基于大單元教學的Python項目式教學

【摘 要】本文結合信息科技課程標準，采用大單元的教學設計理念，用項目化的方式對Python編程海龜畫圖模塊內容進行設計與開發，設置層層遞進的項目任務，提升學生計算思維能力。

【關鍵詞】大單元教學；Python編程；項目式教學

【中圖分類號】G434" "【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2024）04-058-02

2022年4月，教育部頒發了《義務教育階段信息科技課程標準（2022年版）》，強調了信息科技課程的核心素養內涵包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任，并明確提出了六大邏輯主線。為此，有學者呼吁，信息科技課程從核心素養到邏輯主線都需要進行教學改革，教學單元要從設計知識點或課時轉變為設計大單元[1]。“大單元”理念要求教師開拓教學設計的視野，對目標、任務、活動、表現、評價等諸多教學要素進行結構化、通盤性考慮[2]。為探索小學信息科技課程大單元教學，本課程選取新課標的“身邊的算法”內容模塊，選用Python語言中的海龜畫圖，通過結構化的項目教學，帶領學生打開編程的世界，落實新課標的要求。

課程設計與開發策略

1.大單元設計

大單元改變從某個割裂的知識點出發設計某一節課程的思想，強調把相關知識內容聯系起來，分析知識內容之間的層次結構與邏輯關系，以總領整個單元課程開發。一個單元作為一個學習單位，建立結構化的學習項目群，讓學生對整個單元學習更有邏輯和層次感，對單元內容有更深的把握。本案例運用Python編程，將海龜畫圖單元相關指令進行學習層次劃分，通過前后知識的關聯、學習項目的升級，引導學生走入編程的世界。

2.項目式設計

把大單元教學內容設計成一個大項目。同時，也可以把大項目繼續分解為幾個小的任務。學生把大項目分解為各個小任務的過程，也是對其學習本部分內容的知識與能力的檢驗過程。項目式的教學方式讓學生能夠發揮自主性與獨立性，可激發對學習的興趣。把教學單元設計成為靈活多樣的項目，能夠適合學習程度不同層次的學生嘗試向更深層次的學習內容邁進，同時也能夠讓學生有創新空間，以創作出較為復雜的作品，為其創新能力的發展提供了機會。

“運用海龜畫圖設計Logo”案例概述

“身邊的算法”是信息科技新課標第三學段（5-6年級）的小學生學習內容。雖然之前學生接觸過圖形化編程，但是代碼編程中“沒有舞臺和角色”“指令都需要字母輸入”等給學生學習和理解代碼造成了困難，對于達到新課標中“對于給定的任務，能夠將其分解成一系列的實施步驟，使用三大程序結構簡單描述實施過程”還存在很大的差距。

基于學情，本文運用海龜畫圖模塊作為大單元教學設計的工具，采用有趣、簡單、容易學習的指令，引發學生對于編程學習的興趣，初步體驗程序設計。本案例以“制作一個體現自己特點（如名字、愛好等）的Logo”為大單元教學項目，將大項目進行拆解，通過層層遞進、螺旋式上升的任務，逐步讓學生理解指令背后的含義，并完成大項目任務。

案例描述

1.教學目標

本課程帶領學生從圖形化編程過渡到Python編程，降低難度。本案例的素養培養目標是讓學生理解程序指令的背后含義，學習將圖形抽象和分解，能夠運用指令、設計指令模擬畫出圖形；知識教學目標是讓學生學習與理解Turtle庫的常見命令，如上下左右移動畫筆、填充顏色、For循環等相關知識。

2.教學內容分析

本單元大項目拆分為四個小項目。

第一小項目為“畫一個表情”，4課時，對應的程序為順序結構，主要包括畫筆的前后移動、左轉右轉、抬筆和落筆、角度坐標移動等指令。本項目作為單元的起點，目標是讓學生從圖形化編程過渡到代碼編程，理解程序中的順序結構，認識到指令和畫筆的移動是一一對應的狀態，初步具有分析問題的能力。

