項目式學習架起編程教學和計算思維的橋梁

韓科營

摘要：計算思維是信息時代每個人都應具備的基本信息技術核心素養，是人類在未來社會求解問題的重要手段。編程可以有效提升學生的計算思維，但傳統的編程教學從語法知識入手，忽視了計算思維的算法思想，學生的計算思維得不到有效提高。項目式學習強調以學生為主體，教師創設相關情境，引導學生在探究問題的過程中理解基礎知識，形成計算思維。項目式學習與編程教學結合，更有利于提升學生的計算思維能力。因此，在項目式學習理論指導下，筆者以Python循環結構教學為例，開展教學實踐，以提升學生的計算思維。

關鍵詞：項目式學習;編程教學;計算思維;橋梁

引言

Python編程教學已經進入全國各地中小學校，在小學Python編程課程中，如何把握學科素養，提升學生學科思維，尤其是計算思維，是每位教師都要思考的問題。項目式教學作為激發學生興趣、提升學生動手實踐能力、啟發學生思考的教學方式，開始進入教師的視野，很多教師都在思考如何把Python編程教學與項目式教學進行有機融合。

一、項目式學習

項目式學習，英文譯為project-basedlearning簡稱PBL。這一概念最早出現在美國，作為杜威的學生，克伯屈基于其老師“做中學”的教育思想，提出了“項目學習”這一方法，該方法在當時引起很大的轟動，但是經過教育實踐的檢驗后，發現項目學習中存在很多不足，該方法注重學生項目設計與制作，以項目的設計為主，經后來學者的改善，項目學習轉變為項目式學習，美國巴克研究所認為項目式學習是探究與解決真實問題且以課程為核心的系統教學方法。國內學者夏雪梅表示，項目式學習是提升學生核心素養，讓學生在動手實踐中進行知識體系建構，提升學生問題解決能力、動手能力的教學方式，項目式學習能夠讓學生對學科核心知識形成更深的理解，對其展開更靈活的遷移應用。項目式學習是當下國外教學實踐中普遍采用的教學模式。本文認為，項目式學習是從學生角度出發設計教學方案，確定教學內容和教學方式，為學生打造開放式學習環境，促進學生學以致用的一種教學方式。項目是學習中，問題的解決是關鍵，目的在于提升學生的知識習得、提取、應用能力。將項目式學習應用在小學Python編程教學中，可以讓學生在課堂中發揮主觀能動性，強化學生的學習主體地位，提升學生的團隊合作能力、問題解決能力，實現素質與能力的跨越性提升。項目式學習的目的不僅是讓學生理解知識，更重要的是讓學生進行知識的探究，教師與學生共同選擇學習內容、制定學習方法，對于教師而言，項目式學習下，學生不僅要掌握知識和技能，還需要提升學生的核心素養，在真實的學習情境中，教師指導學生圍繞項目展開科學的研究，在動手中發現問題，探究問題，獲得知識，掌握技能，挖掘和發展學生的潛能，提升學生的核心素養，促使學生可以學以致用。項目式學習中，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。

二、小學教學中的問題

小學教學中存在的一大問題是學生的自主性比較差。小學階段的學生自制力比較弱，在學習過程中很少積極主動地參與進去，在遇到問題時也很少主動進行探究，而是依賴教師的答案，這使學生對教師的依賴越來越嚴重，課堂學習效率較低。在當前的小學教學中還存在一大問題：學生的創造性不足。造成學生創造性不足的原因主要有兩點：一是學生的思維受到限制，積淀的知識不足，不敢大膽提出質疑等;二是學生缺乏創造意識，不會主動嘗試創新。學生的創造性不足，導致學生在學習信息技術相關知識時死板僵硬、不懂變通，進而形成惡性循環。所謂獨立意識不足，不僅是指前文中提到的學生遇到問題之后依賴教師，還包括學生在平時學習中的表現。比如，在布置預習任務、要求學生進行自主探究時，許多學生只是簡單地將教材看一遍，卻不會思考信息技術中的每個程序到底有著什么樣的意義，為什么會產生這樣的作用，這導致學生的預習效果較差，在課堂上也難以提出有意義的問題。教師對學生的實際學情不清楚，在開展信息技術教學時無法因材施教，教學效果也就難以得到保障。

三、項目式學習策略

（一）探究實踐，問題深入，鍛煉抽象思維

抽象思維是計算思維的另一個重要維度，它是在分析問題時抽取最本質的特性形成概念。項目化學習最主要的環節就是學生的主動實踐探究，Python編程更是離不開學生的探究實踐。教學片段4：深入問題，循環嵌套。通過問題深入，進一步讓學生思考：圖中左邊那個圖形可以分解為幾個正方形？旋轉的角度及旋轉次數之間有什么聯系？分析循環體和循環次數，利用循環結構進行算法設計。通過具體的實例將循環具象化，學生進一步理解了循環結構，并掌握了其初步應用。參照計算思維解決問題的方式，讓學生進行確定問題、分析問題、模式識別、算法設計等一系列思維訓練，能突破本課的難點，讓學生體驗將復雜問題變成簡單問題的思維過程。這樣的訓練讓學生不僅擁有了自主思考的機會，而且能夠迅速提高計算思維能力。

（二）Python編程項目式教學模式設計

教師在講授本節課時，可以結合課堂案例介紹該平臺是如何助力編程教學的。為了能讓學生愛上編程學習，真正實現“玩中學”，在收獲編程帶來的樂趣和成就感的同時，提高信息技術科學素養。在“Python趣味編程——猜數字游戲設計”項目教學中，采用了情景式、啟發探究式的教學策略，先讓學生體驗生活中的猜數字游戲，了解規則和實現過程，再對比Python猜數字游戲的實現過程，教師通過提問、引導等方式啟發學生分析游戲實現的過程、探究實現的算法，進行編程與調試，最終完成游戲設計。為了體現學生的主體性，提高其在課堂上的參與程度，提供Python代碼和相關知識點的視頻等學習資源給學生，讓他們在課堂上充分利用教材和已有的知識經驗開展自主、協作與探究學習，引領學生主動建構和完善自身的認知結構，開啟“用已知探未知”的思維方式。本節課使用項目式教學方法，課時設計為四個課時，緊扣認知學習的規律。項目式教學流程可分為瀏覽作品、開闊視野;分析案例、探究路徑;自主探究、完成任務;作品評價、展示交流等幾個方面。同時，計算思維的培養注重分析問題，提出問題解決思路、設計算法、用代碼實現算法、調試運行等環節。

（三）Python編程項目式學習教學設計小結

設計適應小學生的Python編程項目式學習教學方案，明確了項目式學習教學的具體流程，在展開一個學期的項目式學習教學后，對教學效果進行評價，發現在項目式學習教學中，學生學習的主動性得以強化，學生的探索求知欲得到加深，學生的學習效果自然更加理想。研究證明，項目式學習教學模式下，學生的學習水平得到提升，在問題的發現、項目的設計、問題的解決等方面，學生更積極熱情。將項目式學習應用到Python編程教學中是科學可行的方式，該方法下Python編程教學可以贏得學生更多的認可與喜愛，教學效果自然更理想。

結束語

總之，在項目式編程教學中，引導學生在教學過程中“訓練分解思維—培養算法思維—鍛煉抽象思維—提升發散思維—提高概括思維”，不僅可以讓學生學習到編程知識，還能有效培養計算思維，促進其核心素養發展。

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