初中Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)模式研究

【摘要】? ? Python作為人工智能的首要編程語言，在初中階段的教學(xué)中存在諸多問題，大部分學(xué)生并不喜歡編程教學(xué)，如何提高Python編程教學(xué)質(zhì)量，是教育界要盡快解決的問題。六個班級作為研究對象，結(jié)合項目式學(xué)習(xí)理念制定Python編程教學(xué)方案，設(shè)計出適應(yīng)于初中生的Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)案例，組織項目式學(xué)習(xí)教學(xué)活動，在實(shí)踐中剖析Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)模式所達(dá)到的教學(xué)效果以及對學(xué)生解決問題能力、團(tuán)隊合作能力產(chǎn)生的作用。本文的研究可以為一線教師在初中Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)中提供針對性的指導(dǎo)，且也可以為教育研究者的研究工作帶去參考。

【關(guān)鍵詞】? ? Python編程? ? 項目式學(xué)習(xí)? ? 教學(xué)設(shè)計

引言：

（一）研究的背景及問題

2020年5月21日，全國政協(xié)提交《關(guān)于穩(wěn)步推動編程教育納入我國基礎(chǔ)教學(xué)體系，著力培養(yǎng)數(shù)字化人才的提案》，該文件中指出要革新教學(xué)模式，探索具備中國特色的少兒編程課程體系，將少兒編程作為學(xué)業(yè)水平考試的一部分對待。

目前國內(nèi)中小學(xué)Python編程教學(xué)問題重重：其一，國家并未根據(jù)新課標(biāo)推出統(tǒng)一的信息技術(shù)教材;其二，在課時有限且學(xué)生年齡偏低的情況下，現(xiàn)有教材中的算法內(nèi)容教學(xué)無法在深度和廣度上拓寬;其三，編程教學(xué)中，通過計算機(jī)思維解決問題的教學(xué)示范性極強(qiáng)，如果教學(xué)方法和過程不當(dāng)，則無法對學(xué)生展開有效的計算機(jī)思維培養(yǎng)。中學(xué)生在以往的教育中，幾乎沒有接觸過編程知識，對其展開的編程教學(xué)，需要讓學(xué)生感受到這門學(xué)科的魅力，能夠積極主動的投入到學(xué)習(xí)中。而現(xiàn)實(shí)中的編程教學(xué)，不喜歡這門課程的學(xué)生居多，如何讓學(xué)生在編程學(xué)習(xí)中收獲快樂，擁有成就感，是值得教育工作者關(guān)注的一個問題。

本文所研究的問題包括三方面：其一，初中Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)模式是否可以有效的提高教學(xué)效果？其二，學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)過程中是否可以提高學(xué)習(xí)編程的興趣？其三，初中Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)能否提高學(xué)生在現(xiàn)實(shí)情境中的問題解決能力和團(tuán)隊合作學(xué)習(xí)能力？

（二）研究目的

本文研究目的在于，分析中小學(xué)信息技術(shù)課程中程序設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀，根據(jù)自身教學(xué)經(jīng)驗和項目是教學(xué)理論，設(shè)計初中Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)方案，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，讓學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)中，擁有更強(qiáng)的問題解決能力與團(tuán)隊合作學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)教師教學(xué)質(zhì)量的提升。

（三）關(guān)鍵概念界定及研究假設(shè)

1.關(guān)鍵概念界定

（1）Python編程

Python編程語言是在1989年創(chuàng)建，實(shí)用性較強(qiáng)的一種編程語言。該編程語言的語言更直觀易讀，對于初學(xué)者來說容易掌握和應(yīng)用，具備可移植、可嵌入、可擴(kuò)展的特征。從中小學(xué)教學(xué)領(lǐng)域而言，目前Python編程語言的基本語法也納入了山東省和北京市的中小學(xué)信息技術(shù)教材中，Python編程語言的教學(xué)可以讓學(xué)生掌握先進(jìn)的技術(shù)和知識，對于學(xué)生以后的學(xué)習(xí)、就業(yè)等有極大的意義。如何展開有效的Python編程語言教學(xué)，是廣大教育工作者所重視的課題。

（2）項目式學(xué)習(xí)

項目式學(xué)習(xí)，英文譯為project-basedlearning簡稱PBL。這一概念最早出現(xiàn)在美國，作為杜威的學(xué)生，克伯屈基于其老師“做中學(xué)”的教育思想，提出了“項目學(xué)習(xí)”這一方法，該方法在當(dāng)時引起很大的轟動，但是經(jīng)過教育實(shí)踐的檢驗后，發(fā)現(xiàn)項目學(xué)習(xí)中存在很多不足，該方法注重學(xué)生項目設(shè)計與制作，以項目的設(shè)計為主，經(jīng)后來學(xué)者的改善，項目學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)轫椖渴綄W(xué)習(xí)，美國巴克研究所認(rèn)為項目式學(xué)習(xí)是探究與解決真實(shí)問題且以課程為核心的系統(tǒng)教學(xué)方法。國內(nèi)學(xué)者夏雪梅表示，項目式學(xué)習(xí)是提升學(xué)生核心素養(yǎng)，讓學(xué)生在動手實(shí)踐中進(jìn)行知識體系建構(gòu)，提升學(xué)生問題解決能力、動手能力的教學(xué)方式，項目式學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生對學(xué)科核心知識形成更深的理解，對其展開更靈活的遷移應(yīng)用。項目式學(xué)習(xí)是當(dāng)下國外教學(xué)實(shí)踐中普遍采用的教學(xué)模式。

