大單元項目式教學中學生計算思維的培養

周松松 張敏

摘要：本文立足于新課標中的課程內容，以單元活動“探秘生活中的數字編碼”為例，結合學生計算思維現狀，探討如何通過精心設計大單元教學活動，開展大單元項目式教學，讓學生在真實情境中提升思維能力，落實核心素養。

關鍵詞：項目式學習? 計算思維? 大單元教學

小學階段是學生思維能力最為活躍的時候，而思維能力又是學習能力的核心。因此，在小學信息科技課堂教學中創設真實情境，讓學生在自我學習過程中實踐學習內容，持續培養思維能力，既是提高課堂效率的重要手段，也對學生的全面發展有著重要的意義。

當前，教師在使用傳統的教學方法進行信息科技教學時，往往只關注了“是什么”而忽略了“為什么”，不利于對學生計算思維的培養。學生獲得的知識是零散的、單一的、淺表的，不能將知識建構、技能培養和思維發展相融合。因此，開展大單元項目式教學，讓學生在自主學習和思考中，逐步建構知識體系，并形成與之相適應的思維能力是十分必要的。

一、大單元項目式教學概述[HTSS]

大單元項目式教學從學生真實情境出發，強調讓教師站在更高的角度，根據學生的認知水平、思維能力和學習能力，結合學科特點，以學科整合的思想進行大單元整體設計。大單元項目式教學使學生置身于有需求的真實情境中，通過劃分小組，分工合作來開展自主探究活動，運用信息技術手段，在規定的時間內解決相關問題，最后小組匯總并對成果進行展示和評價。這種教學方法能讓學生在學習中，通過知識與能力的遷移對類似問題進行持續深入的探索，讓學生在解決問題的過程中持續性培養計算思維，從而調動學生“做”的欲望，培養學生“做事”的能力。

二、大單元項目式教學設計與實施[HTSS]

下面以單元活動“探秘生活中的數字編碼”為例，具體闡述大單元項目式教學的設計與實施過程。

（一）設計大單元項目式教學活動

以“數字與編碼”這一單元主題為例，學生在數學學科中學習過“認識數字編碼”，在道德與法治學科中學習過“生活中的規則”，因此在設計大單元項目式教學總目標時，進行學科融合，確定總目標為“了解生活中的數字編碼所蘊含的信息，會根據編碼規則，編寫出符合要求的數字編碼，并應用到生活中”。之后制定大單元分活動目標，設計大單元分活動主題，集成總目標下的活動目標體系。大單元分活動設計有三個，分別從不同層面讓學生逐步掌握編寫數字編碼的簡單方法：在活動1“認識生活中的數字”中，引導學生思考生活中數字有哪些特點、數字與信息之間有哪些關系等；在活動2“設計簡單的編碼規則”中，引導學生思考如何設計編碼規則、設計編碼規則需要注意哪些事項、在活動3“探秘生活中的數字編碼”中，引導學生思考、如何利用編碼規則編寫出符合實際需求的數字編碼、怎樣利用數字化工具對數字編碼進行驗證等。學生對這些由易到難的梯度性問題進行思考，同時，從體驗層、理解層和應用層循序漸進地理解數字與編碼對學習和生活的影響，從而使思維能力在這一過程中得以螺旋式提升。

（二）實施大單元項目式教學活動

1設計項目情境

創設真實情境，能使課堂導入變得簡單、自然，因為該情境學生在日常生活中可能已多次遇到，其思考積極性自然就會高。

在“探秘生活中的數字編碼”這節課的教學中，教師圍繞教學目標，設計了學生有需求、感興趣又有一定探究性的項目情境：“學校的課后服務編程社團開課了，為了便于管理，將給參加社團的學生設計一個學號，請你當‘設計編碼小達人，完成學生社團學號的設計。”以此引出“探秘生活中的數字編碼”這一項目活動。學生每周都會參加課后服務，對于課后服務社團活動情境十分熟悉，這種根據學生的日常生活和已有知識經驗設計的項目情境，可以讓學生意識到生活中經常會用到這個技能，理解學會這個技能的必要性。當學生對編寫數字編碼產生需求后，才會在學習時全神貫注、積極思考，思維能力也會大大增強。

2開展項目分析

項目分析是項目式學習中的關鍵環節，教師應鼓勵學生圍繞項目提出各種問題，思考需要解決的問題。學生在分析項目時必定會先將自己的思維激活，再想出不同的方法去解決問題，這種能力比解決問題的能力更為重要。

在“探秘生活中的數字編碼”這節課的教學中，教師引領學生進行思維的發散很重要。教學中教師利用思維導圖進行項目分析，請學生分小組討論完成社團學號的編寫需要解決哪些問題，引導學生去思考采用什么方法統計社團學生人數、需要收集社團名稱的哪些信息、設計編碼規則時應該注意哪些事項、怎樣編寫學生社團學號、訓練學生把大問題分解成子問題的能力。同時，在進行問題分解的過程中，學生也會思考針對子問題的解決方法，如利用電子表格統計社團學生人數和基本信息，利用網絡搜索了解設計編碼規則應該注意的事項等。

