項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)法對(duì)高中生計(jì)算思維的培養(yǎng)

王金爽

摘? 要 從計(jì)算思維導(dǎo)向的項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)法出發(fā)，研究如何通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)培養(yǎng)發(fā)展高中學(xué)生的計(jì)算思維。以“認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)”項(xiàng)目中的一次任務(wù)為例，通過任務(wù)的進(jìn)行，教師把控課程基本方向，學(xué)生自主進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，旨在通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)促使學(xué)生對(duì)原本枯燥的理論性知識(shí)產(chǎn)生興趣，進(jìn)行思維的訓(xùn)練與養(yǎng)成。

關(guān)鍵詞 高中信息技術(shù);計(jì)算思維;項(xiàng)目學(xué)習(xí);核心素養(yǎng);教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G434? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）03-0079-03

0 前言

在我國(guó)關(guān)于計(jì)算思維的培養(yǎng)在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域還處于探索發(fā)展階段，信息技術(shù)得不到應(yīng)有的學(xué)科地位，教師在授課過程中只注重基礎(chǔ)理論知識(shí)教學(xué)，學(xué)生不能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際生活中的問題。如何培養(yǎng)計(jì)算思維，成為當(dāng)今教師需要攻克的難題。傳統(tǒng)的教學(xué)模式不利于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，當(dāng)前尚未有系統(tǒng)化的培養(yǎng)計(jì)算思維的方法。

任偉在翻譯巴克的理論后得出見解，項(xiàng)目學(xué)習(xí)（Project-

based Learning，簡(jiǎn)稱PBL）的設(shè)計(jì)更注重課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)[1]。我國(guó)2017年頒布的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱為《課標(biāo)》）也提倡教師采用項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)方法[2]。PBL教學(xué)模式包含兩個(gè)方面：一方面是基于問題式的學(xué)習(xí);另一方面是基于項(xiàng)目式的學(xué)習(xí)。無論是哪個(gè)“P”，都是為了解決實(shí)際問題。所以不難發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)方法與計(jì)算思維存在的密切聯(lián)系，兩者都致力于問題的解決。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的提出有利于合作學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)等。通過合作學(xué)習(xí)，學(xué)生間進(jìn)行交流，培養(yǎng)人際交往能力。通過信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生成為符合智慧時(shí)代要求的數(shù)字公民，運(yùn)用所學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)去分析、解決問題的同時(shí)，注重學(xué)科思維的培養(yǎng)，將所習(xí)得的思維潛移默化地運(yùn)用到實(shí)際的生活和學(xué)習(xí)中[3]，以便解決生活中的實(shí)際問題。項(xiàng)目學(xué)習(xí)基于建構(gòu)主義，主張教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，充分發(fā)揮學(xué)生主體性。這樣的教學(xué)更有益于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，有利于計(jì)算思維的培養(yǎng)。

1 計(jì)算思維的提出

Edsger Dijkstra早在1972年就提到“工具的使用會(huì)影響我們的思維方式和習(xí)慣，進(jìn)而影響我們的思維能力”[4]。有關(guān)計(jì)算思維（Computational Thinking，CT）的定義，不同的學(xué)者從不用的視角進(jìn)行研究。1996年，Seymour Papert

教授[5]率先提出有關(guān)計(jì)算思維的概述。2006年，在Compu-

tational Thinking雜志中，周以真教授明確指出：“計(jì)算思維是結(jié)合數(shù)學(xué)思維與工程思維等多種思維的一種思維活動(dòng)，它是通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)中的概念、觀念與思維進(jìn)行的活動(dòng)?！盵6]2010年，她對(duì)這一概念進(jìn)行延展，認(rèn)為“它是一種解決問題的思維過程”[7]。

計(jì)算思維的概念一經(jīng)提出，便引起全球許多學(xué)者關(guān)注并開展相關(guān)研究?！懊乐?、歐洲、亞洲、大洋洲的許多國(guó)家在開始傳授計(jì)算機(jī)知識(shí)之前紛紛開展基礎(chǔ)教育階段的計(jì)算思維教育”[8]。同時(shí)，國(guó)內(nèi)的學(xué)者也針對(duì)我國(guó)的信息技術(shù)教育現(xiàn)狀進(jìn)行思考，力爭(zhēng)改革信息技術(shù)課程。2010年發(fā)布的《九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》中明確提出信息技術(shù)課程教學(xué)改革，將計(jì)算思維能力的培養(yǎng)作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)[9]。故而，其在我國(guó)仍然處于起步階段，我國(guó)學(xué)生的計(jì)算思維能力培養(yǎng)是從大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程開始的。高中階段學(xué)生生理、心理的快速發(fā)展很利于思維的養(yǎng)成，計(jì)算思維的培養(yǎng)在高中階段至關(guān)重要。

