基于計算思維的小學信息科技項目式教學實踐探究

摘 要：在新課程標準落實過程中，基于計算思維培養展開信息科技項目式教學實踐對深化課程改革、促進學生全面發展具有重要意義。文章以發展學生核心素養為目的，采取案例分析等方法對基于計算思維的小學信息科技項目式教學實踐進行研究，并提出如下參考建議：指向計算思維，合理設計學習項目；設計驅動問題，促進項目環節實施；組織教學互動，強化項目探究體驗；組織交流展評，呈現項目教學成果；活用計算思維，實現項目拓展遷移。

關鍵詞：小學信息科技；項目式教學；計算思維

中圖分類號：G427" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2097-1737（2024）04-0008-03

在《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）中，計算思維被列為學科核心素養之一。因此，在小學信息科技教學實踐中，培養學生的計算思維已成為課程的重要任務。計算思維的培養要依托真實的問題解決過程，且其最終目標是問題的解決。項目式教學則是一種涉及學習情境的、以問題為導向的教學方法，是基于現實世界的以學生為中心的教育方式。由此可見，基于計算思維培養要求，在小學信息科技課程教學中展開項目式教學實踐對促進《課程標準》的落實具有重要意義。具體而言，

基于計算思維的小學信息科技項目式教學實踐可以從以下幾個方面展開：

一、指向計算思維，合理設計學習項目

項目設計是實施項目化教學的關鍵。在基于計算思維發展的小學信息科技項目式教學實踐中，教師應先整體梳理各課程模塊的教學內容，明確學情以及課程中包含的育人價值，確定教學目標，指引后續教學活動的有序開展。在完成立項之后，教師再綜合考慮學生的學習興趣、學情及真實情境所蘊含的教育價值等因素，設置任務驅動，引導學生的探究方向，激發學生在現實情境中探究解決復雜任務的興趣，從而更好地解決項目任務，讓學生的計算思維得以提升[1]。

例如，在講授閩教版信息技術六年級（下冊）“體驗人機互動”的少兒編程學習軟件相關知識時，學生拓展學習了“列表”后，教師可以整合軟件的所有知識，聯系現實生活中的“抽獎活動”，設計拓展性綜合活動項目“探秘抽獎程序”。具體來看，該活動項目主要包含屬于軟件編程的拓展內容，主要以“抽獎程序”

的設計展開，著重引導學生經歷程序開發的項目化流程，研究身邊的算法，指向利用計算機科學知識來解決身邊的真問題，進而培養計算思維這一核心素養。項目內容主要圍繞《課程標準》中提出的數據、算法這兩大主線內容展開：數據主線主要涉及數據的組織與呈現，即在“抽獎程序”的算法設計中，涉及對軟件“列表”這一數據結構的使用；算法主線圍繞抽獎程序這一身邊的算法，主要涉及對真實問題的分解，算法的描述、執行，解決問題的策略等。項目圍繞生活中的抽獎程序展開，以真實問題為導向，著重培養學生解決問題的計算思維：引導學生在項目化的情境探究中體會程序設計中的設計、開發、測試和迭代優化；在真實問題的分析中領會自上向下分解任務的思想；在學習原理的過程中理解計算機科學的“編碼”這一概念。此外，教師對學情進行了全面分析，了解到六年級的學生已經掌握了軟件編程的基礎知識與技能，拓展學習了“列表”的應用，具備學習、完成本項目編程基礎，且在生活中對“抽獎”這一活動比較熟悉，但是對“抽獎程序”的運作原理缺乏具體而深刻的認識。在此基礎上，教師設計了項目發展目標：掌握程序開發類項目開發的基本方法；能夠利用列表設計抽獎程序，實現隨機抽獎；能夠靈活運用計算機程序，解決實際問題；提升自主探究能力和數字化學習能力。綜上，在明確了項目內容、學情、項目教學目標等關鍵信息之后，教師可為學生展現項目，并引導他們以小組合作的方式展開項目探究。

二、設計驅動問題，促進項目環節實施

新課程對計算思維的定義有很強的可操作性，提取關鍵要素，能形成以下可操作的計算思維實施過程，包括抽象、分解、建模、設計算法、模擬、仿真、驗證、反思優化和遷移運用。而項目式教學能涵蓋計算思維的培養過程，通過確定問題、設計步驟、實施步驟、評估迭代、泛化推廣等步驟培養學生計算思維。基于此，在基于計算思維的小學信息科技項目式教學實踐中，教師應面向問題解決設計具有驅動作用的問題，引導學生一步步深入學科思想方法的邏輯底層，不斷演變、迭代，直至思維形成。

