高中信息技術項目化學習的實踐
——以停車場收費項目化學習為例

周少君 浙江省衢州高級中學

《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》將信息意識、計算思維、社會責任作為信息技術的核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)的落實需要回歸學習的本質，滲透到學生持續(xù)自我發(fā)現(xiàn)問題和自主解決問題中。因此，筆者在教學實踐中嘗試采用“提出任務、解讀標準、自主探究、展示、評價”的項目化學習模式，以期有效落實核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

●提出任務——項目學習情境與任務設計

在項目化學習中，通過設置真實情境，將學習內(nèi)容和現(xiàn)實世界關聯(lián)起來，引導學生從現(xiàn)有的經(jīng)驗和水平出發(fā)，在自主探索過程中逐步建立核心素養(yǎng)，并且能舉一反三，主動遷移解決實際的問題。在真實情境的選擇過程中，應以學科內(nèi)容的核心知識和技能為重點。

結合新教材第二章、第三章的核心知識，筆者選擇“我們身邊停車場收費系統(tǒng)”這個項目作為情境，將“停車場收費”大項目分解為三個子項目（如圖1），用4個課時完成。

圖1

●講解標準——評價量規(guī)的設計

評價設計應該優(yōu)先于項目的教學設計。在項目開始時，學生分析項目，明確學習的方向和達成的目標，清楚怎樣的行為和成果才算是達成目標，這樣可以有針對性地進入到項目實踐的探索中，真正實踐“學”為中心的教學理念。

同時，基于量化的評價應貫穿整個學習過程，重點評價學生的發(fā)展層次和發(fā)展水平，關注對學生解決問題能力的評價，促進學生對知識的深度加工和核心素養(yǎng)的提升。本項目采用的評價量規(guī)如下頁表1所示。

表1

●自主探究

項目一：停車場收費的抽象建模

（1）項目情境

某停車場收費規(guī)則如下：①1小時以內(nèi)(含)免費，超過1小時后收3元/小時，不足1小時按1小時計費，以此類推；②每停放24小時內(nèi)(含)最高收費30元；③次日累計疊加。項目一主要考慮24小時內(nèi)(含)的停車收費情況。

（2）項目目標

用算法界定問題，對問題進行抽象描述并能正確建模。針對求解目標開展算法設計，用流程圖畫出完成任務的關鍵過程。

（3）項目評價（如表2）

表2

（4）學生活動

①提煉要素，加以確定與假設，根據(jù)收費規(guī)則抽象出求解目標以及已知條件。②從實際問題中抽象出可計算的數(shù)學模型。③算法設計，清楚描述數(shù)據(jù)處理過程（輸入數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)）。④根據(jù)以上分析，設計算法流程圖。

項目二：用計算機編程解決停車場收費的一般過程

（1）項目目標

在算法實現(xiàn)過程中，明白系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集、發(fā)送、存儲、計算及其算法的選擇，用Python模擬實現(xiàn)停車場收費系統(tǒng)。

（2）項目評價（如上頁表3）

表3

（3）學生活動

①自主學習if分支結構、if多分支結構的語法。②結合上節(jié)課的流程圖，嘗試使用if語句完成24小時內(nèi)(含)程序設計。③在調試過程中，思考算法合理性，完成運行程序。④小組嘗試完成超過24小時的停車收費程序實現(xiàn)。

項目三：停車場收費的系統(tǒng)測試與優(yōu)化

（1）項目目標

系統(tǒng)測試與優(yōu)化：培養(yǎng)用計算機編程解決問題的基本流程和程序調試與運行的方法，從而提升系統(tǒng)搭建的能力，促成核心素養(yǎng)提升。

（2）項目評價（如表4）

表4

（3）學生活動

①探究項目二的程序與現(xiàn)實生活停車場收費系統(tǒng)的區(qū)別，探究將輸入的時長修改為根據(jù)駛入時間與駛出時間自動結算的解決方法。②根據(jù)項目二用計算機解決問題的一般步驟，優(yōu)化抽象建模。③優(yōu)化程序，調試程序。

