“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”單元的項(xiàng)目學(xué)習(xí)實(shí)踐與反思

摘要：本文針對(duì)高中聽障學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，結(jié)合高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)，以“抗疫小游戲制作”項(xiàng)目實(shí)施為例，剖析了“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”在聾校高中信息技術(shù)教學(xué)中的有效實(shí)施方案，并結(jié)合實(shí)踐與反思，提出了聾校項(xiàng)目式教學(xué)中促進(jìn)高中聽障學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的導(dǎo)學(xué)策略、支架搭建策略及有效評(píng)價(jià)策略。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目學(xué)習(xí);計(jì)算思維;聽障學(xué)生

中圖分類號(hào)：G434 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?論文編號(hào)：1674-2117（2022）13-0039-04

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱“課標(biāo)2017版”）提出“把握項(xiàng)目學(xué)習(xí)本質(zhì)，以項(xiàng)目整合課堂教學(xué)”的課程實(shí)施建議，并將“學(xué)會(huì)運(yùn)用計(jì)算思維識(shí)別和分析問題，抽象、建模與設(shè)計(jì)系統(tǒng)性解決方案”納入課程目標(biāo)。這一目標(biāo)與項(xiàng)目學(xué)習(xí)的“問題導(dǎo)向”特征相契合。

那么，在聾校高中的信息技術(shù)課堂中，如何有效地落實(shí)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，運(yùn)用計(jì)算思維界定問題、抽象特征、形成方案并解決問題，從而達(dá)成課程目標(biāo)并提升其學(xué)科核心素養(yǎng)呢？筆者在教學(xué)實(shí)踐中，依據(jù)高中聽障學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，開展了探索。

● 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施

1.項(xiàng)目緣起

計(jì)算思維在課標(biāo)2017版中被界定為“個(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思維方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)”。而編程作為計(jì)算思維教育的有機(jī)組成部分之一，在課標(biāo)2017版中其相應(yīng)的內(nèi)容要求被描述為“掌握一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本知識(shí)，使用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單算法。通過解決實(shí)際問題，體驗(yàn)程序的基本流程，感知算法的效率，掌握程序調(diào)試與運(yùn)行的方法”。作為課標(biāo)要求的具體體現(xiàn)，“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”在粵教版教材中被安排在《必修1-數(shù)據(jù)與計(jì)算》（2019版）第四單元。教材中選擇的編程語(yǔ)言是Python，在教學(xué)過程中需要落實(shí)的計(jì)算概念包括數(shù)據(jù)、運(yùn)算符、表達(dá)式、函數(shù)、語(yǔ)法規(guī)則、程序的三種常用結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用等;計(jì)算實(shí)踐則包括遞進(jìn)與迭代、抽象與模塊化、測(cè)試與調(diào)試等。依據(jù)本單元的目標(biāo)，筆者結(jié)合新冠疫情真實(shí)情境，針對(duì)高一聽障學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了“抗疫小游戲——戴口罩”項(xiàng)目，旨在引導(dǎo)學(xué)生在親歷游戲創(chuàng)建的過程中落實(shí)和達(dá)成本單元計(jì)算思維培養(yǎng)目標(biāo)。

2.項(xiàng)目分解與實(shí)施

游戲創(chuàng)建是發(fā)展素養(yǎng)的一種重要方法，可以提升信息素養(yǎng)，同樣也可用于培養(yǎng)計(jì)算思維。同時(shí)，圖形化編程能夠?qū)⒊橄蟮某绦蚪Y(jié)果通過形象的方式直觀呈現(xiàn)出來，有助于聽障學(xué)生在觀察、感知和體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)化抽象為形象、借形象明抽象的認(rèn)知突破。因此，游戲的開發(fā)平臺(tái)，筆者選擇了圖形化編程工具——WEEECODE。

游戲共分為五個(gè)場(chǎng)景，如下頁(yè)圖所示。玩家在指定時(shí)間內(nèi)為不同角色戴上口罩則勝利，否則失敗。游戲本身不復(fù)雜，但對(duì)于抽象思維相對(duì)薄弱且編程零基礎(chǔ)的聽障學(xué)生來說，也是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn)。

在本項(xiàng)目實(shí)施中，筆者采取了融合策略，即借助流程圖分析游戲推進(jìn)流程及相關(guān)場(chǎng)景構(gòu)成，并以游戲推進(jìn)為框架自然而不生硬地將項(xiàng)目分解為若干子項(xiàng)（如表1），重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過逐步完成一系列與項(xiàng)目相關(guān)的任務(wù)，理解各個(gè)任務(wù)的功能和關(guān)聯(lián)性，加深對(duì)知識(shí)和技能的理解和運(yùn)用，從而提升自己解決綜合性問題的能力。