2 項(xiàng)目學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與高中信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)

有關(guān)于項(xiàng)目的論述，最早可以追溯到管理學(xué)科，是指為方便群體之間的互相合作，有效組織和利用相關(guān)的資源，為了特定的目標(biāo)，在特定的時(shí)間內(nèi)將需要解決的問題分為一系列相互聯(lián)系的任務(wù)，從而達(dá)到多種變革一次性解決的過程。項(xiàng)目屬于“探索”。各領(lǐng)域不斷地將項(xiàng)目融合，教育學(xué)引進(jìn)項(xiàng)目一詞時(shí)，便自然與學(xué)習(xí)相聯(lián)系而變成項(xiàng)目學(xué)習(xí)。項(xiàng)目學(xué)習(xí)以解決問題為目的，小組協(xié)同完成任務(wù)，評(píng)價(jià)主體多元化。

項(xiàng)目學(xué)習(xí)旨在強(qiáng)調(diào)“教”與“學(xué)”之間的關(guān)系。傳統(tǒng)的教學(xué)法強(qiáng)調(diào)教師教授、學(xué)生學(xué)習(xí)，教師一言堂，主要學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)來自間接經(jīng)驗(yàn)。這樣的學(xué)習(xí)方式不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，抑制了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。大多數(shù)學(xué)生對(duì)枯燥的信息技術(shù)學(xué)習(xí)本身就不感興趣，很難將信息素養(yǎng)運(yùn)用到生活中。項(xiàng)目學(xué)習(xí)則強(qiáng)調(diào)以教師為主導(dǎo)，教師在學(xué)習(xí)中提供給學(xué)生問題;學(xué)生為主體，自己或和小組一起解決實(shí)際問題，通過更多的探索得到直接經(jīng)驗(yàn)。好的項(xiàng)目得益于好的問題的設(shè)置。項(xiàng)目學(xué)習(xí)基于建構(gòu)主義的理論基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)是在原有零散、碎片化的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)上進(jìn)行新的構(gòu)建，使知識(shí)變得有序、有體系。表1是筆者針對(duì)《課標(biāo)》中提倡的項(xiàng)目學(xué)習(xí)進(jìn)行的具體步驟的編排。

3 項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)：以“認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)”教學(xué)設(shè)計(jì)為例

高中信息技術(shù)課程中的必修課需要學(xué)生修滿學(xué)分，但是學(xué)生在枯燥的理論課學(xué)習(xí)中很難對(duì)知識(shí)產(chǎn)生探索的興趣。為解決這一問題，提倡基于項(xiàng)目式的學(xué)習(xí)方式，這種學(xué)習(xí)方式有利于學(xué)生將基礎(chǔ)知識(shí)、信息意識(shí)、計(jì)算機(jī)技能、計(jì)算思維進(jìn)行結(jié)合，解決現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)和生活中存在的問題。

信息技術(shù)與社會(huì)的融合引發(fā)了數(shù)據(jù)大爆炸，數(shù)據(jù)對(duì)人們的生產(chǎn)勞動(dòng)和日常生活等產(chǎn)生巨大的影響。針對(duì)高中信息技術(shù)必修課中“認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)”進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)，表2截取了一次任務(wù)的教學(xué)活動(dòng)，通過本次任務(wù)的完成，使學(xué)生了解數(shù)據(jù)、信息的定義，信息與知識(shí)之間的關(guān)系。課程中給出的學(xué)習(xí)項(xiàng)目是鳥類的探究，由于信息技術(shù)課程最終是要解決實(shí)際生活中的問題，而鳥類在各個(gè)地區(qū)的生存情況不同，因此，筆者將教學(xué)背景改成學(xué)生熟悉并感興趣的對(duì)家長(zhǎng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)調(diào)查。教師引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行問題探究學(xué)習(xí)，圍繞問題的解決進(jìn)行活動(dòng)探究。項(xiàng)目問題來源于生活，最后又重新回到生活，無論是發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計(jì)方案，還是探究問題、解決問題，都依賴于計(jì)算思維，從而在數(shù)據(jù)的采集中潛移默化地發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維。表3展示學(xué)生如何在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中進(jìn)行思維的養(yǎng)成。