微項(xiàng)目教學(xué)法在信息技術(shù)課堂實(shí)施后對(duì)高中生計(jì)算思維影響的調(diào)查研究
——以信息技術(shù)《必修1：數(shù)據(jù)與計(jì)算》教學(xué)為例

閆娜

（吉木薩爾縣第一中學(xué)，新疆 吉木薩爾縣 831700）

隨著社會(huì)的發(fā)展，信息技術(shù)與人們的學(xué)習(xí)和生活越來(lái)越密切，未來(lái)已來(lái)，信息化社會(huì)的新時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，信息技術(shù)也已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略支撐。在信息化時(shí)代，問(wèn)題的呈現(xiàn)方式變得更加復(fù)雜，同時(shí)對(duì)每個(gè)人解決問(wèn)題的能力都提出了更高的要求，計(jì)算思維作為一種解決問(wèn)題的思維方式，能夠提供一種廣泛應(yīng)用于工作、學(xué)習(xí)和生活中的組織和分析問(wèn)題的新視角，同時(shí)，它可以連接計(jì)算機(jī)科學(xué)與其他學(xué)科領(lǐng)域，提高人們對(duì)于計(jì)算能力的理解。［1］計(jì)算思維也有助于提高學(xué)生的核心競(jìng)爭(zhēng)力、創(chuàng)造力，有利于培養(yǎng)學(xué)生最優(yōu)化解決問(wèn)題的能力，是信息化時(shí)代學(xué)習(xí)者必備的思維方式。

2018 年1 月，我國(guó)教育部制定并發(fā)布了《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2021 修訂版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課程標(biāo)準(zhǔn)”），新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：高中信息技術(shù)課程旨在全面提升全體高中學(xué)生的信息素養(yǎng)，并將計(jì)算思維列為信息素養(yǎng)之一，說(shuō)明計(jì)算思維越來(lái)越受到教育研究者的關(guān)注和重視。

作為一名高中信息技術(shù)課程的一線實(shí)施者，到底如何才能將新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求落實(shí)到位？如何才能真正培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維？近年來(lái)，項(xiàng)目教學(xué)法在我國(guó)基礎(chǔ)教育課程教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用并取得了不錯(cuò)的效果，而且新教材也提倡采用項(xiàng)目教學(xué)法，高中信息技術(shù)課時(shí)有限，因此，筆者嘗試通過(guò)微項(xiàng)目教學(xué)法培養(yǎng)高中生的計(jì)算思維。

一、調(diào)查對(duì)象和調(diào)查方法

（一）調(diào)查對(duì)象

實(shí)驗(yàn)對(duì)象為新疆吉木薩爾縣第一中學(xué)高一6 個(gè)自然班學(xué)生，其中，3 個(gè)班級(jí)為實(shí)驗(yàn)組，另外3 個(gè)班級(jí)為控制組，共計(jì)298 人，實(shí)驗(yàn)組150 人，對(duì)照組148 人，其中男生132 人，女生166 人。

6 個(gè)班級(jí)均為平行班，以前均未有過(guò)《數(shù)據(jù)與計(jì)算》課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生系統(tǒng)接受為期16 個(gè)主題的微項(xiàng)目式教學(xué)，對(duì)照組學(xué)生按照傳統(tǒng)模式進(jìn)行教學(xué)。

實(shí)驗(yàn)組的前測(cè)回收問(wèn)卷：有效150 份，1 份無(wú)效，后測(cè)回收問(wèn)卷150 份，全部有效，且無(wú)缺失；對(duì)照組的前測(cè)回收問(wèn)卷：有效148 份，無(wú)效2 份，后測(cè)回收有效問(wèn)卷148 份，無(wú)缺失。

（二）調(diào)查方法

對(duì)課程實(shí)施以后的效果調(diào)查主要采用問(wèn)卷調(diào)查法，同時(shí)與筆者的長(zhǎng)期觀察及個(gè)別訪談相結(jié)合。本次實(shí)施所采用的工具分別為《吉木薩爾縣一中高中信息技術(shù)課必修一教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查教師訪談提綱》《吉木薩爾縣一中高中信息技術(shù)課必修一學(xué)習(xí)現(xiàn)狀調(diào)查問(wèn)卷》《“必修1：數(shù)據(jù)與計(jì)算”知識(shí)水平測(cè)試卷（前/后測(cè)）》，其中《“必修1：數(shù)據(jù)與計(jì)算”知識(shí)水平測(cè)試卷（前/后測(cè)）》分別由39 道題目組成，采用四級(jí)評(píng)分制，經(jīng)過(guò)備課組仔細(xì)研究商討，試卷為同質(zhì)試卷，此試卷的維度分別是：信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任。