本項(xiàng)目按游戲推進(jìn)流程自上而下逐步分解子項(xiàng)，幫助學(xué)生掌握計(jì)算概念從高到低的四個(gè)思維層次水平（如表2）。

3.項(xiàng)目展示與評(píng)價(jià)

在本項(xiàng)目評(píng)價(jià)過程中，筆者采取了過程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式。過程性評(píng)價(jià)側(cè)重對(duì)學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的評(píng)價(jià)，終結(jié)性評(píng)價(jià)側(cè)重于對(duì)學(xué)生作品的評(píng)價(jià)。通過課堂實(shí)時(shí)檢測(cè)、課堂觀察、導(dǎo)學(xué)案反饋、作業(yè)投票與作品分析等方法具體落實(shí)。

（1）過程性評(píng)價(jià)

通過課堂觀察筆者發(fā)現(xiàn)，從任務(wù)分解、算法分析、編程、調(diào)試到互測(cè)，每個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)生都較為專注和投入，很自然地形成互幫互助，共同解決調(diào)試中的問題的氛圍。這個(gè)項(xiàng)目預(yù)設(shè)是6課時(shí)完成，實(shí)際推進(jìn)中游戲場(chǎng)景因涉及關(guān)系較為復(fù)雜，學(xué)生在編程中出現(xiàn)的問題較多。當(dāng)時(shí)已臨近期末考試，各科學(xué)業(yè)任務(wù)也較多，筆者一度擔(dān)心項(xiàng)目不能如期完成。令人意想不到的是，學(xué)生們居然很樂意放棄周末休息，毫無怨言地來校調(diào)試和修改程序。這或許就是順應(yīng)學(xué)生能力與興趣的項(xiàng)目之魔力吧。

同時(shí)，筆者借助希沃白板、問卷星等技術(shù)設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)小游戲和檢測(cè)問卷，及時(shí)了解和把握學(xué)生對(duì)每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)，特別是計(jì)算概念和計(jì)算實(shí)踐等知識(shí)與能力的掌握與發(fā)展情況，導(dǎo)學(xué)案也是引導(dǎo)學(xué)生鞏固每節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容的有效工具。依據(jù)測(cè)試結(jié)果和導(dǎo)學(xué)案反饋會(huì)在下一節(jié)課適時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)策略，切實(shí)保障項(xiàng)目學(xué)習(xí)中每個(gè)環(huán)節(jié)知識(shí)與技能的落實(shí)。

（2）終結(jié)性評(píng)價(jià)

本項(xiàng)目的產(chǎn)品是WEEECODE小游戲程序文檔，它是一組對(duì)象與事件的集合，可在WEEECODE環(huán)境下運(yùn)行。終結(jié)性評(píng)價(jià)采取學(xué)生投票與教師作品分析相結(jié)合的方式。

筆者選擇希沃反饋器技術(shù)來支持學(xué)生作品的展示與投票，同時(shí)設(shè)計(jì)了評(píng)價(jià)表，從作品完整性、正確性、創(chuàng)新性三個(gè)維度對(duì)學(xué)生提供的29件作品做了細(xì)致分析。作品提交率100%，72.4%的作品各項(xiàng)配置完整無缺;89.7%的作品功能測(cè)試基本正確，62.1%的作品設(shè)置無誤且功能測(cè)試完全正確;86.2%的作品有一定的外觀創(chuàng)新和突破，且34.5%的作品有功能整改或添加;另有7%的作品存在較多的問題，評(píng)分低于60。進(jìn)一步數(shù)據(jù)追溯，筆者發(fā)現(xiàn)，盡管大部分作品都有一定的外觀創(chuàng)新，但是這項(xiàng)得分最高的五位學(xué)生均來自美術(shù)班;而在功能創(chuàng)新方面，需要學(xué)生在充分理解代碼的前提下，對(duì)程序按需求做修改或增添。這對(duì)學(xué)生的計(jì)算思維有更高要求，而其中得分較高的三位學(xué)生均來自普通班。

● 項(xiàng)目實(shí)施反思

1.導(dǎo)學(xué)策略

如何有效引導(dǎo)聽障學(xué)生在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中落實(shí)知識(shí)體系的建構(gòu)并促進(jìn)計(jì)算思維發(fā)展？筆者認(rèn)為具體的導(dǎo)學(xué)策略包括三方面。

（1）導(dǎo)基礎(chǔ)促探究

教師要能夠依據(jù)漸進(jìn)性與循序性原則厘清并明確項(xiàng)目中蘊(yùn)含的基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，它們是項(xiàng)目得以順利推進(jìn)的基石。加強(qiáng)基礎(chǔ)引導(dǎo)有助于學(xué)生自主探究活動(dòng)的順利開展，同時(shí)也有助于學(xué)生能夠借力扎實(shí)的基礎(chǔ)與豐富的經(jīng)驗(yàn)順利實(shí)現(xiàn)遷移。

