項目化任務(wù)系統(tǒng)在Python教學(xué)中的應(yīng)用

徐偉

一、項目化任務(wù)系統(tǒng)教學(xué)模式概念

項目化任務(wù)是把多個任務(wù)當(dāng)作一個項目進(jìn)行處理，在項目內(nèi)部按照規(guī)定的流程將這些任務(wù)一步步完成，整體看來是以項目為核心的任務(wù)驅(qū)動式方法。它的目標(biāo)就是在資源有限的條件下，利用已有的知識、技能或工具等，通過最合理有序地處理，并最終高效地完成任務(wù)。項目化任務(wù)的實施，加大了學(xué)校的設(shè)備投入，發(fā)行了多媒體教學(xué)軟件和校園網(wǎng)教育軟件，有效地填補(bǔ)了教育資源的缺口。教師負(fù)責(zé)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整理和拆分，分層次管理和分配任務(wù)，帶學(xué)生逐級突破Python學(xué)習(xí)的重點和難點。項目化任務(wù)系統(tǒng)教學(xué)模式依據(jù)構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論中有關(guān)教學(xué)方法的觀點，核心指標(biāo)在于學(xué)習(xí)者對所學(xué)知識的理解，以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和自主學(xué)習(xí)能力為重點目標(biāo)。

二、Python語言的學(xué)習(xí)成為主流趨勢

隨著人工智能時代的到來，其中Python以其簡單易讀的語法、明了快速的程序編寫、多平臺兼容的腳本基礎(chǔ)以及高效率的代碼開發(fā)功能一躍成為編程語言熱度榜首，并一舉收獲了無數(shù)年輕初學(xué)者的喜愛，并成了他們的入門首選。2017年7月，國務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》重點強(qiáng)調(diào)人工智能對推動未來中國發(fā)展的重要性，Python作為最接近人工智能的語言在教育界的重要性不言而喻。

三、項目化任務(wù)系統(tǒng)在Python教學(xué)中應(yīng)用的可行性分析

（一） Python的特點

1.簡單易讀的語法。Python的語言貼近交流的自然語言，易讀性強(qiáng)，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)。

2.明了快速的程序編寫。相較于傳統(tǒng)的C語言或者Java來說，Python的關(guān)鍵字更少，且語法結(jié)構(gòu)簡單定義明確，比較容易讀懂和進(jìn)行代碼編寫。

3.跨平臺功能強(qiáng)大。作為一種解釋型語言的Python，可移植性強(qiáng)，跨平臺開源且模塊眾多，所有人都可以參與修改，成長屬性高。

4.高效率的代碼開發(fā)。擅長處理字節(jié)流的各種模式，具有很好的開發(fā)速度。

Python由于其免費、開源及簡潔優(yōu)雅的特點，在各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。NASA從1994年起就把Python作為主要語言，美國最大的在線云儲存網(wǎng)站Dropbox，每天數(shù)十億文件的上傳和下載全都依靠Python來實現(xiàn)。除此之外，國內(nèi)的騰訊、網(wǎng)易、百度、阿里、淘寶、新浪、豆瓣等公司都在使用Python完成各式各樣的任務(wù)。諸如人工智能、Web開發(fā)、科學(xué)計算、生物信息、天體物理等領(lǐng)域都能看到Python的身影。

（二）Python教學(xué)過程出現(xiàn)的問題分析

就目前初中Python教學(xué)情況來看，雖然Python符合初中生基本認(rèn)知并且能對他們?nèi)蘸蟮木幊虒W(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)，但是初中Python教學(xué)效果與素質(zhì)教育教學(xué)目標(biāo)仍有著不小的差距。主要問題有以下幾點：1.基礎(chǔ)不足，難度較高。雖然Python屬于較為簡單且偏自然的編程語言，但是對學(xué)生的邏輯思維和動手能力仍有著一定的相對較高的要求，這樣自然容易引發(fā)學(xué)生的畏難心理，從而失去學(xué)習(xí)Python的興趣。2.學(xué)習(xí)動力匱乏澆滅學(xué)習(xí)熱情。學(xué)生對編程主要停留在豐富多彩的多媒體世界，并沒有產(chǎn)生穩(wěn)定的學(xué)習(xí)動機(jī)，這樣下去學(xué)習(xí)欲望會隨著時間漸漸流逝，學(xué)生對編程學(xué)習(xí)動力不足熱情熄滅自然就學(xué)不進(jìn)去了。3.教師的教學(xué)方式相對單一，課程資源缺乏吸引力。傳統(tǒng)機(jī)械的教學(xué)和新興知識的結(jié)合必有匹配不適的問題存在，單一呆板的模式甚至?xí)兿喾糯驪ython代碼枯燥乏味的語言短板，限制學(xué)生思維的發(fā)散和創(chuàng)造能力的提升。綜上，構(gòu)建一個全新的教學(xué)體系模式十分必要和緊迫。

