聚焦教學(xué)做合一，提升學(xué)生核心素養(yǎng)
——以初中Python編程教學(xué)為例

劉海玲 江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)金雞湖學(xué)校

在編程語言教學(xué)中，教師需要構(gòu)建知識體系，以實(shí)踐為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，以創(chuàng)新為主旨，讓學(xué)生真正地將編程語言學(xué)透學(xué)精，并能學(xué)以致用，逐步提升學(xué)生創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的求知欲，構(gòu)建教學(xué)相長的魅力課堂。下面，筆者將從四個(gè)維度闡述開展教學(xué)實(shí)踐活動提升學(xué)生核心素養(yǎng)的路徑和方法。

● 基于真實(shí)問題情境提升學(xué)科核心素養(yǎng)

新課標(biāo)關(guān)注課程內(nèi)容的科學(xué)性、時(shí)代性和實(shí)踐性，體現(xiàn)“科”與“技”并重，在構(gòu)建知識、提升解決問題能力的同時(shí)，注重創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活情境，引導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，并引入多元數(shù)字資源，提高學(xué)生的參與度。

生活即教育，生活決定了教育發(fā)展，而教育則會改造生活。例如，筆者在講解循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，引進(jìn)了生活中的循環(huán)案例（如圖1），通過師生共同討論梳理建構(gòu)循環(huán)知識體系，幫助學(xué)生理解知識，在加強(qiáng)學(xué)生信息獲取意識的同時(shí)，提高學(xué)生分析問題、解決問題能力。

圖1

再如，筆者在講解多分支結(jié)構(gòu)的知識點(diǎn)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生觀看宣傳片了解空氣質(zhì)量的好壞對工作與生活的影響，并給出蘇州近3個(gè)月的AQI值（如圖2），拋出“關(guān)注空氣質(zhì)量，呵護(hù)你我健康”主題，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的動機(jī)。學(xué)生根據(jù)AQI指數(shù)的數(shù)值，及時(shí)了解當(dāng)前的AQI級別，并給予戶外活動建議；利用流程圖（如圖3），分析算法，完成代碼的編寫（如下頁圖4），最終實(shí)現(xiàn)多分支結(jié)構(gòu)知識的有效學(xué)習(xí)。

圖2

圖3

圖4

通過學(xué)生用身份證號碼進(jìn)行核酸檢測的真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生思考：在保證信息安全的前提下，如何幫助防疫人員采集身份證信息？在生活中，超市有商品的條形碼，付款時(shí)有二維碼，我們能否利用Python軟件制作一個(gè)身份證轉(zhuǎn)成二維碼的小程序？通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)生活情境，幫助學(xué)生樹立正確的信息安全意識，引導(dǎo)學(xué)生查詢二維碼生成的原理，知道Python程序要生成二維碼需要依賴庫PIL和QRcode；通過模塊的安裝，學(xué)生學(xué)會部署環(huán)境，能夠?qū)?shí)際問題進(jìn)行分析，經(jīng)過多次的搜索資料、反復(fù)調(diào)試、優(yōu)化程序，最終完成個(gè)人身份證二維碼生成器。通過本次實(shí)踐活動，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、核心素養(yǎng)都得到提升。

● 基于游戲化編程提升計(jì)算思維能力

“游戲化”最早出現(xiàn)在2003年，它在某種程度上打破了傳統(tǒng)教學(xué)中機(jī)械訓(xùn)練、枯燥、死記硬背的教學(xué)狀況，越來越受到師生們的喜歡。

因此，筆者在《猜數(shù)游戲——while循環(huán)的應(yīng)用》一課的教學(xué)中，首先設(shè)計(jì)了“點(diǎn)兵點(diǎn)將”環(huán)節(jié)（復(fù)習(xí)上節(jié)課的知識，為本節(jié)課隨機(jī)數(shù)做好鋪墊），隨機(jī)選人玩猜數(shù)游戲，增強(qiáng)趣味性；其次，進(jìn)行問題分析，要求學(xué)生利用流程圖，明晰算法，調(diào)動學(xué)生實(shí)踐探究的欲望；最后，組織多人PK，引導(dǎo)學(xué)生思考當(dāng)前的游戲，還可以在哪些方面有所提升，引導(dǎo)學(xué)生完善程序功能，增強(qiáng)該程序的趣味性、適用性。

在游戲化的課程學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生通過“編+玩+學(xué)”的方式，提升了計(jì)算思維能力、分析問題和解決問題能力、創(chuàng)新與綜合應(yīng)用能力，在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生一直是學(xué)習(xí)活動的主體角色，這種教學(xué)方式真正實(shí)現(xiàn)了教、學(xué)、做合一。

● 基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)提升學(xué)生綜合能力

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動探究和創(chuàng)新實(shí)踐的教學(xué)模式。項(xiàng)目式教學(xué)讓學(xué)習(xí)自然發(fā)生，為學(xué)生學(xué)習(xí)注入新的活力，能夠在分析問題、解決問題的過程中，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新的能力，給學(xué)生真問題，并引導(dǎo)學(xué)生將問題化整為零，逐一破解。