（2）導(dǎo)問題促思考

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)屬于問題解決學(xué)習(xí)，其根本目的是促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中依據(jù)情境將問題逐級(jí)分解并引導(dǎo)學(xué)生逐步解決是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)、培養(yǎng)高階思維的途徑。

（3）導(dǎo)關(guān)系促遷移

遷移是“一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)的影響”。在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，引導(dǎo)學(xué)生厘清概念與概念、概念與事物、事物與事物間的關(guān)系，有助于學(xué)生順利地聯(lián)系起已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、技能態(tài)度等，實(shí)現(xiàn)正遷移，從而更有效地解決探究情境中的新問題。

將上述策略有機(jī)組合并運(yùn)用于聾校信息技術(shù)課堂的項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，有助于聽障學(xué)生更全面、準(zhǔn)確地獲取知識(shí)、習(xí)得技能、發(fā)展思維。

在本項(xiàng)目中，筆者選擇的創(chuàng)作平臺(tái)是WEEECODE，其中涉及舞臺(tái)、場(chǎng)景、背景、角色等基本概念，理解這些概念及其關(guān)系并掌握平臺(tái)的基本操作是學(xué)生后續(xù)能夠順利開展本項(xiàng)目系列探究活動(dòng)的基礎(chǔ)。為此，筆者將上述學(xué)習(xí)內(nèi)容專設(shè)1課時(shí)，并通過教師主導(dǎo)下的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)來具體落實(shí)。圍繞著學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了“初識(shí)平臺(tái)”“創(chuàng)建啟動(dòng)場(chǎng)景”“創(chuàng)建說明場(chǎng)景”三個(gè)具體任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在游戲體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析了解游戲流程，感知體會(huì)場(chǎng)景構(gòu)成，理解掌握相關(guān)概念;借助流程圖、學(xué)案與思維導(dǎo)圖等可視化學(xué)習(xí)工具指導(dǎo)學(xué)生在觀察、思考與填寫的基礎(chǔ)上逐步梳理出舞臺(tái)、場(chǎng)景、角色與背景的關(guān)系;通過任務(wù)逐級(jí)完成，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)角色、背景與舞臺(tái)的關(guān)系，掌握角色與背景的添加方法，感知不同添加方法的區(qū)別與聯(lián)系。

隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，學(xué)生在自主完成啟動(dòng)和說明場(chǎng)的建構(gòu)后，會(huì)發(fā)現(xiàn)舞臺(tái)因角色堆疊而顯得較雜亂。此時(shí)教師拋出問題引導(dǎo)學(xué)生觀察、比較和思考：①啟動(dòng)場(chǎng)景和說明場(chǎng)景分別包括了哪些背景和角色？（生據(jù)觀察描述）②希望點(diǎn)擊旗幟后看到的是哪些背景和角色？（啟動(dòng)場(chǎng)景的）③實(shí)際看到了什么？（說明場(chǎng)景中角色和背景也出現(xiàn)了）④希望說明場(chǎng)景的角色什么時(shí)候出現(xiàn)呢？（按下空格鍵）通過層層設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、思考與分析的基礎(chǔ)上，逐步感知有效控制場(chǎng)景切換的意義、作用與條件，為后續(xù)事件、事件源、激發(fā)條件等基本計(jì)算概念的學(xué)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。

2.支架搭建策略

學(xué)習(xí)支架可讓學(xué)生經(jīng)歷更為有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)者所經(jīng)歷的思維過程，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)，特別是隱性知識(shí)的體悟與理解。學(xué)生通過內(nèi)化支架可以獲得獨(dú)立完成任務(wù)的技能。在聾校信息技術(shù)課堂的項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，有效的支架搭建可遵循以下原則。

（1）先導(dǎo)后探，由繁至簡(jiǎn)

支架的實(shí)質(zhì)在于借助支架的“導(dǎo)”服務(wù)于撤離支架的“探”。支架搭建的最終目的是引導(dǎo)學(xué)生借助支架發(fā)展思維、體悟知識(shí)、形成技能，并能夠在脫離支架后獨(dú)立完成項(xiàng)目和制作作品。因此，項(xiàng)目中支架的搭建需要遵循由繁至簡(jiǎn)、逐步隱退的原則。如果說項(xiàng)目初期教師可依據(jù)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)與思維水平，通過設(shè)問、建議、向?qū)?、圖表等多種形式設(shè)計(jì)支架，引導(dǎo)和幫助學(xué)生更好地理解和掌握雙基并逐步形成和內(nèi)化分析與解決問題的思維模式，那么，隨著項(xiàng)目的逐步推進(jìn)，教師則需要漸進(jìn)地撤離支架，放手讓學(xué)生學(xué)會(huì)脫離支架展開獨(dú)立探究。

