項目式+計算思維=形神兼備的信息課堂

萬詩強

摘要：本文以問題導向、生主師導、交流展評三大理念構建項目式學習的形態，以類比生活、活用技術、原理滲透三大策略凝聚計算思維的神韻，并以《探秘抽獎程序》一課為例做具體闡述。

關鍵詞：項目式學習；核心素養；問題導向

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）15-0050-03

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）明確了信息科技課程的育人目標應聚焦學生的核心素養，而項目式學習基于真實情境和真實問題，是培養學生核心素養的極佳方式。所以，筆者認為，一堂新課標理念下的好課應該是形神兼備的，即以項目式學習為形（形態）、以核心素養為神（神韻）展開教學。下面，以《探秘抽獎程序》一課為例做具體闡述。

問題導向，驅動項目環節

項目式學習提倡基于真實問題的探究。真實的問題往往比較籠統、復雜。因此，教師應將大問題分解為若干小問題，并把握好這些問題之間的邏輯關系，形成問題鏈，進而以問題導向驅動項目環節開展。問題鏈可以從情境和內容兩個方面進行設計：①問題鏈需要情境來包裝，以方便學生更加深刻地理解問題。例如，可以通過音、視頻等方式將生活中的情境再現，并將其貫穿整節課，形成情境鏈，情境鏈中的每一個節點都應與課堂研究任務一一對應。②每個問題的背后都蘊藏著本課需要探究的內容，隨著項目環節的不斷驅動，學生探究的內容需不斷深化，這樣，學生的思維才能走向深處。

在《探秘抽獎程序》一課的教學中，筆者創設了“為玩具店老板的店鋪設計抽獎程序”的情境，將制作一個切實可行的抽獎程序這個大問題分解為“如何實現隨機抽獎”“如何模擬測試效果”“如何實現概率抽獎”等一系列層層遞進的小問題（如圖1）。整節課通過玩具店老板與學生之間的互動，不斷引出新問題，筆者則引導學生用計算機科學的知識來解決問題，課上學生的興趣高漲，思考深入。

生主師導，體驗項目流程

項目式學習強調以學生為主體，教師為引導。教師應當注重項目式探究的引導，幫助學生在腦海中建構項目化學習的方法論。在《探秘抽獎程序》一課的教學中，筆者在板書的設計中用流程圖的方式梳理項目過程，幫助學生理解編程開發類項目所需要經歷的一般流程。整個過程以學生發現問題、分析問題為主，教師只是在學生遇到難題時提供關鍵性的引導，輔助學生解決問題。通過本節課的學習，學生對項目式探究的一般流程有了清晰的認識。

交流展評，全程項目評價

項目式學習提倡學生合作交流，注重項目展示評估。這就需要教師關注學生在項目各個環節中的交流與表達。合作中的交流能夠反映出學生的學習實踐；而展示中的表達能夠體現出學生對學習成果的理解程度。教師應采用全程評價的方式，即對學習實踐的整個過程進行評價，以引發學生更深層次的學習和理解。[1]

在《探秘抽獎程序》一課的教學中，筆者圍繞本課內容設計了評價量表（如表1）。學生在探究結束后，需要基于評價量表對本節課的表現進行自我評價。自評的內容包括“項目成果”和“小組合作”。“項目成果”是圍繞本節課學習內容設計的，主要考查本節課最終的學習成果；“小組合作”主要是圍繞學生學習實踐的過程設計的，主要考查認知策略和課堂實踐。通過勾選的方式，學生能快速對本節課所學進行反思與自評。