第二小項目為“畫一棟彩色的房子”，2課時，對應的程序為順序結構，主要包括畫筆、畫布顏色調整，封閉圖形涂色，程序注釋等指令。本項目旨在讓學生規范程序書寫，體驗和嘗試程序模塊化操作。

第三小項目為“畫出美麗的循環圖形”，3課時。前兩個小項目的學習使學生掌握了程序的順序結構和將代碼模塊化的思想。本項目帶領學生學習循環結構，并能夠通過控制變量畫出美麗的循環圖形。這一模塊是從順序結構向循環結構的過渡，從用順序結構畫三角形到用循環結構畫三角形，讓學生鞏固循環結構的相關知識。

第四小項目為整個大項目的核心項目，是最終完成Logo的最后一步，1課時，主要考查學生對完成以上三個小項目的各種指令綜合運用能力。本小項目也是學生對整個單元的內容進行回顧和總結。通過這個開放性的項目，引發學生對編程的興趣，也能夠提高學生對自己想法的創意表達能力和物化實現能力。

3.教學實施

（1）畫一個表情

教師闡釋本單元的項目為“畫一個表情”，并將樣例展示給學生，告知學習目標，引發學習興趣。教師將基本指令公布給學生，學生輸入并運行這些指令，思考這些指令的含義。先讓學生嘗試并充分思考后，教師通過提問的方式和學生共同研討。

學生對基礎指令學習和掌握后，進行單元項目“畫一個表情”。教師鼓勵學生提出各種想法，可以是苦笑、瞇眼等各種表情，給予學生充分的時間進行創作。同時要求學生將程序分段書寫，做好每段程序的注釋，鼓勵同伴之間共同交流來解決問題。

（2）畫一棟彩色的房子

教師拿出一個學生在小項目1中完成的作品，演示如何給圖形涂色，并發布任務。學生學習如何給封閉圖形涂色，并進一步理解程序注釋的作用和模塊化代碼的思想。在此基礎上，教師發布有挑戰性的任務“畫一棟彩色的房子”，使學生鞏固封閉圖形涂色的相關知識與技能。

（3）畫出美麗的循環圖形

使學生從順序結構知識過渡到循環結構知識的學習是教學的難點，也是學生理解本單元知識的重點。教師從學生已知經驗出發，將順序結構的代碼改為循環結構，并讓學生嘗試和思考“如何用循環結構畫一個矩形”。而后，給學生展示貝殼圖案，引導學生思考和觀察圓形的半徑變化和For循環中控制變量的變化有什么聯系，進而引導學生思考如何調整貝殼圓形的疏密，最后引導學生畫出螺旋曲線。

（4）制作一個體現自己特點的Logo

這是大單元教學的關鍵一步，是學生對本單元知識與技能的綜合運用，讓學生從創意想法出發，完成程序設計、調試、作品制作。為此，教師發布相關任務并說明制作出的Logo要求，如體現自己特點的動畫人物、愛好或姓名等，同時也展示一些Logo樣例，引發學生的思考和創意；引導學生先使用“小項目”中學習的指令勾勒形狀圖案；而后使用“小項目”中學習到的涂色指令對部分圖案涂色；最后使用“小項目”中循環命令，對自己畫出的部分圖案進行平移復制或者旋轉復制。學生完成作品制作全部任務后，教師組織學生之間的作品互評，以及優秀作品交流展示。

總結與展望

大單元教學設計能突破知識點之間的壁壘，為新舊知識之間的聯系提供紐帶，從而使學生更好地理解與掌握新學知識。項目式教學能夠調動學生積極性，增強學生的創意與物化能力，增強學生的團隊意識與探究能力。本課程案例采用大單元教學設計，基于項目式開展教育教學，發展學生的核心素養，可為編程的教學模式改革提供借鑒和思考。

參考文獻

崔允漷. 學科核心素養呼喚大單元教學設計[J]. 上海教育科研，2019（4）： 1.

劉飛. 語文統編教材大單元教學設計框架構建及其運用[J]. 基礎教育課程，2020（23）： 40-51.

編" "輯：馮安華