3.2.1 自學(xué)相關(guān)積木塊，個(gè)人做基礎(chǔ)任務(wù)

【自學(xué)新知】請(qǐng)你通過課本、軟件中的“幫助”模塊、微視頻，學(xué)習(xí)本課需要用到的相關(guān)積木塊的使用方法（圖文制作所用到的對(duì)話、等待積木塊知識(shí)比較簡(jiǎn)單，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)即可掌握，提高學(xué)生的自學(xué)能力）。

【個(gè)人任務(wù)】請(qǐng)你根據(jù)思維導(dǎo)圖和流程圖，完成宣傳片的圖文制作，至少介紹3個(gè)柳州經(jīng)典要素（對(duì)應(yīng)上節(jié)課的分解，實(shí)現(xiàn)腳本程序的編寫）。

3.2.2 小組內(nèi)外作分享，個(gè)人調(diào)整好作品

【展示分享】教師展示遇到困難的作品，并請(qǐng)同學(xué)幫助解決。展示優(yōu)秀作品，請(qǐng)同學(xué)點(diǎn)評(píng)（教師通過典型錯(cuò)誤的修正幫助有困難的同學(xué)，通過展示優(yōu)秀作品引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)修正）。

【調(diào)整完善】請(qǐng)你和組內(nèi)伙伴交換評(píng)價(jià)作品，完成評(píng)價(jià)表（表3），根據(jù)同伴建議再次修正自己的作品及流程圖（組內(nèi)互助互評(píng)，在腳本實(shí)踐的過程中，評(píng)估之前制定的方案并作相關(guān)修正）。

3.2.3 拓展應(yīng)用并推廣，小組共同來完成

【小組拓展】請(qǐng)小組選定一個(gè)本組優(yōu)秀作品，并增加小螺哥角色，實(shí)現(xiàn)通過三妹和小螺哥的對(duì)話配合圖片介紹柳州（拓展推廣順序結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，增加一個(gè)角色也增加了腳本的復(fù)雜度，設(shè)計(jì)為小組任務(wù)能加快任務(wù)的完成時(shí)間，并為下一節(jié)課的任務(wù)作好鋪墊）。

【展示分享】教師展示優(yōu)秀小組作品，請(qǐng)同學(xué)點(diǎn)評(píng)。

3.3 第三課時(shí)

本課時(shí)目標(biāo)為完成項(xiàng)目中音樂部分的制作。

3.3.1 自學(xué)相關(guān)積木塊，個(gè)人做基礎(chǔ)任務(wù)

【個(gè)人任務(wù)】請(qǐng)你通過軟件中的“幫助”模塊、資源包中的微課自學(xué)“MIDI音樂”模塊，在源碼編輯器中至少將4小節(jié)樂譜制作成MIDI音樂，并編寫播放腳本（MIDI音樂模塊腳本知識(shí)較簡(jiǎn)單，讓學(xué)生在任務(wù)中掌握新知）。

【展示分享】教師展示遇到困難的作品，并請(qǐng)同學(xué)幫助解決（教師巡堂及對(duì)典型錯(cuò)誤的修正進(jìn)行展示，確保學(xué)生都能掌握基礎(chǔ)新知）。

3.3.2 拓展應(yīng)用并推廣，小組共同來完成

【小組任務(wù)】成員分工合作（配樂師、程序設(shè)計(jì)師、文案策劃師、作品推薦師各1～2人），完成一個(gè)配樂且圖文并茂的柳州經(jīng)典景點(diǎn)介紹作品（小組成員在上一節(jié)課作品的基礎(chǔ)上，通過分工合作，調(diào)整音樂修改文案，形成最終的綜合作品）。

【展示分享】教師展示優(yōu)秀小組作品，并請(qǐng)其他小組點(diǎn)評(píng)。

【知識(shí)拓展】本項(xiàng)目作品中，我們編寫的角色、背景、音樂腳本都是按照自上而下的順序依次執(zhí)行，像這樣的結(jié)構(gòu)就是順序結(jié)構(gòu)，你能列舉生活中順序結(jié)構(gòu)的例子嗎（呼應(yīng)本章節(jié)內(nèi)容，進(jìn)一步提升學(xué)生的計(jì)算思維能力）？

3.3.3 個(gè)人小組作總結(jié)，開展自評(píng)和他評(píng)

【本課小結(jié)】說說通過柳州宣傳片的項(xiàng)目制作，你學(xué)到了什么？

【自評(píng)他評(píng)】請(qǐng)你打開評(píng)價(jià)表，完成對(duì)個(gè)人和小組的自評(píng)、互評(píng)。

4 結(jié)束語

教師應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃小組建立、任務(wù)設(shè)計(jì)、學(xué)生評(píng)價(jià)這幾大核心，并做好對(duì)小組協(xié)作、教學(xué)內(nèi)容等的指導(dǎo)，讓小組合作落到實(shí)處。在關(guān)于計(jì)算思維的初中信息科技課堂中，有效地應(yīng)用小組合作教學(xué)法，能夠讓學(xué)生通過互助互學(xué)更好更快地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，從而真正提升計(jì)算思維。

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作者簡(jiǎn)介：陳琳，柳州市龍城中學(xué)科研處主任，一級(jí)教師。