3組織項目規劃

項目規劃是從項目需求出發，對項目活動進行觀察、思考和謀劃，從而找到能夠實現完成項目活動的各種步驟和方法。學生從項目規劃中可以了解完成項目活動的主要流程，分析完成每個任務需要使用的技術和操作步驟。同時，教師應給予學生足夠的思考空間，讓學生充分發散自己的思維，想出解決問題的不同方法，這既是項目式學習的重要組成部分，也是培養創新人才的必要途徑。

在“探秘生活中的數字編碼”這節課的教學中，根據項目分析，學生分小組討論交流編寫社團學號可以分為哪幾個步驟。教師在引導學生進行規劃時，盡可能少給學生設定限制條件。學生通過思考，分析得出完成項目活動的步驟，如第一步收集社團名稱、學生基本信息，第二步設計社團學號編碼規則，第三步編寫社團學號編碼，第四步驗證數字編碼的具體應用等，從而訓練計算思維，厘清學習思路。

4落實項目實踐

所謂項目實踐，其實就是讓學生在課堂中去尋求各種問題答案的過程。學生分小組按照各自的項目活動進行相應的學習和準備，在此過程中，教師不要不停地講解和演示，只需注意觀察，鼓勵學生積極思考和發言，讓學生自主探究用哪些方法和途徑可以去完成項目活動。實踐完成后，教師引導學生對項目進行總結，為后續的項目式學習做好鋪墊。

在“探秘生活中的數字編碼”這節課的教學中，開展項目實踐時，教師將學生分成三人一小組，首先請學生利用網絡，分小組選擇一個數字編碼進行探究，并說說從中可以獲得哪些信息。學生在探究過程中不但提升了使用數字化工具進行學習的能力，還明白了數字編碼能傳遞或反映有用信息，讓社會更有秩序。然后請學生結合數字編碼思想，分小組完成學生社團學號設計，并讓學生說說社團學號編碼規則。學生在自主探究過程中明白：根據社團學號編碼規則，社團學號的編碼長度為六位，第一位數字編碼“3”代表“社團編號”，第二位數字編碼“2”代表“年級”，第三位數字編碼“4”代表“班級”，第四、第五位編碼“07”代表“班級編號”，第六位編碼“2”代表“性別”。最后引導學生思考：如何驗證本組編寫的社團學號是否正確？學生通過運行“課后服務學生信息查詢系統sb3”小程序，驗證自己編寫的社團學號是否正確。學生從項目活動中體驗數字編碼在生活中的應用，學會關注生活，熱愛生活。學生在項目實踐過程中自主學習，小組討論，采用不同的方法達到目標。當學生在學習中遇到困惑時，解決方法也有多種，可以自主探究導學單，也可以與小組成員一起討論，或者觀看教師提供的微課小視頻。學生在經歷了“分析—思考—規劃—設計—解決”這一完整的探究過程后，其計算思維得到了培養，獲得滿滿的喜悅感和成就感。

5實施項目拓展

項目拓展是信息科技課堂大單元項目式教學的延伸，要求學生在項目實踐后能夠遷移所學知識，解決類似問題，它既加深了學生對知識的理解，又開闊了學生的視野。學生在經歷了項目分析、項目規劃、項目實踐后，在項目拓展中能很容易地將知識與日常生活之間建立起聯系，完成知識的內化和遷移。

在“探秘生活中的數字編碼”這節課的教學中，項目拓展時教師讓學生思考“我們生活在‘數字時代，這些數據又是怎么通過編碼傳輸到計算機中的呢？”，通過觀看“計算機編碼基本流程”小視頻，讓學生體會數字編碼在信息時代的重要性，理解數字編碼是保持信息社會組織與秩序的科學基礎。同時引出數字時代數字編碼在生活中的應用，如人臉識別、翻譯筆、體溫測量設備、語音設備等，拓寬學生知識面，使其體會數字編碼給我們的學習和生活帶來的便利。

6開展項目評價

在大單元教學的項目評價中，評價的內容是多方面的，包括自我學習獲得的知識、技能掌握情況、學習中遇到的困難和問題、交流學習體會等，也可以從項目小組執行過程中的分工情況、協作情況、項目完成情況等方面進行小結和評價。鼓勵和引導學生對項目式學習過程中的得失進行評價，為下一次項目式學習活動的開展奠定良好的基礎。

在“探秘生活中的數字編碼”這節課的教學中，教師在全班展示學生編寫的社團學號，并請小組成員做出總結，進行學生互評，填寫評價表格，最后由教師對各小組進行過程性評價和總結性評價。需要指出的是，由于學生的能力存在個體差異，因而最后上交的“社團學號”成品也有一定的差別，這時教師要充分肯定學生的學習成果。教師在進行項目評價時問道：“利用這些知識你解決了哪些問題？”“在完成項目過程中，你有哪些體會？”聽完這些問題后，學生都舉起自己的小手，踴躍發言：“這節課讓我明白了，生活中的數字編碼能傳遞或反映有用信息?！薄拔伊私饬藬底志幋a可以給我們學習和生活帶便利?！薄拔覀冊谕瓿身椖繒r小組的分工不合理，導致社團學號沒有全部編寫完，但是我們已經掌握了數字編碼的基本技能。”……

總之，在大單元項目式教學中，學生思維能力得到了明顯提升，學會了將知識建構和思維培養融入解決問題的過程中，從而為解決學習和生活中的各種問題奠定堅實的基礎并從中終身受益。

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