在項目化實施過程中，除了使用綜合性實踐內(nèi)容，還需要引導學生進行持續(xù)的自主探究，使學生能進行知識之間的關聯(lián)從而形成體系。在實踐中，筆者發(fā)現(xiàn)部分學生能整理出知識的關聯(lián)導圖。筆者認為這與項目實施過程中以下兩個方面有關。

①有效的生生互動，發(fā)展學生計算思維。例如，在圍繞“停車場收費”的問題中，項目一的核心目標是理解用算法解決問題的一般步驟。抽象建模環(huán)節(jié)實質上是對抽象建模的深度理解和數(shù)學學科中分段函數(shù)的遷移運用。學生在探究建模的過程中，從最初的停車規(guī)則抽象出“尋求停車時間t與停車費用p之間的數(shù)量關系”的問題。在討論過程中，很容易得出t<=1時，pay=0，然后考慮停車時間t大于1的收費情況，有的學生就直接寫出1

②有效的教師點撥，解決學生共性問題。例如，在項目二的編寫程序環(huán)節(jié)，學生會遇到兩個共性問題：其一，根據(jù)已學知識，寫不出“判斷t是整數(shù)”的表達式；其二，寫不出處理停車時間不足1小時計1小時的表達式。教師在導學單中給出int()函數(shù)與math.ceil()，適時引導學生自學，提示是否可以使用這兩個函數(shù)進行處理？學生在教師的引導下，通過int(t)=t?來判斷t是否為整數(shù)，使用math.ceil(t)來處理不足1小時的情況。學生內(nèi)化這兩個函數(shù)的使用，使項目順利執(zhí)行。

●展示分享，評價點撥

有效的評估能激發(fā)學生的學習熱情，引發(fā)學生共鳴。設置這個環(huán)節(jié)的核心目標是把評價作為促進學習的一個重要動力。

項目二的程序重點是單分支結構和多分支結構，展示結果如下頁圖2、圖3所示。在展示環(huán)節(jié)中，讓學生反思在問題解決的過程中碰到的問題，展示解決該問題的方法。例如，在程序實現(xiàn)階段，程序運行錯誤，Python軟件提示了什么錯誤信息，應該如何修改程序。學生在交流分享中，發(fā)現(xiàn)圖2的單分支結構共有4個問題：①應該是if-else。②語句塊不能頂格寫。③格式中缺少冒號。④條件表達式中判斷整數(shù)應改為int(t)==t；圖3的print()函數(shù)中的變量不應該帶引號。在調試運行后，最終的程序代碼如下頁圖4所示。

圖2

圖3

圖4

項目三考慮的問題是在停車場收費的實踐操作過程中，不是根據(jù)輸入的停車時長計算收費，而是自動根據(jù)駛入停車場時間和駛出停車場時間處理收費情況。如何處理時間，是重點之一。學生在分析討論后，采用了秒的方法來處理時間。在確定處理時間的方法后，通過抽象建?！惴ㄔO計—程序設計—調試程序，最終的程序部分代碼如圖5所示，作品展示結果如圖6所示。

圖5

圖6

在整個項目接近尾聲時，各小組談一談在整個學習過程中的感想。學生從中進行對比、分析，體會每個小組在學習過程與成果上的經(jīng)驗。

●實踐反思

1.突出真實性，讓學習更有意義

真實的情境更容易激發(fā)學生的內(nèi)驅力，真實的任務能驅動學生根據(jù)解決問題需要對任務進行自主界定。真實體驗讓學生的知識、思維在真實情境的持續(xù)交互中進行構建，促進學習的有效遷移。

2.分清項目化學習與任務驅動，讓學習更高效

在教學實踐探究過程中，教師常常將項目化學習與任務驅動法混淆。項目化學習的關鍵是高階思維的培育和遷移，它以學生為中心，讓學生自主發(fā)現(xiàn)問題，在不斷的持續(xù)深入探究中，培養(yǎng)學生解決問題的能力，它主要強調的是學生在學習過程中的表現(xiàn)，教師只是擔任協(xié)助者的角色。項目化學習培養(yǎng)的是學生的能力，而任務驅動法是學生根據(jù)教師指定的任務習得知識。