項(xiàng)目學(xué)習(xí)在高中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的實(shí)踐研究

張海霞 陳新平

（岷縣第二中學(xué) 甘肅 岷縣 748400）

計(jì)算思維是指對(duì)素質(zhì)進(jìn)行分析、推理、判斷的能力，包括數(shù)理邏輯、空間想象力、抽象思考等方面的內(nèi)容，是現(xiàn)代社會(huì)建設(shè)過(guò)程必不可少的一部分，對(duì)學(xué)生未來(lái)職業(yè)發(fā)展而言，具有十分重要的意義。而作為高中教育體系的重要組成部分，信息技術(shù)學(xué)科的可操作性和實(shí)踐性較強(qiáng)，在教學(xué)過(guò)程中利用項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)方式，通過(guò)讓學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識(shí)以及使用相關(guān)軟件工具，可以更好培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)和計(jì)算思維。

1.項(xiàng)目學(xué)習(xí)的相關(guān)內(nèi)涵

1.1 項(xiàng)目學(xué)習(xí)的基本概念

項(xiàng)目學(xué)習(xí)是一種以實(shí)際問(wèn)題為切入點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)展一系列活動(dòng)和任務(wù)來(lái)提高學(xué)生認(rèn)知能力和解決問(wèn)題能力的一種教育方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主性、合作性和創(chuàng)造性的發(fā)展，能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和主動(dòng)探究精神，促進(jìn)其全面發(fā)展[1]。項(xiàng)目學(xué)習(xí)的核心是解決一個(gè)具體問(wèn)題或完成一項(xiàng)特定任務(wù)，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生需要運(yùn)用多種知識(shí)和技能進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)估等一系列操作，同時(shí)，還需要與他人協(xié)作，并接受反饋意見(jiàn)，以便不斷完善自己的學(xué)習(xí)成果。項(xiàng)目學(xué)習(xí)的目標(biāo)在于幫助學(xué)生建立一種系統(tǒng)化的思考模式和解決問(wèn)題的方法論體系，這種方法論體系不僅可以用于具體問(wèn)題的解決，還可以用于學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)和發(fā)展中。在高中信息技術(shù)課堂中，項(xiàng)目學(xué)習(xí)是一個(gè)非常重要的概念，對(duì)提高學(xué)生邏輯推理能力、分析判斷能力、解決問(wèn)題能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等具有十分重要的意義。

1.2 項(xiàng)目學(xué)習(xí)的基本原則

項(xiàng)目學(xué)習(xí)是一種以實(shí)際問(wèn)題為切入點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)展一系列任務(wù)和活動(dòng)來(lái)提高學(xué)生解決問(wèn)題能力的一種教育方法，其基本原則包括以下幾點(diǎn)：1、注重實(shí)踐性，項(xiàng)目學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，而不是單純的理論學(xué)習(xí)，教師需要引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際出發(fā)，解決一些具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題；2、重視團(tuán)隊(duì)合作，開(kāi)展項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)需要學(xué)生集體參與、共同協(xié)作，才能更好完成學(xué)習(xí)任務(wù)，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生之間的交流與溝通；3、過(guò)程與結(jié)果相結(jié)合，項(xiàng)目學(xué)習(xí)不僅關(guān)注最終的學(xué)習(xí)結(jié)果，更要關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)生成長(zhǎng)和發(fā)展；4、注重反饋與反思，項(xiàng)目學(xué)習(xí)的過(guò)程中需要不斷地反思和反饋，以便更好改進(jìn)和完善自己的工作；5、創(chuàng)新性和創(chuàng)造力，項(xiàng)目學(xué)習(xí)需要學(xué)生們具備一定的創(chuàng)新性和創(chuàng)造力，能夠獨(dú)立思考并提出新的解決方案；6、注重跨學(xué)科整合，項(xiàng)目學(xué)習(xí)需要設(shè)計(jì)多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，教師需要幫助學(xué)生們理解各個(gè)學(xué)科之間的關(guān)系以及如何將其融合在一起[2]。

2.項(xiàng)目學(xué)習(xí)在高中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的有效途徑

本文根據(jù)人教版/中圖版高中信息技術(shù)人教（2019）必修1《數(shù)據(jù)與計(jì)算》第二章“算法與程序?qū)崿F(xiàn)”的內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生實(shí)際學(xué)情和能力水平，進(jìn)行“編程控?zé)衾鲂小表?xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施，并提出以下幾點(diǎn)教學(xué)策略，以更好培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

