指向計算思維的高中信息技術(shù)項目化教學(xué)路徑探索

黃燕瑜

【摘要】新課標(biāo)背景下，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維是高中信息技術(shù)必不可少的教學(xué)任務(wù)之一。教師應(yīng)積極探索項目化教學(xué)路徑，培育學(xué)生的計算思維，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的個體成長與綜合發(fā)展。在開展項目化信息技術(shù)教學(xué)時，教師應(yīng)依托教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化項目化教學(xué)導(dǎo)向性；依托教學(xué)方式，培養(yǎng)項目化教學(xué)自主性；依托教學(xué)目標(biāo)，發(fā)展項目化教學(xué)創(chuàng)造性。

【關(guān)鍵詞】高中信息技術(shù)；項目化教學(xué)；計算思維；路徑探索

受傳統(tǒng)教學(xué)理念影響，高中信息技術(shù)教師往往只注重學(xué)生的技能操作與實(shí)際成績，從而忽略了學(xué)生計算思維的培養(yǎng)，不利于學(xué)生的創(chuàng)造性思維發(fā)展。鑒于此，教師應(yīng)找出教學(xué)問題，調(diào)整教學(xué)方式，改善教學(xué)弊端，積極構(gòu)建新課標(biāo)視域下全新的教學(xué)理念，形成優(yōu)質(zhì)的教學(xué)模式，深化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生知識、能力、實(shí)踐、思維的共同發(fā)展。

一、依托教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化項目化教學(xué)導(dǎo)向性

1.明確教學(xué)內(nèi)容

信息技術(shù)教學(xué)中，部分高中信息技術(shù)教師經(jīng)常忽略教材內(nèi)容，只根據(jù)實(shí)際操作進(jìn)行教學(xué)。長此以往，學(xué)生的思維會形成固定化，計算思維能力隨之變?nèi)?。因此，教師?yīng)注重教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，從課本出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。為有效達(dá)成這一教學(xué)目標(biāo)，教師可融入項目化教學(xué)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。項目化教學(xué)起源于美國，其以建構(gòu)主義、實(shí)用主義等理論作為依據(jù)，讓學(xué)生在真實(shí)環(huán)境中開展探究學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力發(fā)展。教師應(yīng)將項目化教學(xué)與教學(xué)內(nèi)容充分融合，讓學(xué)生了解到課本的重要性，懂得“學(xué)為何物”“為何而學(xué)”[1]。

例如，在高中信息技術(shù)必修一“認(rèn)識數(shù)據(jù)”這一單元的教學(xué)過程中，教師應(yīng)充分掌握相關(guān)內(nèi)容，聯(lián)系前后章節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生開展項目化學(xué)習(xí)。教師首先詢問學(xué)生，在“認(rèn)識數(shù)據(jù)”這一單元，為什么第一個需要學(xué)習(xí)的是“數(shù)據(jù)編碼”？學(xué)生可能會存在疑惑，尋找不到答案。教師此時引導(dǎo)學(xué)生回歸教材內(nèi)容，讓學(xué)生在課本之中探索答案。學(xué)生會發(fā)現(xiàn)編碼是信息從一種格式或形式轉(zhuǎn)換為另一種格式或形式的過程，課本中的編碼是指用預(yù)先規(guī)定的方法將文字、數(shù)字或其他對象編成可以存儲在計算機(jī)里的數(shù)值。之所以要先學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)編碼，是因為它是認(rèn)識數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，只有掌握了數(shù)據(jù)編碼之后，才能進(jìn)一步認(rèn)識數(shù)據(jù)。緊接著，教師繼續(xù)布置項目任務(wù)，讓學(xué)生探究“數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)”“數(shù)據(jù)與系統(tǒng)”“加密與解密”這些章節(jié)與“認(rèn)識數(shù)據(jù)”都有著怎樣的聯(lián)系，它們之間又存在怎樣的關(guān)聯(lián)？學(xué)生的知識水平與能力水平參差不齊，在探究項目任務(wù)時，教師應(yīng)組織學(xué)生開展小組活動，幫助學(xué)生能夠更加全面地探索答案，發(fā)展自身綜合能力。學(xué)生在探究的過程中，能夠?qū)Α罢J(rèn)識數(shù)據(jù)”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深度解讀，進(jìn)而明確數(shù)據(jù)是什么，怎樣認(rèn)識數(shù)據(jù)等。

教師應(yīng)全面了解學(xué)生的綜合能力，詳細(xì)分析學(xué)情，結(jié)合教材內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生把握信息知識，掌握教學(xué)重難點(diǎn)，以項目為主線，逐步展開教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生探究能力，發(fā)展學(xué)生計算思維，促使學(xué)生達(dá)成深度學(xué)習(xí)的效果。

2.串聯(lián)教學(xué)環(huán)節(jié)