本文認(rèn)為，項目式學(xué)習(xí)是從學(xué)生角度出發(fā)設(shè)計教學(xué)方案，確定教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，為學(xué)生打造開放式學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生學(xué)以致用的一種教學(xué)方式。項目是學(xué)習(xí)中，問題的解決是關(guān)鍵，目的在于提升學(xué)生的知識習(xí)得、提取、應(yīng)用能力。將項目式學(xué)習(xí)應(yīng)用在初中Python編程教學(xué)中，可以讓學(xué)生在課堂中發(fā)揮主觀能動性，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，提升學(xué)生的團(tuán)隊合作能力、問題解決能力，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)與能力的跨越性提升。項目式學(xué)習(xí)的目的不僅是讓學(xué)生理解知識，更重要的是讓學(xué)生進(jìn)行知識的探究，教師與學(xué)生共同選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容、制定學(xué)習(xí)方法，對于教師而言，項目式學(xué)習(xí)下，學(xué)生不僅要掌握知識和技能，還需要提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，在真實(shí)的學(xué)習(xí)情境中，教師指導(dǎo)學(xué)生圍繞項目展開科學(xué)的研究，在動手中發(fā)現(xiàn)問題，探究問題，獲得知識，掌握技能，挖掘和發(fā)展學(xué)生的潛能，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，促使學(xué)生可以學(xué)以致用。項目式學(xué)習(xí)中，一般包含五個基本流程，即選擇項目——活動探究——作品制作——成果交流——活動評價。

本文將項目式學(xué)習(xí)應(yīng)用到Python編程教學(xué)中，從學(xué)生角度進(jìn)行編程教學(xué)方案的設(shè)計，通過更科學(xué)、更具有針對性的教學(xué)模式，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的編程語言教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

一、中學(xué)Python編程的教學(xué)現(xiàn)狀

對***中七八年級信息技術(shù)教師進(jìn)行訪談后，筆者得知，Python語言的特點(diǎn)符合初中生的學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)規(guī)律，但是該課程的教學(xué)效果并不理想。教師表示，在Python語言編程課堂中，很多學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性無法保障，教師通過電子教師軟件，對學(xué)生的預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)等進(jìn)行控制;多媒體軟件的應(yīng)用一定程度上調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，但是這種熱情無法在整節(jié)課堂中保持;學(xué)生編程任務(wù)的執(zhí)行中，沒有掌握科學(xué)的程序設(shè)計思想。訪談中還得知，大部分教師認(rèn)為需要優(yōu)化課程資源，從學(xué)生的需求、學(xué)習(xí)規(guī)律角度上改進(jìn)教學(xué)方案，且項目是教學(xué)可以提升教學(xué)質(zhì)量。

Python語言編程的教學(xué)中，如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，保證學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，挖掘和應(yīng)用教學(xué)資源優(yōu)勢，是教學(xué)設(shè)計要盡快解決的問題。

二、Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計

（一）項目式學(xué)習(xí)教學(xué)方案設(shè)計

結(jié)合相關(guān)書籍和資料后，筆者設(shè)計了初中Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計流程，內(nèi)容如下所示：

小組分配：教師進(jìn)行教學(xué)之前，根據(jù)組間同質(zhì)組內(nèi)異質(zhì)的原則，將學(xué)生分成若干小組，為項目式學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

創(chuàng)設(shè)情境：根據(jù)學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活，選擇學(xué)生感興趣的話題或者關(guān)注的內(nèi)容，設(shè)置教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的問題，進(jìn)行情境導(dǎo)入。

基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)：講授Python編程的基礎(chǔ)知識點(diǎn)，學(xué)生理解知識后，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用。

制定學(xué)習(xí)項目：引出問題，引導(dǎo)每個小組一起制定項目。

小組合作探究：領(lǐng)取項目后，小組內(nèi)展開探究討論、檢索資料，尋找問題解決的方法，形成方案。

問題解決：小組進(jìn)行合作探究之后，展開項目實(shí)施，給出問題的解答過程和最終答案或者問題的解決模式。

展示交流：在教師的指導(dǎo)下展示小組作品，師生之間進(jìn)行作品的分享、經(jīng)驗交流。

學(xué)習(xí)評價：以教師評價、學(xué)生互評的方式就完成的作品展開評價，評價可以讓學(xué)生更清楚的了解學(xué)習(xí)效果，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的不足進(jìn)行改進(jìn)，對于教師而言也能夠持續(xù)調(diào)整教學(xué)方式。

