微項目學習法在高中信息技術Python教學中的應用探討

林茵

（泉州第一中學，福建 泉州 362000）

Python 是一項編程教學語言，高中編程教學中，Python 能全面鍛煉高中生的計算機編程能力，通過編程幫助高中生形成縝密的邏輯思維能力。Python 的功能性較強，不僅自帶數據庫，還具備功能強大的三方數據容量。當前國際教育領域讓人眼花繚亂的分析工具及編程語言中，Python 作為一種高頻率分析工具之一，與現代人類思維習慣具有高度的統一性，這對于高中信息技術課程編程教學具有重要的促進意義。

一、高中信息技術Python 教學微項目學習法的價值體現

微項目學習法區別于傳統教學思想，是由崇尚實用主義的克伯屈提出的，更關注學生在學習過程中的實踐性、參與性及綜合性表現。[1]微項目學習法是結合高中課程教學標準，將信息技術學科教學內容，做項目化、課時化、情境化教學轉換，結合該方法進行Python 教學，其價值具體體現在如下幾個方面：

（一）利于促進高中生提升知識遷移能力

在高中信息技術課程編程語言教學中，借助微項目學習法開展教學，可培養高中生自身知識遷移能力，使其在新舊知識間形成密切的關聯，強化記憶認知深度。[2]結合微項目教學法深入剖析問題，可使高中生主動探索和分析Python 學習與以往計算機知識學習之間存在的關聯與差異，在培養高中生核心學科素養的同時，助推學生全面發展與進步。此外，在高中信息技術學習中，學生遷移知識的過程，也可以作為優化學生思維的流程，從最初的認知推理水平，上升到思維推理水平，從而更加高效、全面地掌握更多信息技術編程知識。

（二）利于幫助學生塑造自我效能感

高中信息技術教師為學生展現課程相關內容，圍繞Python 教學重點，可讓學生在突破自我的過程中，不斷探索更新、更多的計算機知識點，從中塑造學生更為健全的自我效能感，使其在學習驅動力的激發下，主動結合信息技術學習需求，編排Python 學習內容，從而更好地掌握計算機文本編程語言，學會將此種語言轉化為帶有具象化特征的知識，緊密連接文本編程與數學問題，幫助高中生深度了解編程技術的未來發展趨勢。[3]此外，還可以在主動探索的過程中，讓高中生站在全方位發展視角審視問題，在腦海中演繹Python 及推理思維框架，最終提升信息技術課程的學習質量。

（三）利于幫助高中生提高綜合能力

在微項目學習法引導下，可使學生充分了解計算機編程抽象模式識別以及算法描述等知識點，借此進一步提升教學質量。教師在為學生選擇相關素材時，需要深度結合學生的認知水平，優化高中生信息技術課程的思維訓練目標，使Python 相關知識貫穿整節課堂。另外，教師借助微項目學習法，可緊密結合Python 理論知識和實踐內容，緊扣核心知識點，依托課堂學習拓展知識范圍，拓寬信息技術編程學習視野，使高中生先從淺層次了解編程，逐漸轉變為深度學習，拓展高中生信息技術思維。[4]由此可見，在微項目教學法應用下，不僅可著重開發高中生Python 學習動力，還可提升高中生信息技術操作能力。

二、微項目學習法在高中信息技術Python 教學中的應用探討

（一）整合學習現狀，確定微項目

高中信息技術課程教學中，規劃學習過程需要從知識本質出發，才能真正解決實際問題，促進高中生提升Python 思維。在針對信息技術課程中Python 做微項目設計時，教學目標須按照學科引領深入剖析教材知識內容，以強化學科目標設定的方式，主動銜接課程核心知識內容。[5]之后，設定微項目任務時需要分層次推進，參考課程標準、教材設計及要求，創設多樣化的教學情境，促進高中生進一步完善課堂合作探究模式。

例如，圍繞“擲骰子”項目教學Python 時，教師可結合課程設計要求及學生學習需求，通過編程創建和使用過程配設，分析Python 繼承關系類別等。協同開發期間，須模擬出“擲骰子”Python 設計程序流程，并指點學生繪制出支持程序流暢運行的相關結構圖。在確認Python 微項目時，還須帶領學生確定驅動性問題，分析學習資源及編程認知工具，讓學生在認知工具及編程資源的支持下，主動找出“擲骰子”程序存在的漏洞并進行針對性修改。