例如，在“探秘抽獎程序”的項目教學中，教師結合現實生活組織學生觀看一玩具店老板的求助視頻，了解生活中商店抽獎的真實需求，并提出問題：一玩具店老板因為生意不景氣想要搞一次抽獎活動，你能利用自己所學的軟件編程知識幫助他設計一款抽獎程序嗎？在這一環節中，教師通過短視頻再現真實情境、真實問題——為某玩具店設計一個抽獎程序，引導學生走進項目。接下來，教師為學生展示了項目學習的各個環節以及相關問題。其中，在“編碼獎項，實現隨機抽獎”環節，教師提問：“抽獎程序要想實現隨機抽獎，要完成哪些步驟？”在“問題導向，項目再分析”中，教師提問：教師開發的隨機抽獎V1.0版存在怎樣的問題？在“建立列表，存入數據”中教師提問：

用程序抽獎與現實生活中用抽獎箱抽獎有怎樣的關聯？在“隨機抽取，完成項目”中教師提問：“如何從列表中提取數據、實現抽獎？”各組學生基于各環節的問題展開互動討論，為項目的實施構建初步方案。在這一環節中，教師以創設的真實性問題為情境，進行立項，然后利用各環節的問題帶領學生循序漸進，利用對數學模型和數據結構的理解，完成項目任務，實現計算思維的有效發展。

三、組織教學互動，強化項目探究體驗

在培養學生計算思維的過程中，教師要特別關注計算思維的加工過程。目前，在小學信息科技教學中，

部分教師在創設情境時引出問題，帶領學生識別與理解問題之后，習慣于立即進入創新展示環節。但是，有許多學生還沒有理清解決問題的思路，對思維形成過程還缺乏深刻的體驗，從而影響了計算思維的發展[2]。對此，在小學信息科技項目式教學實踐中，教師應加強互動交流，為學生創造探究學習的空間，使他們在不斷嘗試的過程中找到解決方案，進而領略利用計算機解決問題的精妙之處，感受計算思維形成的過程，為計算思維的遷移打好基礎。

例如，在“探秘抽獎程序”的項目教學中，教師在不同教學環節與學生展開互動，以強化學生對項目學習的體驗，進而循序漸進地發展學生的計算思維。具體來看，操作如下：

（1）編碼獎項，實現隨機抽獎。教師引導學生梳理項目開發流程：立項—需求分析—設計方案—開發程序。本環節教學重點在于以問題導向的方式，引導學生設計編程實現的方案；通過隨機抽獎V1.0程序，

梳理項目開發的流程；利用隨機數與造型切換指令，讓學生認識到程序中用數字表示對應獎項體現了計算機科學中的編碼思想，使學生對抽獎程序“知其然，知其所以然”，并培養其計算思維。（2）問題導向，項目分析。教師發布隨機抽獎V1.0版程序投入使用后的趣味視頻，從視頻可知：隨機抽獎程序投入使用10分鐘就出現了5個一等獎。由此引出抽獎中的概率問題，并引導學生測試現有程序，激發學生優化項目設計的熱情。為提高學生的探究體驗，教師利用實物抽獎箱輔助學生完成算法的設計和數據模型的設計；而學生則通過團隊討論，共同設計抽獎的方案。在這一環節，教師結合真實的問題情境，提出概率問題，讓學生體會測試程序的重要性；通過程序抽獎的例子，讓學生體會數據在編程中的作用。（3）建立列表，存入數據。教師為學生提供學案、微課，啟發學生類比現實生活中的抽獎箱，使學生認識到初始化列表數據就是在抽獎箱中放入獎項，進而通過團隊合作建立抽獎列表，完成數據的存入。程序算法的設計往往來自生活經驗的類比。在這一環節，教師拓展引入抽獎程序設計的原理，可引導學生借助生活中抽獎箱加以理解，并通過類比展開探究，從而理解算法指令的作用。通過設計，

學生能夠體會到算法源于生活，也可以認識到自己設計的程序可以解決生活中的問題，強化“算法服務生活”的意識。（4）隨機抽取，完成項目。教師引導學生思考：如何從列表中將數據取出？學生在學案引導、微課支撐下，合作探究，完成程序設計，并通過隨機抽獎進行測試。在項目指導過程中，教師讓學生用列表中的“第幾項于列表”來完善抽獎程序的隨機抽獎，加深了學生對列表這一數據結構讀取的認識，也培養了學生“測試程序”的意識。

