項目化任務系統在Python教學中的應用

徐偉

一、項目化任務系統教學模式概念

項目化任務是把多個任務當作一個項目進行處理，在項目內部按照規定的流程將這些任務一步步完成，整體看來是以項目為核心的任務驅動式方法。它的目標就是在資源有限的條件下，利用已有的知識、技能或工具等，通過最合理有序地處理，并最終高效地完成任務。項目化任務的實施，加大了學校的設備投入，發行了多媒體教學軟件和校園網教育軟件，有效地填補了教育資源的缺口。教師負責對教學內容進行整理和拆分，分層次管理和分配任務，帶學生逐級突破Python學習的重點和難點。項目化任務系統教學模式依據構建主義學習理論中有關教學方法的觀點，核心指標在于學習者對所學知識的理解，以培養學生的問題解決能力和自主學習能力為重點目標。

二、Python語言的學習成為主流趨勢

隨著人工智能時代的到來，其中Python以其簡單易讀的語法、明了快速的程序編寫、多平臺兼容的腳本基礎以及高效率的代碼開發功能一躍成為編程語言熱度榜首，并一舉收獲了無數年輕初學者的喜愛，并成了他們的入門首選。2017年7月，國務院發布的《新一代人工智能發展規劃》重點強調人工智能對推動未來中國發展的重要性，Python作為最接近人工智能的語言在教育界的重要性不言而喻。

三、項目化任務系統在Python教學中應用的可行性分析

（一） Python的特點

1.簡單易讀的語法。Python的語言貼近交流的自然語言，易讀性強，適合初學者學習。

2.明了快速的程序編寫。相較于傳統的C語言或者Java來說，Python的關鍵字更少，且語法結構簡單定義明確，比較容易讀懂和進行代碼編寫。

3.跨平臺功能強大。作為一種解釋型語言的Python，可移植性強，跨平臺開源且模塊眾多，所有人都可以參與修改，成長屬性高。

4.高效率的代碼開發。擅長處理字節流的各種模式，具有很好的開發速度。

Python由于其免費、開源及簡潔優雅的特點，在各個領域都有著廣泛的應用。NASA從1994年起就把Python作為主要語言，美國最大的在線云儲存網站Dropbox，每天數十億文件的上傳和下載全都依靠Python來實現。除此之外，國內的騰訊、網易、百度、阿里、淘寶、新浪、豆瓣等公司都在使用Python完成各式各樣的任務。諸如人工智能、Web開發、科學計算、生物信息、天體物理等領域都能看到Python的身影。

（二）Python教學過程出現的問題分析

就目前初中Python教學情況來看，雖然Python符合初中生基本認知并且能對他們日后的編程學習打下良好基礎，但是初中Python教學效果與素質教育教學目標仍有著不小的差距。主要問題有以下幾點：1.基礎不足，難度較高。雖然Python屬于較為簡單且偏自然的編程語言，但是對學生的邏輯思維和動手能力仍有著一定的相對較高的要求，這樣自然容易引發學生的畏難心理，從而失去學習Python的興趣。2.學習動力匱乏澆滅學習熱情。學生對編程主要停留在豐富多彩的多媒體世界，并沒有產生穩定的學習動機，這樣下去學習欲望會隨著時間漸漸流逝，學生對編程學習動力不足熱情熄滅自然就學不進去了。3.教師的教學方式相對單一，課程資源缺乏吸引力。傳統機械的教學和新興知識的結合必有匹配不適的問題存在，單一呆板的模式甚至會變相放大Python代碼枯燥乏味的語言短板，限制學生思維的發散和創造能力的提升。綜上，構建一個全新的教學體系模式十分必要和緊迫。

（三）項目化教學特征及優勢

項目化教學突出特征就是分層次逐級有序地高效解決問題。首先通過情境導入的方式，引導學生發現問題，教師以明確任務的方式帶領學生主動思考并去積極行動解決問題。其次鼓勵小組內進行踴躍探討，然后小組分工收集相關資料并制訂出相應方案。教師在學生身邊檢查他們的任務進度，并對過程中碰壁的學生進行恰當的點撥。最后學生展示學習成果，以重在過程的教學原則評估學生表現，結尾處拓展延伸給出總結。項目化任務系統教學模式通過這種分層的任務，以縱深式流程化模式盡可能避免中間環節出現紕漏，讓學生能由淺入深地理解所學的知識。