此外，還可以通過“擲骰子”模擬情境，讓學生了解Python 中常量、變量、運算符號、數據類型等語言基礎知識的變化規律，以此在學科設定背景下，全力完善微項目任務驅動內容，提升Python 教學質量。

（二）確定教學目標，制訂定微項目執行方案

當高中生明確信息技術課程中Python 微項目教學內容后，教師須帶領學生針對編程中可能出現的問題進行事先預測，并基于宏觀視角針對整個Python 項目的核心內容、關鍵能力進行覆蓋式分析。結合多維度學習活動的體驗及要求，教師在Python 教學時，可將“擲骰子”內容設定為微項目學習任務，結合編程教學要求，設計具體編程任務。

例如，教師在教授高中生圍繞“單分支、雙分支、嵌套分支結構進行相關條件判斷”任務設計Python 時，想要完成程序的循環控制效果，就需要結合for、while 語句在程序循環中甄別breakthrough，借以確保微項目程序的執行方案滿足總體發展框架。

另外，在針對高中生學習信息技術課程中優化Python 高階思維時，教師須為學生布置“編寫Python 程序模擬知識”任務。

例如：設定程序目標為“讓兩個骰子連續拋擲50 次，全程自動記錄骰子出現的點數及頻次”。

此時高中生在設定Python 程序時，可先模擬并拋擲一枚骰子的拋擲狀況，輸出結果，引進random 模塊讓骰子生成隨機數字，以此類推，將骰子的輸出數字制作成2D 圖表，便于統計。同時，為了能夠科學順利繪制出直方圖，教師還應讓學生使用Matplotlib.pyplot.hist，目的是進一步優化數據可視化效果。本次設計的微項目總體程序，主要是以模擬“擲骰子”這一隨機游戲的項目教學過程，指引高中生激發個人思維，思考項目程序流程的設計過程，主動且積極地繪制Python 結構圖，提升Python 效果及編程能力。

（三）健全分組合作，提升探究水平

為了進一步促進高中生提高Python 微項目學習質量，教師在信息技術課程教學課堂上，可將學生劃分為不同的小組，教師擔任引導角色，圍繞任務群布置不同的微項目內容，培育高中生在學習Python 時，逐漸養成自主學習的習慣。分組學習期間，每個小組中，都可選出一名小組長，由組長為每位組員分配不同的微項目任務，組員捋順各自的任務內容及要求，對照評價量規表，圍繞微項目中承擔的任務進行深度分解。一方面，需要解讀并挖掘微項目課標內容，了解微項目教學新理念，將項目選擇作為教學基礎，制訂具體的解決方案。另一方面，指導教學內容有序化，利用正向激勵，完善Python設計效果。

例如，在設定模擬“擲骰子”Python 微項目進程時，須結合整體編程目標讓高中生了解隨機數的產生原理，并根據任務科學設定用戶接收鍵入符，借助random 模塊自動生成隨機1～6 中的數字，了解不同流程的編程設定。

（四）設定Python 教學情境，總結并完善教學流程

例如，教師為學生創設Python 情境時，可將“田忌賽馬”作為微項目的情境主題，利用二維元組存儲田忌之馬對齊王之馬的勝率，隨后在枚舉算法的支持下，統計出不同賽馬綜合的勝率。教師在創設Python 情境時，可向學生提出如下問題：

·田忌之馬出場順序有哪些？

·田忌采用何種賽馬組合才能獲得勝利？

隨后使用交互式電子白板，為學生展示如表1 所示的賽馬對戰表：

表1 田忌之馬與齊王之馬對戰統計表

在結合上述田忌賽馬Python 情境后，教師可設計如下兩類難度不同的程序問題，分別是初級問題和高級問題。具體如下：

1.界定問題

使用多媒體為學生展示如下問題：

“計算機Python 是否可以解決田忌賽馬的概率問題，如果可以，那么程序的輸入、輸出、終止條件分別是什么？”