四、組織交流展評，呈現項目教學成果

計算思維的形成是一個過程，而引導學生展示思維形成過程并進行有效評價是促進學生綜合發展的必要步驟。在小學信息科技項目式教學實踐中，教師應注重項目展示評估，即通過搭建平臺、引導分享交流，呈現學生的項目學習成果以及計算思維發展的情況；通過多元評價，對學生的學習情況進行反饋，指出學生在計算思維發展中存在的不足，并引導他們進行更深層次的學習和理解[3]。

例如，在“探秘抽獎程序”的項目學習指導中，教師安排展示互評環節，組織學生對抽獎程序進行展評，引導學生從測試結果中是否實現抽獎來評價。在展示過程中，教師要求各組派代表走上講臺，展示抽獎程序的設計成果，并分享本組項目學習的心得體會。在評價環節，教師一方面將評價貫穿于學生項目學習的全過程，通過評價引導、激勵各組學生不斷探索，完成程序設計；另一方面融合過程評價與結果評價，利用量表對項目完成情況進行打分。在評價量表中，“項目成果”部分包含“項目流程”“隨機抽獎”等內容，并從完成度、創新度等角度進行打分；“小組合作”包括“問題討論”和“編程合作”兩部分內容，讓學生通過自評、互評形成評價結果。通過設計這樣的展評活動，教師能夠對學生的項目學習情況形成更加全面深入的了解，同時能夠引導學生總結項目學習經驗，深刻體會計算思維發展過程。

五、活用計算思維，實現項目拓展遷移

信息科技課程教學的主要目的不僅僅是引導學生學習技術實踐，更多的是學習解決問題的方法，并將其應用到更新的技術學習過程中。根據《課程標準》的要求，學生計算思維的培養過程包括“遷移應用”這一重要步驟。但是，從小學階段學生的計算思維發展情況來看，他們在課程學習中雖然掌握了一定的技術技能，但是在遷移應用方面存在一定的障礙。對此，在小學信息科技項目式教學實踐中，教師應適當拓展項目內容，引導學生活用計算思維，解決生活中類似的問題，實現遷移應用，為學生的終身發展提供支持[4]。

例如，在“探秘抽獎程序”的項目學習中，學生通過抽獎程序這一項目的研究，發現一個軟件的開發需要經歷立項、設計、開發、測試等環節，同時在實際開發中了解了計算機科學知識，學會了如何將具體的獎項編碼成數字，發展了計算思維。為了促使學生遷移所學，學會用計算機科學的眼光觀察生活中的事物，學會用計算機科學的語言表達生活中的原理、用計算機科學的思維解決生活中的問題，教師為學生構建新的情境，并提出抽獎活動的新要求，促使學生在原來的程序基礎上進行優化，實現知識的拓展遷移。在這一過程中，學生能夠再次經歷分析需求、設計方案、編寫程序、測試程序、迭代優化的過程，實現對項目學習內容的舉一反三，真正將計算思維融入現實生活中，提高用計算思維解決問題的能力[5]。

六、結束語

總之，隨著《課程標準》的不斷落實，教育工作者應繼續深入研究項目式教學的應用方法，通過聯系學生生活實際、培養學生算法意識，進行跨學科綜合學習，推動項目式教學的有效開展，進而幫助學生樹立正確價值觀，形成信息意識，發展計算思維，提高數字化合作與探究能力，發揚創新精神，踐行信息社會責任。

參考文獻

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王斌峰.利用項目式學習培養學生計算思維的策略：以小學信息技術學科為例[J].學苑教育，2023（24）：64-66.

徐健美.小學信息科技課堂中項目式教學的實踐路徑[J].中小學電教（教學），2023（11）：76-78.

基金項目：本文系2023年度漳州開發區小學教育教學研究“以核心素養為導向的小學信息科技項目式教學設計研究”（立項號：ZKTX2023-015）的研究成果。

作者簡介：陳舜娥（1974.3-），女，福建莆田人，任教于廈門大學附屬實驗小學，綜合組組長，一級教師，本科學歷，曾榮獲“漳州招商局經濟技術開發區優秀教師”，在漳州市首屆、第二屆中小學創客大賽中被評為“優秀指導教師”。