四、項目化教學模式在Python教學中的具體實施過程

（一）一般思路

1.基于真實情境的項目設計

Python教學的學習項目設計在初期對項目內容的考慮應該基于學生真情實感的需求，應選擇生活化的真實情境學習內容以激發學生的學習興趣。同時項目設計要緊扣教材知識體系，充分利用已有的教學資源，并且展現信息技術學科的特色和風格。

2.基于團隊合作的項目規劃

團隊合作的重點除了盡可能完美達成任務指標，還有必不可少的一點，就是要讓團隊中的每一個成員都盡可能全身心地投入團隊協作中。為了實現以上雙重目標，教師要在保證項目設計好真實情境的情況下，制定好完善的行動綱要，對各小組同學進行明確的任務分工，并且鼓勵在有余力的條件下積極幫助其他同學的行為。然后教師在旁監督，并耐心引導學生集團隊的力量，完成設計方案里每一步的項目分配任務，以期培養學生的問題分析能力和團隊合作能力。

3.基于實踐探究的項目實施

項目實施的過程本質上就是學生在實踐項目設計方案并不斷找出問題、分析問題并解決問題的過程，在這個過程中學生可以在交流溝通和獨立思考下發現自我潛能，通過小組的分工協作、探討交流以及實踐試錯等方式，他們能夠將學到的知識遷移到所行項目中，從而提升各方面的素質和能力。教師作為實踐項目的領頭人，在學生陷進問題的死胡同里時，要及時伸出援手，給他們提供解答或者是適當的點撥，幫助他們尋找到解決問題的關鍵所在，以期學生獲得自主學習的樂趣和成就感。

4.基于互動共享的項目交流

從散碎的理論到系統化的課本以及知識體系形成，通常需要經過內容的校對、排版以及印刷、課本發放和教師理論知識講解這一系列較為煩瑣的過程。但任何事物定位都處于一種持續變化的發展狀態下，學科中的各項理論知識也在隨著社會的發展不斷進行填充、修整，以此發揮知識在社會經濟發展的重要作用。這種以書面形式作為主要內容的傳統教學方式存在信息滯后性的弊端，無法幫助學生及時了解到學科領域內出現的各種全新理論知識。而隨著項目化任務在教學工作中的應用，不但能夠幫助教師根據教材中的知識點進行知識面的適當拓展，同時能讓教師根據中小學階段學生身心發展的具體特點，將一些知識領域出現的全新研究成果適度向學生進行傳授，幫助學生的知識體系得以持續更新，有助于強化數學知識點的時效性，提高教學工作的質量和效果。項目完成之后讓各小組推選處小組代表，就各自完成的項目作品進行解說，最后展開一場討論交流會。在交流過程中，教師可以引導學生，鼓勵他們充分發揮自己的主觀能動性，不論對錯暢所欲言地發表自己在項目團隊合作實踐里遇到的問題，又是通過什么樣的方式解決的這些問題，最后收獲了怎么的感悟，等等。小組在任務行進過程中，項目規劃、項目分工、項目具體實施等方面都是可以展開討論和分享的點。這是一場思維碰撞的過程，也是同學們提升素養和收獲成長的過程。

5.基于多元開放的項目評價

通過項目化任務模式的引入，學生可以在教師進行知識傳授講解的過程中，針對自己產生的疑問及時向教師進行反饋，教師則可以在接受到學生基礎知識的疑問反饋后，進行針對性講解，又或者教師可以憑借在教學平臺中下發帶有層次性的課后作業，在學生完成后，憑借大數據的搜集和分析，針對各個層次學生出現的知識缺陷給予針對性指導，提高師生互動的頻率以及強度，推動學生知識學習過程中的全方位立體發展。項目化學習圍繞是否實現教學目標展開，注重對學生學習過程的評價，秉承以學生思維能力創造能力的提高為導向，通過學生、同伴和老師等多方的團隊合作，對學生的學習態度、活動參與度、知識掌握程度、任務完成度及最終項目作品進行綜合評價，以期達到全面考查學生發展的目的。

（二）項目化教學——以教材循環語句為基礎，設計猜數游戲

《中小學信息技術課程指導綱要》指出：“初中信息技術教學應以興趣為起點，以活動為載體，螺旋上升地設置教學內容，要讓學生在玩中學、做中學。”為了能夠讓學生在興趣的帶領下全身心投入編程的學習中，并在玩和做的過程里收獲學習Python帶來的樂趣和成就感，筆者選擇了項目化任務系統的方法進行教學。計算思維的培養注重提出任務、分析任務（分解任務和抽象類比）、算法設計、編程實現、概念深化與知識拓展等環節的設計。圍繞項目化任務系統的前中后三個階段，本次“猜數游戲”的教學基本流程分為以下三大步驟：確定項目主題，制訂項目計劃;項目活動探究，作品制作與交流;成品交流與展示，活動評價。

