項目學習教學法對高中生計算思維的培養

王金爽

摘? 要 從計算思維導向的項目學習教學法出發，研究如何通過項目學習培養發展高中學生的計算思維。以“認識數據、信息與知識”項目中的一次任務為例，通過任務的進行，教師把控課程基本方向，學生自主進行項目學習，從而培養學生的計算思維，旨在通過項目學習促使學生對原本枯燥的理論性知識產生興趣，進行思維的訓練與養成。

關鍵詞 高中信息技術;計算思維;項目學習;核心素養;教學設計

中圖分類號：G434? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）03-0079-03

0 前言

在我國關于計算思維的培養在基礎教育領域還處于探索發展階段，信息技術得不到應有的學科地位，教師在授課過程中只注重基礎理論知識教學，學生不能將所學知識應用于解決實際生活中的問題。如何培養計算思維，成為當今教師需要攻克的難題。傳統的教學模式不利于培養學生的計算思維，當前尚未有系統化的培養計算思維的方法。

任偉在翻譯巴克的理論后得出見解，項目學習（Project-

based Learning，簡稱PBL）的設計更注重課程標準對學生的評價[1]。我國2017年頒布的《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》（以下簡稱為《課標》）也提倡教師采用項目學習教學方法[2]。PBL教學模式包含兩個方面：一方面是基于問題式的學習;另一方面是基于項目式的學習。無論是哪個“P”，都是為了解決實際問題。所以不難發現項目學習教學方法與計算思維存在的密切聯系，兩者都致力于問題的解決。項目式學習的提出有利于合作學習、創新學習等。通過合作學習，學生間進行交流，培養人際交往能力。通過信息技術課程的學習，學生成為符合智慧時代要求的數字公民，運用所學信息技術基礎知識去分析、解決問題的同時，注重學科思維的培養，將所習得的思維潛移默化地運用到實際的生活和學習中[3]，以便解決生活中的實際問題。項目學習基于建構主義，主張教師發揮主導作用，充分發揮學生主體性。這樣的教學更有益于學生的個性發展，有利于計算思維的培養。

1 計算思維的提出

Edsger Dijkstra早在1972年就提到“工具的使用會影響我們的思維方式和習慣，進而影響我們的思維能力”[4]。有關計算思維（Computational Thinking，CT）的定義，不同的學者從不用的視角進行研究。1996年，Seymour Papert

教授[5]率先提出有關計算思維的概述。2006年，在Compu-

tational Thinking雜志中，周以真教授明確指出：“計算思維是結合數學思維與工程思維等多種思維的一種思維活動，它是通過運用計算機科學中的概念、觀念與思維進行的活動。”[6]2010年，她對這一概念進行延展，認為“它是一種解決問題的思維過程”[7]。

計算思維的概念一經提出，便引起全球許多學者關注并開展相關研究。“美洲、歐洲、亞洲、大洋洲的許多國家在開始傳授計算機知識之前紛紛開展基礎教育階段的計算思維教育”[8]。同時，國內的學者也針對我國的信息技術教育現狀進行思考，力爭改革信息技術課程。2010年發布的《九校聯盟（C9）計算機基礎教學發展戰略聯合聲明》中明確提出信息技術課程教學改革，將計算思維能力的培養作為計算機基礎教學的核心任務[9]。故而，其在我國仍然處于起步階段，我國學生的計算思維能力培養是從大學計算機基礎課程開始的。高中階段學生生理、心理的快速發展很利于思維的養成，計算思維的培養在高中階段至關重要。

2 項目學習的內涵與高中信息技術教學設計

有關于項目的論述，最早可以追溯到管理學科，是指為方便群體之間的互相合作，有效組織和利用相關的資源，為了特定的目標，在特定的時間內將需要解決的問題分為一系列相互聯系的任務，從而達到多種變革一次性解決的過程。項目屬于“探索”。各領域不斷地將項目融合，教育學引進項目一詞時，便自然與學習相聯系而變成項目學習。項目學習以解決問題為目的，小組協同完成任務，評價主體多元化。

項目學習旨在強調“教”與“學”之間的關系。傳統的教學法強調教師教授、學生學習，教師一言堂，主要學習經驗來自間接經驗。這樣的學習方式不利于調動學生的積極性，抑制了學生的個性發展。大多數學生對枯燥的信息技術學習本身就不感興趣，很難將信息素養運用到生活中。項目學習則強調以教師為主導，教師在學習中提供給學生問題;學生為主體，自己或和小組一起解決實際問題，通過更多的探索得到直接經驗。好的項目得益于好的問題的設置。項目學習基于建構主義的理論基礎，強調知識是在原有零散、碎片化的知識經驗上進行新的構建，使知識變得有序、有體系。表1是筆者針對《課標》中提倡的項目學習進行的具體步驟的編排。

3 項目學習的教學設計：以“認識數據、信息與知識”教學設計為例

高中信息技術課程中的必修課需要學生修滿學分，但是學生在枯燥的理論課學習中很難對知識產生探索的興趣。為解決這一問題，提倡基于項目式的學習方式，這種學習方式有利于學生將基礎知識、信息意識、計算機技能、計算思維進行結合，解決現實生產和生活中存在的問題。

信息技術與社會的融合引發了數據大爆炸，數據對人們的生產勞動和日常生活等產生巨大的影響。針對高中信息技術必修課中“認識數據、信息與知識”進行項目學習的教學設計，表2截取了一次任務的教學活動，通過本次任務的完成，使學生了解數據、信息的定義，信息與知識之間的關系。課程中給出的學習項目是鳥類的探究，由于信息技術課程最終是要解決實際生活中的問題，而鳥類在各個地區的生存情況不同，因此，筆者將教學背景改成學生熟悉并感興趣的對家長的數據統計調查。教師引導學生利用計算機網絡工具進行問題探究學習，圍繞問題的解決進行活動探究。項目問題來源于生活，最后又重新回到生活，無論是發現問題、設計方案，還是探究問題、解決問題，都依賴于計算思維，從而在數據的采集中潛移默化地發展學生的計算思維。表3展示學生如何在項目學習中進行思維的養成。