項目化教學(xué)利用一系列項目任務(wù)開展學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在探究過程中獲得一定的成就感，以此豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)信心[2]。如何將不同的學(xué)習(xí)任務(wù)緊密串聯(lián)，是教師應(yīng)當(dāng)深入探究的教學(xué)任務(wù)之一。教師應(yīng)找尋任務(wù)與任務(wù)之間的相同點(diǎn)，利用關(guān)鍵點(diǎn)將其聯(lián)結(jié)，讓學(xué)生能夠從一個問題走向多個問題，按圖索驥，學(xué)習(xí)更深層次的信息知識，發(fā)展更加多元化的信息能力。

例如，在高中信息技術(shù)必修一“我們身邊的數(shù)據(jù)”這一章節(jié)的學(xué)習(xí)當(dāng)中，教師應(yīng)圍繞數(shù)據(jù)主題開展項目學(xué)習(xí)。教師在開展氣象生活指數(shù)探究時，可結(jié)合各因素逐步開展，如濕度、溫度、風(fēng)力等。在學(xué)生初步掌握相關(guān)知識后，教師可詢問學(xué)生，氣溫差異還會影響到哪些指數(shù)？學(xué)生在思考過后，會得出各種各樣的答案，教師應(yīng)結(jié)合答案進(jìn)行引導(dǎo)，串聯(lián)下一個教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生主動探究氣象指數(shù)。在探索的過程中，教師逐步滲透“數(shù)據(jù)的來源”知識點(diǎn)，讓學(xué)生能夠認(rèn)識直接數(shù)據(jù)與間接數(shù)據(jù)的知識點(diǎn)。根據(jù)數(shù)據(jù)來源的分類，引導(dǎo)學(xué)生探究直接數(shù)據(jù)與間接數(shù)據(jù)的收集方法都有哪些。教師應(yīng)根據(jù)本環(huán)節(jié)引出下一環(huán)節(jié)，環(huán)環(huán)相扣，緊密相連。在逐漸深入的過程中，學(xué)生能夠了解直接數(shù)據(jù)的收集方法有調(diào)查法、訪談法、觀察法等，間接數(shù)據(jù)的收集方法有查閱文獻(xiàn)資料、關(guān)注媒體資源、瀏覽權(quán)威網(wǎng)站等。之后，教師布置一個項目任務(wù)，讓學(xué)生能夠從恰當(dāng)?shù)膩碓传@取數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的分析。學(xué)生此時應(yīng)當(dāng)串聯(lián)之前所學(xué)知識點(diǎn)，主動思考，深入探究，自主完成這一項目任務(wù)。

串聯(lián)教學(xué)環(huán)節(jié)在項目化教學(xué)中具有重要的作用，教師應(yīng)精心設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，確保教學(xué)課堂的順利進(jìn)行，以此幫助學(xué)生建立清晰的知識體系。為提高教學(xué)質(zhì)量，在實(shí)施過程中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的反饋靈活調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)學(xué)生的個性化需求，因材施教，提升教學(xué)與互動的效果。

二、依托教學(xué)方式，培養(yǎng)項目化教學(xué)自主性

1.引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)

自主學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生從被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿髦R，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，形成自我驅(qū)動的學(xué)習(xí)動力，提升自我價值感。為實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，教師可積極開展項目化教學(xué)，促使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主動者。教師應(yīng)基于學(xué)生的認(rèn)知水平，設(shè)計能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性的學(xué)習(xí)項目，突出學(xué)生的主體地位，促使學(xué)生在主動學(xué)習(xí)的過程中發(fā)展自身的計算思維[3]。

例如，在高中信息技術(shù)必修一“計算機(jī)解決問題的過程”這一章節(jié)的學(xué)習(xí)中，教師可圍繞“智力游戲”開展項目學(xué)習(xí)，吸引學(xué)生積極參與。教師可設(shè)計“快速記憶”這一游戲，規(guī)則為用20秒記住10個物品圖片、名稱以及編碼，由教師提問相關(guān)問題，看一看誰的答案準(zhǔn)確率最高。游戲的趣味性能夠吸引學(xué)生踴躍參與，進(jìn)一步激活學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣，引發(fā)課堂激烈的討論氛圍。接著，教師讓學(xué)生進(jìn)行自主探究，根據(jù)這個問題設(shè)計算法并利用計算機(jī)來展現(xiàn)這一游戲過程與游戲結(jié)果。學(xué)生首先應(yīng)該明確快速記憶的算法，掌握解決問題的方法與步驟，進(jìn)而完成算法。教師應(yīng)讓學(xué)生懂得算法的描述應(yīng)盡可能精確、詳盡，否則計算機(jī)就無法正常工作。學(xué)生在不斷探索的過程中，教師應(yīng)及時給予提示，促使學(xué)生能夠自主地完成這一學(xué)習(xí)任務(wù)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)滿足感。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格各不相同，學(xué)生運(yùn)用的算法也會存在一定差異，有些學(xué)生可能運(yùn)用自然語言來描述算法，有些學(xué)生可能運(yùn)用流程圖來描述算法。不論哪種方式，只要學(xué)生能夠順利完成，教師都應(yīng)該鼓勵學(xué)生，讓學(xué)生獲得一定的成就感，形成自主性的學(xué)習(xí)欲望。

