學習遷移理論下的高中信息技術項目式教學策略

夏國生

（常州市第三中學，江蘇 常州 213003）

一、學習遷移理論對項目式教學策略設計的啟示

心理學家賈德（C.H.Judd）認為，先期學到的知識之所以能遷移到后期，是因為我們在先期學習中基于經驗對一般原理做出了概括，使一般原理可以部分或全部運用在先后兩次的學習活動之中。根據這一理論，兩次活動之間存在的共同部分，是遷移產生的必要前提，而遷移產生的關鍵是學習者需要在兩次活動中，概括出它們之間的共性，表現(xiàn)為主體對經驗的概括。

基于以上理論，筆者得到的啟示：在項目式教學過程中，教師要幫助學生總結、概括解決某類問題的原理，分析問題解決情境中的相同或相似要素，反思問題解決的思路和技術路線。

二、促進遷移教學策略的設計及實例

筆者從促進有效學習遷移的角度提出了幾個策略，即提煉算法策略、替換要素策略和逆向思維策略，并分析了這些策略所適用的項目式教學的特征，以信息技術“數據與計算”一課為例，進行說明。

（一）提煉算法策略

提煉算法策略是指教師在進行項目式教學時不能僅僅滿足于讀懂代碼，還要深挖代碼背后的算法邏輯，要知其然更知其所以然。代碼僅是算法邏輯的表征，只有理解了解決問題的具體算法，才能做到舉一反三，有效遷移。

以“非數值計算”一節(jié)為例，其中講到了遞歸算法。教師如果直接講解教材中的“漢諾塔”游戲，對初識遞歸算法的學生來說，稍有難度，學生很容易產生畏難情緒。因此，筆者做了以下安排：首先，拋出一個簡單的計算項目，給定一個列表，返回列表中所有數的和。對于這樣一個小規(guī)模的項目，學生利用之前學過的循環(huán)結構就能解決，具體Python代碼如圖1所示。

圖1 小規(guī)模計算項目

其次，鼓勵學生提出質疑：如果沒有循環(huán)語句怎么辦？教師可以引導學生把循環(huán)語句改寫成遞歸算法的語句，如圖2所示。

再次，教師和學生一起總結遞歸算法的本質：①遞歸算法必須有一個基本結束條件；②遞歸算法必須能改變狀態(tài)向基本結束條件演進；③遞歸算法必須調用自身。

最后，教師和學生一起將遞歸算法的思想應用于“漢諾塔”項目：①“漢諾塔”項目的基本結束條件（只有1個盤片，直接將盤片從A柱移動至C柱）；②“漢諾塔”項目可以向基本結束條件演進（如果有N個盤片，可以看作由下層的1個盤片和上層的N-1個盤片）；③“漢諾塔”項目會調用自身（調用自身的遞歸算法，將N-1個盤片又可以看作下層的1個盤片和上層的N-2個盤片，以此類推）；于是，學生就可以將遞歸思想遷移到解決“漢諾塔”游戲的項目中來了，具體的Python代碼如圖3所示。

圖3 “漢諾塔”游戲項目代碼

（二）替換要素策略

替換要素策略是通過“替換”的手法，將項目式教學中問題解決的關鍵要素保留，在多個項目和情境中，替換成非關鍵要素，讓學生體會關鍵要素在不同情境或項目中的應用。這種做法有助于學生牢固地把握解決問題的關鍵要素，在今后遇到含有這些要素的情況時，能準確地識別和應用。

例如，在“數據的計算”一節(jié)中筆者用到了“雞兔同籠”的例子來解釋數據的計算：今有雞兔同籠，上有三十五頭，下有九十四足，問雞兔各幾只？解決該問題的關鍵要素在于未知數要符合已知條件，具體的Python代碼如圖4所示。

圖4 雞兔同籠案例

為了促進學習的有效遷移，我們把問題解決中的非關鍵要素（雞和兔的數量）替換為公雞、母雞和小雞的數量，而關鍵要素（未知數要符合已知條件）保留，于是就有了“百雞百錢”的項目：雞翁一值錢五，雞母一值錢三，雞雛三值錢一。百錢買百雞，問雞翁、雞母、雞雛各幾只？其Python代碼如圖5所示。

圖5 百雞百錢案例

經過了這種替換要素的策略實踐，學生在碰到包含“未知數要符合已知的條件”這個關鍵要素的問題時，就能迅速地將這種算法遷移過來解決問題了。

（三）逆向思維策略

逆向思維策略是指在項目式教學的收尾環(huán)節(jié)，教師可以引導學生反思解決問題的全過程，沿著解決思路，進行逆向思維，深刻把握各個因素之間的關系，將已知條件轉變?yōu)槲粗獥l件，未知條件轉變?yōu)橐阎獥l件，強化學生對相關因素的鑒別能力，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維，促進學習的有效遷移。

以“加密與解密”中的“愷撒密碼”項目為例。愷撒加密技術是指明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一個固定數目進行偏移后被替換成密文。當偏移量是3的時候，所有的字母A將被替換成D，B變成E，以此類推，用Python代碼表示愷撒密碼的話，結果如圖6所示。

圖6 愷撒加密代碼

教材中提供了愷撒加密的Python代碼，而在實際教學中，為了讓學生真正理解愷撒加密技術的原理，筆者要求學生將愷撒加密代碼改寫成愷撒解密代碼，即輸入密文，讓程序輸出明文。學生要完成這一項目就必須進行逆向思維，而且不能簡單地將字符的偏移量從加3變成減3，由于判斷條件已經根據問題情境發(fā)生了改變，具體的Python代碼如圖7所示。

圖7 愷撒解密代碼

這樣的策略既能鞏固學生的學習所得，促進學習的有效遷移，又能培養(yǎng)學生嚴謹的邏輯思維能力。

本文以高中信息技術項目式教學策略為研究主題，以學習遷移理論為指導，提出了具有實踐意義的、促進學習有效遷移的實際策略，結合筆者提供的項目式教學實例，對每個策略進行了解釋和論證，為項目式教學的深入開展，提供了借鑒。值得注意的是，高中信息技術項目式教學旨培養(yǎng)學生解決問題的能力，提升學生的信息意識、計算思維、數字化學習與創(chuàng)新和信息社會責任四個方面的核心素養(yǎng)。因此，教師要根據具體教學項目的特點，有目的地選擇適用的教學策略。