二、調(diào)查研究結(jié)果

本次檢測(cè)是將信息技術(shù)核心素養(yǎng)的四個(gè)維度滲透到知識(shí)水平測(cè)試卷中進(jìn)行，為了避免練習(xí)效應(yīng)，前后測(cè)使用不同試卷，試卷經(jīng)過(guò)備課組成員認(rèn)真反復(fù)研究與充分討論后形成，測(cè)試卷難度系數(shù)相當(dāng)，屬于同質(zhì)。

（一）實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組前測(cè)差異檢驗(yàn)

將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組前測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，得到結(jié)果如表1。表1 顯示，在《必修1：數(shù)據(jù)與計(jì)算》前測(cè)檢驗(yàn)中，計(jì)算思維的維度均分實(shí)驗(yàn)組略高于對(duì)照組，但無(wú)顯著性差異，也就是說(shuō)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組在計(jì)算思維核心素養(yǎng)方面屬于同質(zhì)，說(shuō)明本次研究對(duì)象的選取是合理的，滿足實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行。

表1 前測(cè)（實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組）各維度平均數(shù)以及差異比較

（二）實(shí)驗(yàn)組前后測(cè)差異檢驗(yàn)

將實(shí)驗(yàn)組兩次測(cè)量進(jìn)行組內(nèi)重復(fù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行差異分析，得到結(jié)果如表2。通過(guò)表2 得知，干預(yù)后實(shí)驗(yàn)組在3 個(gè)維度出現(xiàn)顯著性提高，其中計(jì)算思維更是達(dá)到異常顯著（p＜0.001），而信息社會(huì)責(zé)任無(wú)顯著差異。由上述可得，此次微項(xiàng)目式教學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的計(jì)算思維提升有顯著效果，說(shuō)明微項(xiàng)目教學(xué)對(duì)提升學(xué)生計(jì)算思維起到了很大促進(jìn)作用。《數(shù)據(jù)與計(jì)算》課程是學(xué)生之前沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生經(jīng)過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)以后總分提高顯著，是項(xiàng)目式教學(xué)起了主導(dǎo)作用，所以通過(guò)這個(gè)階段的測(cè)試可以看出，項(xiàng)目式教學(xué)是非常有效果的，對(duì)高中《數(shù)據(jù)與計(jì)算》課程學(xué)習(xí)是適用的。

表2 前測(cè)、后測(cè)差異檢驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)組）

（三）對(duì)照組前后測(cè)差異檢驗(yàn)

對(duì)照組兩次檢測(cè)進(jìn)行差異分析，得到結(jié)果如表3。根據(jù)表3 顯示，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間傳統(tǒng)教學(xué)后對(duì)照組信息技術(shù)核心素養(yǎng)的4 項(xiàng)值都有增長(zhǎng)，但各個(gè)項(xiàng)的增長(zhǎng)分值都沒(méi)有顯著差異，總分均分有顯著性差異。

表3 前測(cè)、后測(cè)差異檢驗(yàn)（對(duì)照組）

由上述可得，對(duì)照組學(xué)生《數(shù)據(jù)與計(jì)算》模塊傳統(tǒng)教學(xué)之后學(xué)生學(xué)習(xí)整體總分出現(xiàn)顯著性差異，這說(shuō)明傳統(tǒng)教學(xué)也是有效果的。由于《數(shù)據(jù)與計(jì)算》模塊課程學(xué)生之前沒(méi)有系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)，所以經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)教學(xué)后，學(xué)生成績(jī)有所增長(zhǎng)也是合理的。

（四）實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組后測(cè)差異檢驗(yàn)

將實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組后期檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行差異分析，得到結(jié)果如表4。根據(jù)表4 顯示，經(jīng)過(guò)常規(guī)教學(xué)和微項(xiàng)目式教學(xué)之后，實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組學(xué)生核心素養(yǎng)能力均得到了提高，其中實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組計(jì)算思維呈現(xiàn)極其顯著的提高，且經(jīng)過(guò)微項(xiàng)目式教學(xué)之后實(shí)驗(yàn)組學(xué)生總分均分增長(zhǎng)較明顯，與對(duì)照組比較提高幅度較大，兩者差異極其顯著，這說(shuō)明微項(xiàng)目式教學(xué)更有利于學(xué)生《數(shù)據(jù)與計(jì)算》基本知識(shí)的掌握與計(jì)算思維核心素養(yǎng)的提升，說(shuō)明微項(xiàng)目教學(xué)法更有效，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)提出的假設(shè)是成立的，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)與預(yù)期的效果相符合，參與了微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的高一學(xué)生通過(guò)一年的時(shí)間，計(jì)算思維顯著高于未參與的學(xué)生，這與之前有過(guò)相關(guān)研究的人員的研究結(jié)論一致。