自主學(xué)習(xí)能力是學(xué)生在人生道路上取得成功的關(guān)鍵技能，它能夠幫助學(xué)生獨(dú)立思考，解決問題，并持續(xù)學(xué)習(xí)和發(fā)展。因此，教師可教授學(xué)生一些有效的學(xué)習(xí)策略與學(xué)習(xí)技巧，培養(yǎng)學(xué)生的自律性與毅力，進(jìn)一步協(xié)助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力。

2.促進(jìn)合作學(xué)習(xí)

在計算思維視域下的項目化教學(xué)，合作學(xué)習(xí)也是重要手段之一。教師應(yīng)將項目學(xué)習(xí)作為載體，以小組合作為主要形式，引導(dǎo)學(xué)生通過自主探索、實(shí)踐操作、交流反思等環(huán)節(jié)，分工合作，共同完成項目任務(wù)，提升自身團(tuán)隊協(xié)作能力以及溝通交流能力。在小組合作的過程中，教師可觀察學(xué)生的實(shí)際情況，引導(dǎo)學(xué)生將項目任務(wù)進(jìn)行分解，形成若干個小任務(wù)，分配到小組成員手上。每位小組成員在探究項目任務(wù)時，應(yīng)積極與其他成員交流互動，達(dá)成有效溝通，以群策群力來完成既定項目。

在開展項目化教學(xué)時，教師應(yīng)促進(jìn)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)。例如，在高中信息技術(shù)必修一“數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)”這一章節(jié)的學(xué)習(xí)中，教師可布置一個關(guān)于“網(wǎng)絡(luò)購物”的項目學(xué)習(xí)任務(wù)，促使學(xué)生開展小組活動。教師可在多媒體上展示多組有關(guān)于網(wǎng)購訂單的編號、收貨人、地址等信息，讓學(xué)生利用數(shù)據(jù)制作出一個相應(yīng)的表格，能夠更加直觀地展示數(shù)據(jù)，并要求學(xué)生編制訂單數(shù)據(jù)處理程序，實(shí)現(xiàn)快捷發(fā)貨的目標(biāo)。小組組長應(yīng)明確這一任務(wù)中蘊(yùn)含著幾個操作步驟，最終目的是什么。接著，再根據(jù)每位小組成員的能力水平不同，分配合理小任務(wù)，如有人負(fù)責(zé)整理數(shù)據(jù)，有人負(fù)責(zé)制作表格，有人負(fù)責(zé)代碼編寫，有人負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)功能等。小組組長通過自主思考和團(tuán)隊交流來完成自己負(fù)責(zé)的小任務(wù)，逐步建構(gòu)起項目任務(wù)的“支架”。最后，小組組長負(fù)責(zé)拼裝組合，形成最終成果，予以展示。在這一過程當(dāng)中，可能會出現(xiàn)學(xué)生對某些知識點(diǎn)掌握不足導(dǎo)致項目進(jìn)展受阻的情況，也可能出現(xiàn)團(tuán)隊協(xié)作中溝通不暢，任務(wù)分配不均的情況，教師應(yīng)適時給予指導(dǎo)，幫助學(xué)生能夠順利解決這些學(xué)習(xí)障礙。學(xué)生通過項目合作活動，能夠認(rèn)識到相關(guān)數(shù)據(jù)的組織方法，了解數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)系，理解典型數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，深度學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)知識，并將其運(yùn)用到實(shí)際操作之中。

項目合作學(xué)習(xí)不僅能讓學(xué)生在實(shí)際操作中掌握知識，提升綜合能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神與責(zé)任感。學(xué)生在相互交流的過程中，能夠發(fā)現(xiàn)自身不足之處，取長補(bǔ)短，不斷改進(jìn)與完善自我，促進(jìn)了自身的全面發(fā)展。

三、依托教學(xué)目標(biāo)，發(fā)展項目化教學(xué)創(chuàng)造性

1.培養(yǎng)創(chuàng)新精神

創(chuàng)新精神是指學(xué)生在思維、學(xué)習(xí)、實(shí)踐過程中具有勇于探索、敢于突破、不斷求新的內(nèi)在品質(zhì)與外在表現(xiàn)[4]。教師應(yīng)積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生的社會適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)教學(xué)任務(wù)。教師應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，從知識的傳授者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者與合作者，鼓勵學(xué)生提出問題，表達(dá)觀點(diǎn)，不斷激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情與學(xué)習(xí)潛能。