（三）項目化教學(xué)特征及優(yōu)勢

項目化教學(xué)突出特征就是分層次逐級有序地高效解決問題。首先通過情境導(dǎo)入的方式，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，教師以明確任務(wù)的方式帶領(lǐng)學(xué)生主動思考并去積極行動解決問題。其次鼓勵小組內(nèi)進(jìn)行踴躍探討，然后小組分工收集相關(guān)資料并制訂出相應(yīng)方案。教師在學(xué)生身邊檢查他們的任務(wù)進(jìn)度，并對過程中碰壁的學(xué)生進(jìn)行恰當(dāng)?shù)狞c撥。最后學(xué)生展示學(xué)習(xí)成果，以重在過程的教學(xué)原則評估學(xué)生表現(xiàn)，結(jié)尾處拓展延伸給出總結(jié)。項目化任務(wù)系統(tǒng)教學(xué)模式通過這種分層的任務(wù)，以縱深式流程化模式盡可能避免中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏，讓學(xué)生能由淺入深地理解所學(xué)的知識。

四、項目化教學(xué)模式在Python教學(xué)中的具體實施過程

（一）一般思路

1.基于真實情境的項目設(shè)計

Python教學(xué)的學(xué)習(xí)項目設(shè)計在初期對項目內(nèi)容的考慮應(yīng)該基于學(xué)生真情實感的需求，應(yīng)選擇生活化的真實情境學(xué)習(xí)內(nèi)容以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時項目設(shè)計要緊扣教材知識體系，充分利用已有的教學(xué)資源，并且展現(xiàn)信息技術(shù)學(xué)科的特色和風(fēng)格。

2.基于團(tuán)隊合作的項目規(guī)劃

團(tuán)隊合作的重點除了盡可能完美達(dá)成任務(wù)指標(biāo)，還有必不可少的一點，就是要讓團(tuán)隊中的每一個成員都盡可能全身心地投入團(tuán)隊協(xié)作中。為了實現(xiàn)以上雙重目標(biāo)，教師要在保證項目設(shè)計好真實情境的情況下，制定好完善的行動綱要，對各小組同學(xué)進(jìn)行明確的任務(wù)分工，并且鼓勵在有余力的條件下積極幫助其他同學(xué)的行為。然后教師在旁監(jiān)督，并耐心引導(dǎo)學(xué)生集團(tuán)隊的力量，完成設(shè)計方案里每一步的項目分配任務(wù)，以期培養(yǎng)學(xué)生的問題分析能力和團(tuán)隊合作能力。

3.基于實踐探究的項目實施

項目實施的過程本質(zhì)上就是學(xué)生在實踐項目設(shè)計方案并不斷找出問題、分析問題并解決問題的過程，在這個過程中學(xué)生可以在交流溝通和獨立思考下發(fā)現(xiàn)自我潛能，通過小組的分工協(xié)作、探討交流以及實踐試錯等方式，他們能夠?qū)W(xué)到的知識遷移到所行項目中，從而提升各方面的素質(zhì)和能力。教師作為實踐項目的領(lǐng)頭人，在學(xué)生陷進(jìn)問題的死胡同里時，要及時伸出援手，給他們提供解答或者是適當(dāng)?shù)狞c撥，幫助他們尋找到解決問題的關(guān)鍵所在，以期學(xué)生獲得自主學(xué)習(xí)的樂趣和成就感。