（二）項目式學(xué)習(xí)教學(xué)評價設(shè)計

為了客觀的了解項目式學(xué)習(xí)教學(xué)效果，需要對教學(xué)效果進(jìn)行科學(xué)的評價，評價內(nèi)容包括課堂考核、課堂項目、綜合項目，評價方式有自評、互評、師評，詳細(xì)內(nèi)容見下表1。

（三）教學(xué)實(shí)踐效果分析

筆者將上述設(shè)計的項目式學(xué)習(xí)教學(xué)方案落實(shí)在行動中，經(jīng)過一個學(xué)期的教學(xué)后，對教學(xué)效果展開評價，通過問卷調(diào)查法、訪談法等獲得一手資料，調(diào)查和訪談對象為七年級6個班共268名學(xué)生，對回收的資料應(yīng)用SPSS22展開分析，對教學(xué)實(shí)踐效果展開分析測評。

教學(xué)效果的評價維度、子維度等見下圖，評分選擇克特五點(diǎn)式量表設(shè)計，從“非常不滿意”“不滿意”“一般”“比較滿意”到“非常滿意”五個等級，分別賦以1-5分，分?jǐn)?shù)多少與對教學(xué)效果評價好壞成正比，其中3分是中值。對于比較模糊的問題則以訪談法展開，問卷調(diào)查以網(wǎng)絡(luò)問卷星的方式展開，回收的有效問卷是266份，回收率為收率為99%。大部分學(xué)生對教學(xué)效果的評價介于一般滿意到比較滿意這個狀態(tài)中，平均分為3.71，其中平均分最高的是教學(xué)評價滿意度，分?jǐn)?shù)為3.84;最低的是學(xué)習(xí)效果滿意度，分?jǐn)?shù)是3.43。學(xué)習(xí)效果滿意度較低的原因可能在于：其一，小組成員6人一組，人數(shù)過多，4人可能更適應(yīng)項目式學(xué)習(xí);其二，教學(xué)時間緊張，流程緊湊，部分知識點(diǎn)的理解不夠透徹;其三，小組合作探究在傳統(tǒng)課堂中展開，課堂不夠開放，活動空間受限;其四，課程項目涉及知識點(diǎn)繁多。

（四）Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計小結(jié)

本文進(jìn)行時間研究之后，設(shè)計了適應(yīng)初中生的Python編程項目式學(xué)習(xí)教學(xué)方案，明確了項目式學(xué)習(xí)教學(xué)的具體流程，在展開一個學(xué)期的項目式學(xué)習(xí)教學(xué)后，對教學(xué)效果進(jìn)行評價，發(fā)現(xiàn)在項目式學(xué)習(xí)教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性得以強(qiáng)化，學(xué)生的探索求知欲得到加深，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果自然更加理想。研究證明，項目式學(xué)習(xí)教學(xué)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)水平得到提升，在問題的發(fā)現(xiàn)、項目的設(shè)計、問題的解決等方面，學(xué)生更積極熱情。將項目式學(xué)習(xí)應(yīng)用到Python編程教學(xué)中是科學(xué)可行的方式，該方法下Python編程教學(xué)可以贏得學(xué)生更多的認(rèn)可與喜愛，教學(xué)效果自然更理想。

三、結(jié)束語

項目式學(xué)習(xí)應(yīng)用于初中Python編程教學(xué)中，對于初中Python編程教學(xué)模式的革新，教學(xué)質(zhì)量的提升而言作用顯著，該教學(xué)方式保障了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)Python編程語言的積極性。

Python編程語言教學(xué)在近幾年普遍出現(xiàn)在不同層級的學(xué)校，越來越多的國內(nèi)外高校、中小學(xué)將Python編程語言教學(xué)作為教學(xué)工作中的一部分。Python編程語言的教學(xué)研究需要保持與時俱進(jìn)性，隨著時代的發(fā)展、研究的深入，將會有更多科學(xué)的教學(xué)方法被提出。項目式學(xué)習(xí)教學(xué)是一種科學(xué)的教學(xué)方式，將該方式應(yīng)用于Python編程語言教學(xué)中，對于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的強(qiáng)化，教師教學(xué)質(zhì)量的提升都有所裨益。

作者單位：劉青? ? 山東省青島第二十七中學(xué)

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]郭蘭蘭.中小學(xué)人工智能與編程教育的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置研究[J].中國校外教育，2019（21）：75.

[2]孫丹，李艷.國內(nèi)外青少年編程教育的發(fā)展現(xiàn)狀，研究熱點(diǎn)及啟示——兼論智能時代我國編程教育的實(shí)施策略[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2019（2019年03）：47-60.