學生討論之后，由教師在交互式電子白板上整理出學生利用學習機提交的答案：

輸入方：田忌之馬、齊王之馬的等級；

輸出方：所有賽馬的出場順序、獲勝方。

2.分解問題

教師利用多媒體課件圍繞下列問題為學生分解問題：

主問題：使用Python 最少經過多少個步驟才能得出田忌之馬的出場方式？

分解問題：一是利用Python 自動統計出所有賽馬的出場方式；二是判斷每一次出場方式的獲勝方是誰。

3.解決問題

該Python 環節會涉及數據抽象與表達、模式匹配以及算法設計，以此組建更完整的Python 教學流程。在計算田忌賽馬的總勝率時，可按照如下編程公式計算：

田忌之馬出場順序：A-B-C；

齊王之馬出場順序：X-Y-Z。

利用Python 計算出田忌之馬的總體勝出率。

利用編程可得出如下勝率計算公式：

勝率的計算結果為：

教師還可指導高中生使用2D 表格表示田忌之馬對戰齊王之馬的勝率，如表2 所示：

表2 田忌之馬對戰齊王之馬勝率統計表

此外，在利用Python 解決微項目“田忌賽馬”問題時，教學的重點在于解決與問題相關對象及對象之間的關系，并將問題進行轉化，形成計算機Python 可處理的形式，具體如表3、表4、表5 所示：

表3

表4

表5

（五）注重知識延展，優化學習成果

學習成果的展評，需要師生嚴格把控微項目學習過程，唯有學生自主且積極地參與到Python 項目學習中，才能基于知識探索的視角，實現Python 程序設計的協同創新。在Python 支持下拓展編程知識內容時，要想提升學生的編程能力及操作水平，教師應注重培養學生在計算機思維模式下，不斷強化個人編程意識，如此才能利用數據抽象表達與算法設計等過程，梳理出相關對象與對象間的關系，建立合理的數據結構，完成數據表達與知識構建。對于高中生信息技術課程學習成果的評價，需要教師以此激勵高中生積極主動學習，以探索知識為起點，開辟Python 學習的創新空間，依托于延伸和拓展知識內容，讓成果的展示更具價值。

例如，教師在引導高中生參與Python“擲骰子”模擬微項目活動時，可在小組合作得出初步編程成果后，在課堂上展示本組作品，小組間可以相互評價、相互學習，鍛煉組員口語表述能力及語言組織能力，并基于個性特征視角，讓高中生從內心深處意識到參與微項目學習活動的價值與意義。例如，在學習基礎知識時教師可為不同層次的學生，設計差異化的實踐任務，使其結合不同的Python 編程主題，完成各自的學習任務。例如，在解決“擲骰子”概率問題時，教師可引導學生使用Python 程序，打印并輸出九九乘法表，以此將數字與數字間的關聯性以圖形方式直觀展現出來，最終提升高中生掌握各項Python 知識的深度及廣度。

（六）融合計算思維，應用微課培養編程教學能力

傳統的高中信息技術課程教學中，教學的重點主要集中在語法及算法理論層面，教學起點是基于適合利用編程解決的問題，基本不會涉及解決現實問題的環節，致使高中生不具備自主編程解決問題的能力。對此，教師可在課堂上引進微課教學手段，提前為學生發放時長短小、內容凝練的Python 微課視頻，由學生課前利用碎片化時間初步了解和學習，在課前導入階段形成一定的計算思維意識，最終為培養高中生的Python 能力提供支持。基于微項目教學法，信息技術教師在應用微課開展Python 授課前，可設計如圖1 所示的計算機思維培養流程，幫助高中生梳理Python 知識學習框架，清晰把控學習進度，提升學習質量。

圖1 依托于微課培養高中生計算思維的Python 教學流程

三、結語

綜上所述，要想進一步提升高中信息技術教學質量，提高高中生的Python 課程教學效果，須將微項目學習法充分應用于教學中，借助現代化的教學工具，幫助高中生全面提升信息技術課程學習效率及質量。一方面，信息技術教師需要整合學生當前的學習內容，確定微項目主題及發展方向，隨即定義出學習目標，才能使Python 課程教學流程更加完善。另一方面，還應主動在課堂上融合計算機思維模式，讓高中生參與到微課背景下創建微項目中，提高其編程能力，最終有效提升高中生的Python 能力，促進其全面發展。