4.基于互動共享的項目交流

從散碎的理論到系統(tǒng)化的課本以及知識體系形成，通常需要經(jīng)過內(nèi)容的校對、排版以及印刷、課本發(fā)放和教師理論知識講解這一系列較為煩瑣的過程。但任何事物定位都處于一種持續(xù)變化的發(fā)展?fàn)顟B(tài)下，學(xué)科中的各項理論知識也在隨著社會的發(fā)展不斷進(jìn)行填充、修整，以此發(fā)揮知識在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用。這種以書面形式作為主要內(nèi)容的傳統(tǒng)教學(xué)方式存在信息滯后性的弊端，無法幫助學(xué)生及時了解到學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)的各種全新理論知識。而隨著項目化任務(wù)在教學(xué)工作中的應(yīng)用，不但能夠幫助教師根據(jù)教材中的知識點進(jìn)行知識面的適當(dāng)拓展，同時能讓教師根據(jù)中小學(xué)階段學(xué)生身心發(fā)展的具體特點，將一些知識領(lǐng)域出現(xiàn)的全新研究成果適度向?qū)W生進(jìn)行傳授，幫助學(xué)生的知識體系得以持續(xù)更新，有助于強(qiáng)化數(shù)學(xué)知識點的時效性，提高教學(xué)工作的質(zhì)量和效果。項目完成之后讓各小組推選處小組代表，就各自完成的項目作品進(jìn)行解說，最后展開一場討論交流會。在交流過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生，鼓勵他們充分發(fā)揮自己的主觀能動性，不論對錯暢所欲言地發(fā)表自己在項目團(tuán)隊合作實踐里遇到的問題，又是通過什么樣的方式解決的這些問題，最后收獲了怎么的感悟，等等。小組在任務(wù)行進(jìn)過程中，項目規(guī)劃、項目分工、項目具體實施等方面都是可以展開討論和分享的點。這是一場思維碰撞的過程，也是同學(xué)們提升素養(yǎng)和收獲成長的過程。

5.基于多元開放的項目評價

通過項目化任務(wù)模式的引入，學(xué)生可以在教師進(jìn)行知識傳授講解的過程中，針對自己產(chǎn)生的疑問及時向教師進(jìn)行反饋，教師則可以在接受到學(xué)生基礎(chǔ)知識的疑問反饋后，進(jìn)行針對性講解，又或者教師可以憑借在教學(xué)平臺中下發(fā)帶有層次性的課后作業(yè)，在學(xué)生完成后，憑借大數(shù)據(jù)的搜集和分析，針對各個層次學(xué)生出現(xiàn)的知識缺陷給予針對性指導(dǎo)，提高師生互動的頻率以及強(qiáng)度，推動學(xué)生知識學(xué)習(xí)過程中的全方位立體發(fā)展。項目化學(xué)習(xí)圍繞是否實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)展開，注重對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評價，秉承以學(xué)生思維能力創(chuàng)造能力的提高為導(dǎo)向，通過學(xué)生、同伴和老師等多方的團(tuán)隊合作，對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、活動參與度、知識掌握程度、任務(wù)完成度及最終項目作品進(jìn)行綜合評價，以期達(dá)到全面考查學(xué)生發(fā)展的目的。

（二）項目化教學(xué)——以教材循環(huán)語句為基礎(chǔ)，設(shè)計猜數(shù)游戲

《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要》指出：“初中信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)以興趣為起點，以活動為載體，螺旋上升地設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，要讓學(xué)生在玩中學(xué)、做中學(xué)?！睘榱四軌蜃寣W(xué)生在興趣的帶領(lǐng)下全身心投入編程的學(xué)習(xí)中，并在玩和做的過程里收獲學(xué)習(xí)Python帶來的樂趣和成就感，筆者選擇了項目化任務(wù)系統(tǒng)的方法進(jìn)行教學(xué)。計算思維的培養(yǎng)注重提出任務(wù)、分析任務(wù)（分解任務(wù)和抽象類比）、算法設(shè)計、編程實現(xiàn)、概念深化與知識拓展等環(huán)節(jié)的設(shè)計。圍繞項目化任務(wù)系統(tǒng)的前中后三個階段，本次“猜數(shù)游戲”的教學(xué)基本流程分為以下三大步驟：確定項目主題，制訂項目計劃;項目活動探究，作品制作與交流;成品交流與展示，活動評價。

1.確定項目主題，制訂項目計劃

（1）教師活動

a.課前了解和分析學(xué)生的基本學(xué)習(xí)情況;b.呈現(xiàn)項目主題——提出任務(wù)。

上課伊始，用PPT展示游戲規(guī)則：隨機(jī)選定一名A同學(xué)在內(nèi)心想一個范圍在1到100之間的自然數(shù)，然后讓其他同學(xué)猜數(shù)。每個同學(xué)只能猜一次數(shù)，猜錯了轉(zhuǎn)為下一個同學(xué)猜。學(xué)生猜對數(shù)字，則該同學(xué)勝利;如果學(xué)生猜錯數(shù)字，則A同學(xué)要給出提示，回答數(shù)字是猜大了還是猜小了，直到有同學(xué)猜對為止。其次，分小組體驗這個游戲。以上游戲結(jié)束之后，引出本次課程的項目主題：用Python程序?qū)崿F(xiàn)這個猜數(shù)游戲。