開展項(xiàng)目式教學(xué)，需要先確定一個(gè)具有挑戰(zhàn)性、趣味性或真實(shí)性的主題，學(xué)生通過對項(xiàng)目的分析，開展實(shí)踐研究活動，在研究過程中掌握技能，構(gòu)建新的知識體系；通過將完整的項(xiàng)目分解成若干個(gè)可實(shí)現(xiàn)的小任務(wù)，再逐個(gè)擊破，最終完成項(xiàng)目的研究。當(dāng)然，還可以將項(xiàng)目1.0改版升級為2.0，迭代優(yōu)化代碼，讓原有項(xiàng)目更具有實(shí)用性。

在講解遞歸知識的時(shí)候，筆者設(shè)定了“科赫雪花”項(xiàng)目，在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，導(dǎo)入“科赫曲線”視頻，讓學(xué)生思考為什么海岸線的面積有限，周長卻無限大？帶著這個(gè)問題，引導(dǎo)學(xué)生先分析科赫雪花構(gòu)建有什么特點(diǎn)，將雪花拆分成多個(gè)小單元，并且尋找各單元之間的邏輯關(guān)系。在這個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐過程中，學(xué)生分析圖形結(jié)構(gòu)，將雪花進(jìn)行分形處理：雪花類似六邊形，整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為三條邊，這三條邊構(gòu)成等邊三角形。結(jié)構(gòu)分析如圖5所示。再將每邊三等分，依次類推……最后，分析每條邊上的雪花：有一個(gè)是完整的，兩個(gè)是一半，每一個(gè)觸角的形狀都是一樣的（如下頁圖6）。這樣就可以定義一個(gè)函數(shù)，在繪制基本形狀后，利用條件語句與遞歸相結(jié)合的方式，繪制出科赫雪花的等邊三角形，以便后續(xù)利用計(jì)數(shù)循環(huán)完成整體雪花的繪制。代碼主體部分如下頁圖7所示。

圖5

圖6

圖7

回顧本節(jié)課教學(xué)，教師創(chuàng)設(shè)情境，引出主題（教），學(xué)生根據(jù)教師提供的視頻與學(xué)案（學(xué)），首先發(fā)現(xiàn)問題——確立項(xiàng)目的主題（科赫雪花），然后師生共同分析問題（學(xué)）——將項(xiàng)目分形得到小單元，接著解決問題（做）——學(xué)生實(shí)踐探究，逐步完成作品，最后提煉升華——項(xiàng)目學(xué)習(xí)交流，梳理總結(jié)得出遞歸還可以用到哪些項(xiàng)目中，有能力的學(xué)生還可以嘗試勾股樹的繪制。學(xué)生在完成項(xiàng)目的同時(shí)，也完成了新知識體系的構(gòu)建，通過一系列任務(wù)分解、反復(fù)調(diào)試等，思維模式與習(xí)慣都得到鍛煉，綜合應(yīng)用能力也得到很大的提升。

● 基于豐富體驗(yàn)激發(fā)創(chuàng)新潛能

隨著人工智能相關(guān)課程的逐步推進(jìn)，基于項(xiàng)目式的體驗(yàn)式教學(xué)方法被更多人接受。所以，在Python的第一節(jié)課中，筆者從體驗(yàn)Python神奇魅力出發(fā)，設(shè)定對話Python、知識遷移、深度體驗(yàn)三個(gè)體驗(yàn)環(huán)節(jié)，在讓學(xué)生了解Python的同時(shí)，將學(xué)習(xí)編程變得更加有趣。

①在對話Python環(huán)節(jié)，讓學(xué)生初步了解Python的由來、基本界面，并初次與Python對話互動，模擬問候交流（Hello，Python！Hello，world?。?，通過對話式體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并能解決問題（這里主要指input()、print()語句的應(yīng)用）。

②在知識遷移環(huán)節(jié)，學(xué)生在原有的APP Inventor編程的基礎(chǔ)上，對三大基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)有一定的了解，不同語言的表達(dá)方式不一樣，但是其核心內(nèi)容是相同的。給出半成品案例（如圖8），提供源代碼（如圖9），學(xué)生根據(jù)自己的理解，結(jié)合教師提供的幫助性文件，嘗試調(diào)整相關(guān)屬性，通過分析實(shí)際問題，不斷調(diào)試、優(yōu)化代碼，繪制出個(gè)性化的圖案。

圖8

圖9

③深度體驗(yàn)，將Python與硬件相結(jié)合，讓學(xué)生試玩猜拳PK、擲骰子、點(diǎn)燈大作戰(zhàn)等硬件體驗(yàn)活動，讓學(xué)生在興奮無比的同時(shí)，感受Python強(qiáng)大的融合能力。

在Python編程教學(xué)中，筆者創(chuàng)設(shè)了真實(shí)情境，巧用體驗(yàn)環(huán)節(jié)，利用項(xiàng)目主題引領(lǐng)，開展游戲化編程教學(xué)，踐行陶行知的“教學(xué)做合一”的教學(xué)思想，尋找提升學(xué)生創(chuàng)新能力的最佳途徑，更好地優(yōu)化了課堂教學(xué)，強(qiáng)化了學(xué)生的主體地位，提升了學(xué)生的信息素養(yǎng)，構(gòu)建了魅力的信息技術(shù)課堂。當(dāng)然，要想讓學(xué)生學(xué)好一門編程語言，教師還需要不斷探索信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)理念和實(shí)踐活動，創(chuàng)新教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)策略，調(diào)動學(xué)生的自主性，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。