例如，在高中信息技術(shù)必修一“非數(shù)值計算”這一章節(jié)的學(xué)習(xí)當(dāng)中，教師可開展“生活中的算法”這一項目學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生嘗試?yán)谩八惴ǖ难劬Α笨创?，用“算法的思維”去解決問題。在學(xué)生掌握了分治策略、二分查找、遞歸等知識點(diǎn)之后，教師引導(dǎo)學(xué)生利用生活中的問題開展編程實(shí)踐。學(xué)生可能會聯(lián)系學(xué)校里的圖書館，以圖書借閱算法為項目主題開展學(xué)習(xí)任務(wù)，也可能會聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活里的超市，以購物車結(jié)算算法為項目主題開展學(xué)習(xí)任務(wù)。這一過程能夠充分激活學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓學(xué)生自由暢想，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用。教師應(yīng)給予學(xué)生相應(yīng)的教學(xué)資源，或是教學(xué)資料，或是網(wǎng)絡(luò)資源，協(xié)助學(xué)生順利完成任務(wù)。學(xué)生在完成項目時，應(yīng)注重規(guī)范性，如代碼、風(fēng)格、注釋等。項目完成后，學(xué)生需提交一份報告，詳細(xì)描述所選問題的背景、解決方案、實(shí)現(xiàn)過程等，讓教師能夠更好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，將過程和結(jié)果相結(jié)合，形成針對性評價，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和興趣，營造積極的學(xué)習(xí)氛圍。

創(chuàng)新能力不僅能夠促進(jìn)學(xué)生個體成長、未來職業(yè)以及社會方面的健康發(fā)展，還能幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我價值，獲得個人價值與社會價值的雙重提升。教師應(yīng)利用現(xiàn)有資源，開展豐富多樣的項目活動，為學(xué)生提供展示自我的機(jī)會，讓學(xué)生在實(shí)踐中鍛煉自身的創(chuàng)新能力，不斷提升自我。

2.拓展計算思維

計算思維是一種特殊的思維方式，它不僅在學(xué)習(xí)生活中彰顯著重要價值，而且還被廣泛應(yīng)用于計算機(jī)科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域，其重要性不言而喻[5]。教師應(yīng)積極利用項目化教學(xué)課堂，拓展學(xué)生的計算思維，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。教師可在課堂上引入豐富多樣的教學(xué)資源，讓學(xué)生接觸到更加廣闊的知識領(lǐng)域；還可以組織跨學(xué)科的學(xué)習(xí)項目，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

例如，在高中信息技術(shù)必修一“走進(jìn)數(shù)據(jù)分析”，教師可根據(jù)“感受智能公交”項目，創(chuàng)設(shè)生活情境，引導(dǎo)學(xué)生在情境引領(lǐng)下思考探究，促進(jìn)計算思維的發(fā)展。情境可為：小莫同學(xué)每天7點(diǎn)乘坐公交車去學(xué)校，車上人并不多，而媽媽每天8點(diǎn)乘坐公交車去上班，車上十分擁擠，學(xué)生根據(jù)這一情境開展數(shù)據(jù)分析。學(xué)生一開始可能想到采用對比分析的方式，將數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，分析它們的差異。此時，教師詢問學(xué)生是否還能想到其他的方式。學(xué)生可能限于固定思維，想不到其他的方式，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)平均分析等方式。在數(shù)據(jù)分析的過程中，教師應(yīng)促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)情境中的公交車沒有規(guī)定是否為同一輛公交車，分析的情況也應(yīng)該隨之增加。學(xué)生在這樣的過程中，能夠不斷拓展自身的計算思維，擁有多樣化的學(xué)習(xí)方向，形成多元化的學(xué)習(xí)角度，掌握數(shù)據(jù)分析的常用方法與分析過程。

計算思維能夠讓學(xué)生以更加全面的視角，篩選最合理的算法方式，解決實(shí)際問題。教師應(yīng)積極拓展學(xué)生的計算思維，讓學(xué)生能夠更好地理解信息技術(shù)學(xué)習(xí)原理，提高學(xué)生對于世界的全面認(rèn)知。

綜上所述，教師應(yīng)積極響應(yīng)新課標(biāo)的改革要求，積極開展項目化教學(xué)課堂，利用豐富多樣的教學(xué)方式改善教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性與積極性，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展。在項目學(xué)習(xí)的引領(lǐng)下，學(xué)生能夠不斷思考、深入探究、拓寬視野、發(fā)展能力，進(jìn)而落實(shí)計算思維這一培養(yǎng)目標(biāo)，打造信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課堂。

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