（2）學(xué)生活動

分析理解項目，根據(jù)發(fā)放的學(xué)習(xí)任務(wù)單制訂完成該項目的實施計劃，最后進(jìn)行小組分工合作。

2. 項目活動探究，作品制作與交流

（1）教師活動——提供支持

在這個教學(xué)過程中，教師要為學(xué)生提供適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)資源，同時向?qū)W生進(jìn)行啟發(fā)性的情境提問，比如，剛才的游戲里需要對數(shù)字的大小進(jìn)行判斷，那么在Python編程里要用什么結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)這個判斷呢？當(dāng)玩家猜錯數(shù)字之后，玩家仍然可以繼續(xù)進(jìn)行數(shù)字猜測，那么以上的重復(fù)過程可以通過Python編程的什么結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)呢？利用諸如以上的這些問題去引導(dǎo)學(xué)生分析項目任務(wù)，拆解任務(wù)目標(biāo)，一步一步腳踏實地利用所學(xué)完成整個項目。當(dāng)學(xué)生遇到不能自己解決的困難時，教師要及時進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c撥和答疑解惑。

（2）學(xué)生活動

a.分析任務(wù)。根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)單跟著教師的引導(dǎo)，梳理游戲的整個過程，并就如何將游戲過程中的實際問題設(shè)計成編程語言的計算機(jī)問題進(jìn)行思考和討論，以便提升學(xué)生抽象類比的計算思維能力。

b.算法設(shè)計。經(jīng)過了任務(wù)分析的環(huán)節(jié)之后，學(xué)生基本能夠理解猜數(shù)游戲的所有思路，并對現(xiàn)實問題轉(zhuǎn)化成計算機(jī)問題也逐漸形成了自己的簡單認(rèn)識。到了算法設(shè)計的環(huán)節(jié)，我們將結(jié)合學(xué)習(xí)任務(wù)表思考秘密數(shù)以及重復(fù)輸入的算法設(shè)計。把猜數(shù)游戲的問題進(jìn)行整體的抽象化和數(shù)字化，建立模型并最終找到解決的方案。

c.編程實現(xiàn)。經(jīng)過同學(xué)之間的分工合作，按照流程圖和教師給的案例微課資源，組織討論并認(rèn)真弄懂任務(wù)單中出現(xiàn)的每句代碼含義，并補(bǔ)全代碼表。之后放到編譯器中進(jìn)行調(diào)試運行，直到最終成功。

3. 成品交流與展示，活動評價

（1）教師活動——作業(yè)點評

教師對學(xué)生提交的作品和程序進(jìn)行點評，并針對其中出現(xiàn)的普遍問題進(jìn)行講解和強(qiáng)調(diào)，最后總結(jié)本次猜數(shù)游戲項目的所有知識點，就如何進(jìn)行算法設(shè)計、代碼編寫以及綜合知識點經(jīng)驗進(jìn)行概括和點評。例如，有些同學(xué)使用while循環(huán)時會聯(lián)想到for循環(huán)，但是在嘗試for循環(huán)之后發(fā)現(xiàn)它是次數(shù)循環(huán)，而如果應(yīng)用到本次猜數(shù)項目的算法設(shè)計就還需要break語句的協(xié)助。于是，在這個探究的過程中，學(xué)生就能夠更加深入地了解break語句和continue語句之間的區(qū)別，也能夠更加熟悉while循環(huán)和for循環(huán)恰當(dāng)?shù)氖褂梅椒ā?/p>

（2）學(xué)生活動——概念深化和知識拓展

學(xué)生在作品和程序的展示過程中，可以通過觀摩其他小組的成果并對自己小組的作品思路設(shè)計進(jìn)行對比分析和總結(jié)概括。這樣對深化知識、內(nèi)化理論、系統(tǒng)修訂和完善自己今后的作品和程序都有很大的幫助。在項目化教學(xué)中，學(xué)生通過自主的參與和同學(xué)間的合作溝通中，運用自己學(xué)過的綜合知識，提高了自己的問題分析能力和解決能力。

五、結(jié)語

項目化學(xué)習(xí)對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)探索精神、提升學(xué)生自主探究能力及團(tuán)隊合作能力有著天生的優(yōu)勢。所以，在初中Python教學(xué)中可以多采用項目任務(wù)系統(tǒng)的教學(xué)模式開展教學(xué)工作。教師在認(rèn)真學(xué)習(xí)項目化理論知識后，要結(jié)合具體教學(xué)工作展開學(xué)習(xí)實踐，努力激發(fā)學(xué)生對于Python編程的學(xué)習(xí)熱情，以期讓學(xué)生在實踐活動中獲取新知識，提高學(xué)習(xí)能力和思維能力，以此使學(xué)生得到全面發(fā)展，并將培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)落到實處。

（左毓紅）