2.1 結(jié)合生活情境，精心設(shè)計(jì)項(xiàng)目

一個(gè)寬松、和諧的學(xué)習(xí)情境，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生積極主動(dòng)的參與到項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)中去，從而充分發(fā)揮項(xiàng)目學(xué)習(xí)的實(shí)用性和可操作性。高中信息技術(shù)教師在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該明確項(xiàng)目的目標(biāo)與意義，并將實(shí)際生活中的應(yīng)用場(chǎng)景作為出發(fā)點(diǎn)來(lái)制定具體的項(xiàng)目?jī)?nèi)容，從而更好激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造力，讓學(xué)生更加直觀地理解所學(xué)知識(shí)的本質(zhì)與應(yīng)用價(jià)值。與此同時(shí)，教師還應(yīng)該注重項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中的互動(dòng)性與協(xié)作性，通過(guò)師生、生生之間的良性互動(dòng)，為學(xué)生構(gòu)建民主、平等的師生關(guān)系，讓學(xué)生在輕松愉快的交流氛圍中更好完成項(xiàng)目任務(wù)，并進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的溝通技巧和協(xié)調(diào)能力。

在“編程控?zé)衾鲂小表?xiàng)目的學(xué)習(xí)中，教師可以利用“我們每天上學(xué)和放學(xué)時(shí)都會(huì)經(jīng)過(guò)紅綠燈路口，這些路口的交通狀況如何？交警在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，會(huì)采取哪些措施來(lái)管理道路交通？人工指揮和信號(hào)燈控制各具特色，它們?cè)谀男┓矫嬗兴煌俊钡葐?wèn)題，將生活場(chǎng)景再現(xiàn)，讓學(xué)生深入了解計(jì)算機(jī)技術(shù)解決問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)：交通信號(hào)控制系統(tǒng)可以通過(guò)編寫(xiě)程序控制紅綠燈的時(shí)間變化，有效地提升交通管理的效率等，從而引出項(xiàng)目主題：編程控?zé)衾鲂?，為后續(xù)“用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題”課程的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2.2 合理設(shè)計(jì)任務(wù)，突顯計(jì)算思維

任務(wù)設(shè)計(jì)作為項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)方式的關(guān)鍵，其合理度與項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)開(kāi)展的效果與質(zhì)量息息相關(guān)。因此，高中信息技術(shù)教師應(yīng)該結(jié)合信息技術(shù)教學(xué)和項(xiàng)目學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，為學(xué)生設(shè)計(jì)數(shù)量適宜、可操作性強(qiáng)的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，并根據(jù)學(xué)生技術(shù)知識(shí)掌握和學(xué)習(xí)能力水平的差異，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，如必選任務(wù)、進(jìn)階任務(wù)、挑戰(zhàn)任務(wù)等，確保每個(gè)學(xué)生都能參與到項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)中去，學(xué)有所得，從而更好促進(jìn)全體學(xué)生的整體進(jìn)步，提高信息技術(shù)課堂教學(xué)效率與質(zhì)量[3]。

“編程控?zé)衾鲂小表?xiàng)目學(xué)習(xí)旨在讓學(xué)生利用編程等信息技術(shù)，控制交通信號(hào)燈，并模擬“自助式人行過(guò)街紅綠燈”的效果，從而體現(xiàn)交通管理的智能化和人性化，營(yíng)造更加安全、高效的交通環(huán)境。教師在進(jìn)行該項(xiàng)目任務(wù)設(shè)置時(shí)，可以根據(jù)學(xué)生的能力水平進(jìn)行分層分類實(shí)施：（1）必選任務(wù)，每位學(xué)生都需要通過(guò)“sitemaps”模塊來(lái)完成“自助式人行過(guò)街紅綠燈”的編程模擬任務(wù)；（2）進(jìn)階型任務(wù)，部分學(xué)生可以在完成必選任務(wù)的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)習(xí)項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)一步拓展，如增加信號(hào)燈閃爍警示功能等；（3）挑戰(zhàn)任務(wù)，學(xué)有余力的學(xué)生可以對(duì)項(xiàng)目程序進(jìn)行“物化”，并利用開(kāi)源硬件等設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)客體驗(yàn)，將項(xiàng)目應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中，通過(guò)評(píng)估應(yīng)用效果不斷完善和優(yōu)化項(xiàng)目。

2.3 積極開(kāi)展項(xiàng)目，注重合作探究

在開(kāi)展項(xiàng)目學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師應(yīng)該時(shí)刻遵循“以生為本”的教育理念，注重課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮，并充分考慮學(xué)生的實(shí)際學(xué)情與學(xué)習(xí)需求，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與的各種類型的項(xiàng)目中去，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、自主實(shí)踐探究，在更好鍛煉學(xué)生邏輯思維能力的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神與協(xié)作能力。首先，教師應(yīng)該為學(xué)生們提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，包括設(shè)置合適的教室空間、配備必要的設(shè)備和資源等等。同時(shí)，教師也需要注意到每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)和需求，以便更好地指導(dǎo)他們完成任務(wù)。其次，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生自主探索和創(chuàng)新，讓學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等多種方式獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，并嘗試不同的方法去解決問(wèn)題，從而有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性和自信心。最后，教師還應(yīng)該重視學(xué)生之間的合作探究。在小組或班組中，學(xué)生之間可以相互交流想法、分享經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，從而共同解決難題。此外，教師也可以組織一些集體活動(dòng)或競(jìng)賽來(lái)促進(jìn)學(xué)生之間的合作精神和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)的發(fā)展。