1.確定項目主題，制訂項目計劃

（1）教師活動

a.課前了解和分析學生的基本學習情況;b.呈現項目主題——提出任務。

上課伊始，用PPT展示游戲規則：隨機選定一名A同學在內心想一個范圍在1到100之間的自然數，然后讓其他同學猜數。每個同學只能猜一次數，猜錯了轉為下一個同學猜。學生猜對數字，則該同學勝利;如果學生猜錯數字，則A同學要給出提示，回答數字是猜大了還是猜小了，直到有同學猜對為止。其次，分小組體驗這個游戲。以上游戲結束之后，引出本次課程的項目主題：用Python程序實現這個猜數游戲。

（2）學生活動

分析理解項目，根據發放的學習任務單制訂完成該項目的實施計劃，最后進行小組分工合作。

2. 項目活動探究，作品制作與交流

（1）教師活動——提供支持

在這個教學過程中，教師要為學生提供適當的教學資源，同時向學生進行啟發性的情境提問，比如，剛才的游戲里需要對數字的大小進行判斷，那么在Python編程里要用什么結構來實現這個判斷呢？當玩家猜錯數字之后，玩家仍然可以繼續進行數字猜測，那么以上的重復過程可以通過Python編程的什么結構來實現呢？利用諸如以上的這些問題去引導學生分析項目任務，拆解任務目標，一步一步腳踏實地利用所學完成整個項目。當學生遇到不能自己解決的困難時，教師要及時進行適當的點撥和答疑解惑。

（2）學生活動

a.分析任務。根據學習任務單跟著教師的引導，梳理游戲的整個過程，并就如何將游戲過程中的實際問題設計成編程語言的計算機問題進行思考和討論，以便提升學生抽象類比的計算思維能力。

b.算法設計。經過了任務分析的環節之后，學生基本能夠理解猜數游戲的所有思路，并對現實問題轉化成計算機問題也逐漸形成了自己的簡單認識。到了算法設計的環節，我們將結合學習任務表思考秘密數以及重復輸入的算法設計。把猜數游戲的問題進行整體的抽象化和數字化，建立模型并最終找到解決的方案。

c.編程實現。經過同學之間的分工合作，按照流程圖和教師給的案例微課資源，組織討論并認真弄懂任務單中出現的每句代碼含義，并補全代碼表。之后放到編譯器中進行調試運行，直到最終成功。

3. 成品交流與展示，活動評價

（1）教師活動——作業點評

教師對學生提交的作品和程序進行點評，并針對其中出現的普遍問題進行講解和強調，最后總結本次猜數游戲項目的所有知識點，就如何進行算法設計、代碼編寫以及綜合知識點經驗進行概括和點評。例如，有些同學使用while循環時會聯想到for循環，但是在嘗試for循環之后發現它是次數循環，而如果應用到本次猜數項目的算法設計就還需要break語句的協助。于是，在這個探究的過程中，學生就能夠更加深入地了解break語句和continue語句之間的區別，也能夠更加熟悉while循環和for循環恰當的使用方法。

（2）學生活動——概念深化和知識拓展

學生在作品和程序的展示過程中，可以通過觀摩其他小組的成果并對自己小組的作品思路設計進行對比分析和總結概括。這樣對深化知識、內化理論、系統修訂和完善自己今后的作品和程序都有很大的幫助。在項目化教學中，學生通過自主的參與和同學間的合作溝通中，運用自己學過的綜合知識，提高了自己的問題分析能力和解決能力。

五、結語

項目化學習對激發學生學習興趣、培養探索精神、提升學生自主探究能力及團隊合作能力有著天生的優勢。所以，在初中Python教學中可以多采用項目任務系統的教學模式開展教學工作。教師在認真學習項目化理論知識后，要結合具體教學工作展開學習實踐，努力激發學生對于Python編程的學習熱情，以期讓學生在實踐活動中獲取新知識，提高學習能力和思維能力，以此使學生得到全面發展，并將培養學科核心素養落到實處。

（左毓紅）