培養計算思維的Python拓展課程項目教學探究

劉玲萍

摘 要：本文基于目前信息技術課程越來越趨向于應用化和工具化，傳統教學難以發展學生思維能力等現狀，筆者以培養學生計算思維為目標開設思維拓展課程《Python！思考快你一步》，采用項目教學的方式，使學生更有效率地掌握學科知識，并在此過程中培養實際思考和解決問題的能力，培養學生的計算思維。本文將從“選定項目”、“制定計劃”、“項目探究”、“項目制作”、“成果交流”、“項目評價”六大流程出發，淺談培養計算思維的項目教學在初中信息技術Python拓展課程中的運用。

關鍵詞：計算思維;項目教學;Python拓展課程

計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動。它包括分解思維、模式識別、流程建設、抽象化、編碼思維、存儲思維、安全思維、算法思維、操作思維等。計算思維的提出，為改變目前信息技術課程只注重功利性應用而忽略長久思維能力發展的狀況，提供了很好的視角。目前中小學信息技術基礎課程的傳統教學流程一般是：教師在演示操作的同時，對知識點進行說明、解釋，學生根據教師的要求進行練習，學生的計算思維能力難以得到發展。而項目教學是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。通過選定項目→制定計劃→項目探究→項目制作→成果交流→項目評價的項目教學流程，學生利用信息技術收集所需的信息，對信息進行加工處理，找出解決實際問題的辦法，并在此過程中培養實際思考和解決問題的能力，有效發展計算思維。

基于以上思考，筆者以培養學生計算思維為目標開設思維拓展課程《Python！思考快你一步》，進行一些嘗試后對培養計算思維的項目教學策略進行了梳理，分為六大流程。

一、選定項目

（一）教師創設情境，學生拆解情境問題，形成分解思維

分解思維的培養過程最好是以具體問題為依托，學生借助拆解情境問題，把復雜的問題拆解成較輕易應付和理解的小問題，通過解決小問題而解決復雜的問題。從生活實例情境引入，在游戲中使用算法，學生如果覺得它很實用、有價值，自然就會想學習、掌握該知識點。

（二）教師以任務為驅動，學生識別規律，培養模式識別

在設計學習任務時，問題的難易要適中，充分發揮任務的驅動效果，激發學生積極地進行對于具體問題的分析與探究，尋找到事物之間的共同特點，利用這些相同的規律解決問題。

二、制定計劃

（一）教師抽象分析，學生抽象問題，形成抽象化思維

在分析過程中，去除問題中與原來有關聯的現實中的對象的依賴關系，并對其進行泛化。

（二）教師分層教學，學生畫出流程，學習建設流程

在鍛煉學生計算思維時不妨融入分層教學的理念。分層教學可以針對兩個方面。一方面，教學的內容可以相應分層，如果是較為復雜的問題，教師可以將一個大的問題拆分成由淺入深的幾個小問題。另一方面，可以對于學生展開有效分層，對于不同能力水平的學生安排不一樣的學習任務。這樣更符合學生的認知水平，相應的教學內容也更易于被學生普遍吸收。

三、項目探究

（一）教師模型分析，學生建立模型，形成建模思維

通過模型分析，讓學生明白其背后的原理和內在思維，培養學生對知識的轉化和應用能力。

（二）教師數據分析，學生組織數據，形成編碼思維

學生通過組織數據，進行編碼，學會用計算機的方式思考、解決問題。

四、項目制作

（一）教師程序分析，學生編程調試，形成算法思維

隨著教學的不斷深入，學生會慢慢在課堂上接觸到程序的編寫與調試問題，這是對于學生提出的更高要求，也是對于學生計算思維能力的深化培養。

（二）教師操作指導，學生解決問題，形成操作思維

筆者以Python編程的基本步驟為線索，形成循序漸進的梯度，組成一個任務鏈，使學生在“做中學”、“學中做”的過程中加深對知識的理解。教師在教學程序編寫時可以選取一些有代表性的知識點進行講授，將知識點融入到學習任務中讓學生來嘗試完成，讓學生具備一定的程序編寫與調試的能力，這同樣是計算思維能力的直觀體現。

五、成果交流

（一）教師提供建議，學生通過優化，形成優化思維

對算法的有關性能進行優化，如時間復雜度、空間復雜度、健壯性。通過解決問題我們可以看出，有時并不是得出了答案即可，我們應該盡可能的尋找最優解，不斷地對方法進行改進，對算法的一點小小的改進可能會減少很多計算機的負擔。

（二）教師成果展示，學生交流討論，形成合作思維

同一項目組內、不同項目組間通過學習平臺互相交流、借鑒、學習。

六、項目評價

（一）教師指導評價，學生評價反饋，培養總結思維

對項目實施的整個過程進行回顧、分析，并做出客觀評價的電子材料，上傳學習平臺。

（二）教師拓展提升，學生鞏固拓展，形成遷移思維

算法設計中的每種算法都是一種通用解題策略，具備計算思維特性，可在多個領域應用。學生通過針對具體任務的操作，擴展到一類操作，進而歸納出具有共性的操作模式，觸類旁通地使用其他軟件。

通過在《Python！思考快你一步》拓展課程中培養計算思維的項目教學運用的探究，學生學會如何利用信息技術去收集研究所需的信息，對信息進行加工處理，找出解決實際問題的辦法，在此過程中培養實際思考和解決問題的能力，學生不但學習到信息知識的掌握和信息技能的操作，更是鍛煉了用信息技術學科思維方式理解信息世界，正確認識技術、個人和社會的內在關系。

參考文獻：

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