“編程控?zé)衾鲂小钡捻?xiàng)目活動(dòng)應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生們通過(guò)合作研究和互助的方式來(lái)解決問(wèn)題，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)成果。鑒于生活情境中的復(fù)雜性和真實(shí)性，為充分發(fā)揮項(xiàng)目的實(shí)際價(jià)值，在項(xiàng)目活動(dòng)開(kāi)展前，教師可以學(xué)生以小組為單位，進(jìn)行全面的實(shí)地調(diào)研，包括對(duì)學(xué)?；蚓幼〉刂苓叺缆返臓顩r進(jìn)行調(diào)查，研究可能存在的改進(jìn)問(wèn)題，并且安裝Python 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境，以確保項(xiàng)目的順利實(shí)施。學(xué)生在小組合作中，通過(guò)分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案、描述算法、編程調(diào)試和完善效果等，可以有效地實(shí)施項(xiàng)目，從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的。

2.4 成果展示交流，開(kāi)展多元評(píng)價(jià)

在項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師應(yīng)該采取多種措施來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并在項(xiàng)目完成后給予充分的評(píng)估。其中，成果展示和多元化的評(píng)價(jià)是非常重要的手段之一。通過(guò)成果展示，可以使學(xué)生工作及學(xué)習(xí)過(guò)程可視化、具體化，使學(xué)生更好感受完成任務(wù)的滿足感。在進(jìn)行成果展示時(shí)，學(xué)生可以通過(guò)小組討論、課堂答辯、個(gè)人匯報(bào)等多種形式，與他人分享他們的學(xué)習(xí)成果和經(jīng)驗(yàn)，并通過(guò)其他學(xué)生的提問(wèn)、反饋以及建議，進(jìn)行梳理、歸納、提升等一系列“頭腦風(fēng)暴”活動(dòng)，使學(xué)生知識(shí)達(dá)到內(nèi)化，進(jìn)一步鞏固學(xué)生知識(shí)理解與掌握的程度的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)及邏輯思維能力。教師應(yīng)該充分發(fā)揮自身引導(dǎo)者的作用，在學(xué)生成果展示及討論交流的過(guò)程中，及時(shí)給予相關(guān)理論指導(dǎo)和建議，鼓勵(lì)學(xué)生從多個(gè)角度、多個(gè)方面對(duì)展示和闡述自身學(xué)習(xí)成果，并采用不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量他們對(duì)知識(shí)的理解程度和應(yīng)用能力。同時(shí)，高中信息技術(shù)教師還應(yīng)該注重教學(xué)評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的重要作用，通過(guò)學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)、教師評(píng)價(jià)等多種形式，將過(guò)程性評(píng)價(jià)和診斷性評(píng)價(jià)相結(jié)合，全面地了解和掌握學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程及知識(shí)水平、綜合素質(zhì)發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)行為等進(jìn)行綜合評(píng)估，有效發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維水平，為學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基石。教師還可以采取問(wèn)卷調(diào)查法對(duì)學(xué)生項(xiàng)目完成成果進(jìn)行綜合評(píng)估，如在“編程控?zé)衾鲂小表?xiàng)目完成后，教師可以讓學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目完成實(shí)際填寫(xiě)相關(guān)調(diào)查表，通過(guò)“在編程過(guò)程中遇到哪些困難？你是如何解決這些困難的？如何理解程序設(shè)計(jì)？是否喜歡程序設(shè)計(jì)？為什么？”等問(wèn)題，并根據(jù)學(xué)生填寫(xiě)情況，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)和行為，形成過(guò)程性評(píng)價(jià)表，從而更好了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并為他們提供更好的指導(dǎo)和支持。

結(jié)束語(yǔ)

“編程控?zé)衾鲂小表?xiàng)目可以作為本文研究的主要參考，為活動(dòng)設(shè)計(jì)和實(shí)施具有一定的指導(dǎo)意義。在實(shí)際教學(xué)中，高中信息技術(shù)教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)日常生活和學(xué)習(xí)中的實(shí)際問(wèn)題，設(shè)計(jì)出具有針對(duì)性的項(xiàng)目，使學(xué)生能夠從真實(shí)情境中獲取知識(shí)，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題，進(jìn)而培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)生綜合素質(zhì)與計(jì)算思維，促進(jìn)學(xué)生的全面、健康發(fā)展。