例如，在本項(xiàng)目中，教師在指導(dǎo)學(xué)生完成第一個(gè)子項(xiàng)目時(shí)，重點(diǎn)運(yùn)用思維導(dǎo)圖和流程圖幫助學(xué)生在分析與體驗(yàn)游戲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上理解舞臺(tái)、場(chǎng)景、角色與背景等概念的關(guān)系;在項(xiàng)目推進(jìn)過程中則更多地運(yùn)用導(dǎo)學(xué)案、表格和圖表引導(dǎo)學(xué)生感知和體會(huì)各項(xiàng)目分析的模式，比較不同事物或概念間的區(qū)別與聯(lián)系;而在游戲創(chuàng)建的尾聲時(shí)，教師則基本撤消了支架，放手由學(xué)生借助項(xiàng)目過程中積累的經(jīng)驗(yàn)和形成的模式獨(dú)立完成相關(guān)場(chǎng)景的創(chuàng)設(shè)與事件的設(shè)置。

（2）工具可視，抽象漸變

借助視覺獲取信息是聽障學(xué)生的特點(diǎn)，同時(shí)，聽障學(xué)生的抽象思維相對(duì)薄弱且遺忘率較高。因此，選擇可視化的支架工具，并借助循序漸進(jìn)的學(xué)案逐步引導(dǎo)聽障學(xué)生鞏固與消化當(dāng)堂習(xí)得并實(shí)現(xiàn)思維由形象到抽象的提升是聾校項(xiàng)目學(xué)習(xí)中支架搭建需遵循的另一原則。結(jié)合信息技術(shù)學(xué)科特點(diǎn)，可視化的支架工具一般包括圖表、表格、流程圖、思維導(dǎo)圖、導(dǎo)學(xué)案。結(jié)合不同項(xiàng)目情境，通過這些可視化支架工具的組合運(yùn)用，可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用簡(jiǎn)潔、直觀的方式分析和比較信息，及時(shí)展示和呈現(xiàn)學(xué)生的動(dòng)態(tài)思維成果，有效地實(shí)現(xiàn)內(nèi)隱思維恰當(dāng)外顯，有助于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)、展示和解決學(xué)生思維過程中的亮點(diǎn)與堵點(diǎn)。

例如，“事件、事件源、激發(fā)條件”是本項(xiàng)目中基本的計(jì)算概念，也是順利落實(shí)本項(xiàng)目編程的基礎(chǔ)。游戲各場(chǎng)景的對(duì)象（角色和背景）都會(huì)涉及相關(guān)事件與激發(fā)條件的設(shè)置與選擇。筆者在引出這些概念后，會(huì)進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生在有序觀察的基礎(chǔ)上，借助表格開展思考并完善導(dǎo)學(xué)案中的表格填空，通過觀察、思考與分析幫助學(xué)生逐步理解概念及其相互關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生有效地突破認(rèn)知難點(diǎn)。

3.信息技術(shù)學(xué)科項(xiàng)目學(xué)習(xí)的有效評(píng)價(jià)

項(xiàng)目學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施各個(gè)環(huán)節(jié)起到診斷、激勵(lì)和促進(jìn)的作用，并有助于后繼其他項(xiàng)目的有效開展。而對(duì)于“學(xué)習(xí)結(jié)果”的評(píng)價(jià)則需要結(jié)合不同學(xué)科，依據(jù)相應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)具體分析。評(píng)價(jià)可采取過程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合、質(zhì)性評(píng)價(jià)與量化評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式。

聾校信息技術(shù)學(xué)科項(xiàng)目評(píng)價(jià)的重要依據(jù)之一是課標(biāo)2017版。本項(xiàng)目是一個(gè)編程實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)更側(cè)重于學(xué)生計(jì)算思維的評(píng)價(jià)。筆者在本項(xiàng)目中重點(diǎn)運(yùn)用了課堂觀察、知識(shí)點(diǎn)在線檢測(cè)及作品評(píng)價(jià)等方式實(shí)施了相應(yīng)的定性與定量的評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)能夠在一定程度上反映出不同層次聽障學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展水平的差異，但還不夠細(xì)致，有較大的改進(jìn)空間。

而事實(shí)上，關(guān)于計(jì)算的評(píng)價(jià)國(guó)外已從不同角度開展了相應(yīng)的研究，并形成了一系列有價(jià)值的量表與網(wǎng)站，值得參考。

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作者簡(jiǎn)介：孫繼紅，南京市聾人學(xué)校信息中心主任，中學(xué)高級(jí)教師，南京市信息技術(shù)學(xué)科帶頭人，教育碩士，課題負(fù)責(zé)人。

本文為江蘇省“十三五”重點(diǎn)資助課題“促進(jìn)高中聽障學(xué)生計(jì)算思維發(fā)展的項(xiàng)目學(xué)習(xí)策略研究”的階段性研究成果。