表4 后測(cè)的差異檢驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組）

綜合來(lái)看，經(jīng)過(guò)一學(xué)期多的微項(xiàng)目教學(xué)干預(yù)，研究基本達(dá)到了預(yù)期的效果，經(jīng)過(guò)干預(yù)的學(xué)生在知識(shí)掌握程度與計(jì)算思維方面有顯著提高，說(shuō)明微項(xiàng)目教學(xué)法有助于提升學(xué)生計(jì)算思維，當(dāng)然還需后期的追蹤觀察實(shí)驗(yàn)再進(jìn)一步證實(shí)。

三、研究結(jié)論

本研究以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)、深入一線調(diào)研、教研組集體討論，選擇高中學(xué)生實(shí)施微項(xiàng)目教學(xué)進(jìn)行探索研究，為驗(yàn)證微項(xiàng)目教學(xué)法培養(yǎng)計(jì)算思維的可行性與有效性，實(shí)施了16 個(gè)主題的教學(xué)活動(dòng)，分為四個(gè)階段進(jìn)行，每個(gè)階段結(jié)束后，教研組集體商討、反思、分析效果、提出修改意見(jiàn)并應(yīng)用到下一階段教學(xué)中逐步完善，研究結(jié)論如下：

一是驗(yàn)證了微項(xiàng)目教學(xué)法有助于培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的有效性。本次研究在高中信息技術(shù)《必修1：數(shù)據(jù)與計(jì)算》課程中實(shí)施微項(xiàng)目教學(xué)法，通過(guò)實(shí)施前后數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，微項(xiàng)目教學(xué)法在《必修1：數(shù)據(jù)與計(jì)算》中實(shí)施后提升了高中生信息技術(shù)核心素養(yǎng)——計(jì)算思維，隨著這種教學(xué)法的一步步深入，學(xué)生漸漸適應(yīng)和習(xí)慣了這種模式，每次上課前會(huì)詢問(wèn)教師今天有什么新的項(xiàng)目，表現(xiàn)出很期待，學(xué)生在課堂信息活動(dòng)中慢慢能夠采用計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的方式界定問(wèn)題、抽象特征、建立模型、合理有效組織數(shù)據(jù)，能夠運(yùn)用合理的算法形成解決問(wèn)題的方案，并能遷移到與之相關(guān)的生活中，這說(shuō)明微項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施以后，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的計(jì)算思維有不同程度的提升。［2］

二是微項(xiàng)目教學(xué)法有助于學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的三大理論基礎(chǔ)是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、實(shí)用主義教育理論和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)理論［3］在微項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施的過(guò)程中，學(xué)生為了完成項(xiàng)目，需要去自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，理解相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的效果會(huì)更好，自主建構(gòu)的知識(shí)學(xué)生會(huì)記得更深刻，說(shuō)明微項(xiàng)目教學(xué)法起到了促進(jìn)作用，能夠幫助學(xué)生將基礎(chǔ)知識(shí)掌握得更牢固。

四、研究不足與展望

（一）不足之處

一是取樣不充足、周期短。此次研究?jī)H涵蓋學(xué)校將近300 名高一學(xué)生，且實(shí)驗(yàn)組只有150 名學(xué)生，未能涉及高二、高三年級(jí)學(xué)生，覆蓋面廣度不夠，取樣也不夠充分，而且實(shí)驗(yàn)僅為期16 周，實(shí)驗(yàn)對(duì)象少、周期短，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的收集和實(shí)驗(yàn)的結(jié)論可能有些片面，因此會(huì)影響研究的代表性和權(quán)威性，推廣性不強(qiáng)，雖然取得了一些積極的應(yīng)用效果，但是更加準(zhǔn)確和真實(shí)的效果仍需較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)探索。

二是后續(xù)追蹤不夠、評(píng)價(jià)不夠多元。本次研究對(duì)教學(xué)干預(yù)的持續(xù)性效果缺乏檢驗(yàn)，追蹤不夠，對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)方式也比較單一，這多少會(huì)對(duì)教學(xué)方案的評(píng)估產(chǎn)生影響，同時(shí)對(duì)這次研究結(jié)果的推廣造成一些影響，后期對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)案例還需通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐進(jìn)一步細(xì)化完善，形成一套多元可量化的評(píng)價(jià)機(jī)制，不斷完善這種教學(xué)模式，取得更有價(jià)值的結(jié)論。［4］

（二）展望

一是將微項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用于高中信息技術(shù)課程后，不僅僅提高學(xué)生的計(jì)算思維這一個(gè)核心素養(yǎng)，而是全面提升全體高中生的包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任等四個(gè)方面的信息技術(shù)核心素養(yǎng)。

二是將微項(xiàng)目教學(xué)法用于信息技術(shù)課程的必修二以及所有選擇性必修教學(xué)中，并逐漸推廣到其他學(xué)科學(xué)習(xí)。