類比生活，啟蒙算法設計

在程序設計教學中，算法往往給學生留下抽象難懂的印象。那么，如何讓學生接受算法、理解算法、實現算法呢？筆者認為類比生活是一個好方法。在實際教學中，教師可以從數據和流程兩個方面著手。從數據角度來看，在小學的圖形化編程中，主要包括變量和列表兩種數據結構。變量可以類比成抽屜，里面可以存放各種數據；列表則可以類比成一個有很多抽屜的大柜子，列表的項數便是區分不同柜子的標簽。從算法流程來看，在實際教學中，對于流程圖的使用需要教師基于程序的復雜程度進行取舍，有時候為了突出課程的重難點，可以使用半成品的流程圖。

在《探秘抽象程序》一課的教學中，筆者從生活中的抽獎箱入手（如表2），引導學生將程序中的列表類比為抽獎箱，不同種類的小球便是列表中不同的獎項數據。在學生對數據有了一定認識后，筆者進一步引導其建構數據模型，并將關鍵的部分用流程圖表示。

活用技術，聚焦問題解決

在課堂教學中，教師不能只關注學生是否完成了任務，是否實現了作品，更應該關注學生問題解決的過程，這就需要在教學過程中啟發學生活用技術。在《探秘抽獎程序》一課的教學中，筆者主要在“程序測試”和“設計數據模型”兩個環節啟發學生活用技術解決問題。

環節一：為了讓學生重視程序的測試，筆者在學生完成1.0版的隨機抽獎程序后，通過玩具店老板這一形象對學生提出“需要測試500次抽獎，并統計各獎項數量”的要求，只有符合預期，才能投入使用。筆者則讓學生思考如何完成這個重復、枯燥的測試任務。經過引導，學生很快想到可以用重復執行500次來模擬抽獎，并用4個變量來統計各獎項抽中的次數。

環節二：為了實現概率抽獎的程序，學生根據數學知識很快認識到了各獎項的概率與各自的數量有關。此外，為了滿足老板的預算不超出5000元的要求，學生不得不權衡各獎項數量與單價之間的關系。那么，如何高效、快速地設計出合理的獎項數據模型呢？筆者提供了一個用圖形化編程軟件制作的“方案計算器”，讓學生大膽設計數據模型，復雜的計算交給“方案計算器”（如圖2）。在“方案計算器”的輔助下，學生很快設計出了較為合理的獎項數據模型。

原理滲透，深化計算思維

教師應在項目探究的問題情境中滲透計算機科學的知識與原理，只有在問題情境中滲透，才能讓學生在潛移默化中了解計算機知識，通曉計算機原理，從而深化計算思維。

例如，《探秘抽獎程序》一課主要涉及“數據編碼”和“列表數據結構”這兩個概念。在設計1.0版隨機抽獎程序時，學生在討論后能夠達成共識，即隨機抽獎的關鍵控件是隨機數和造型切換，但這兩個控件如何搭配使用，便涉及數據編碼的思想。在課堂上，筆者進一步提問：“數字如何與不同獎項的造型對應起來？”并告知學生造型切換這個控件支持造型的編號作為參數（這個控件的設計正是基于計算機編碼的思想）（如圖3）。而在2.0版的概率抽獎程序中，筆者主要滲透列表這一數據結構的作用，以類比生活中的抽獎箱的方式滲透對這一數據結構的理解，即對列表的增刪查改操作。

結束語

項目式學習既是一種學習方法，也是一種教學方法[2]，其基于真實問題驅動教學的理念，讓學生在做中學、學中做的教學方式特別適用于培養計算思維的編程教學。如果說計算思維是用計算機解決問題的“世界觀”，那么項目式學習便是其“方法論”，信息科技教師只有在課堂上追求形神兼備，才能讓學生擁有這樣的“世界觀”和“方法論”，才能讓學生用計算機的眼光觀察世界，用計算機的思維探索世界，用計算機的語言表達世界。

參考文獻：

[1]夏雪梅.項目化學習設計：學習素養視角下的國際與本土實踐[M].北京：教育科學出版社，2018：114.

[2]唐上觀.項目式學習在初中信息科技編程教學中的實踐研究[J].中國信息技術教育，2022（23）：31-33.