基于計算思維的高中信息技術項目教學模式研究

【摘要】核心素養是學科教育的靈魂，是當前教育改革的熱詞。其中，計算思維是高中信息技術核心素養中的重要維度，想要培養學生的信息素養能力，幫助學生未來更好地適應社會，教師應積極改變傳統教學方法。而項目教學通過引領學生實際操作，完成項目任務，能有效發展學生的思維創造力，提升學生的問題解決與實踐能力。基于此，本文從明確項目實施主題，合理設計項目流程等方面出發，概述了基于計算思維的高中信息技術項目教學的路徑。

【關鍵詞】計算思維? 高中信息技術? 項目教學模式

【中圖分類號】G633.67 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2024）06-0049-03

計算思維是一種解決問題的思維方式，強調的是運用計算機科學的基本概念與原理，進行問題的分析，并設計解決方案，促進目標的最終實現。在高中信息技術課程中，基于計算思維實施項目教學，能為學生帶來不一樣的學習體驗，可促進學生的深度學習，強化學生的信息素養能力。因此，高中信息技術教師應積極探尋基于計算思維的項目教學路徑，通過引領學生完成項目任務，促使學生掌握信息技術的知識與技能，并有效強化學生的綜合能力，促使學生獲得更好的學習成長。

一、高中信息技術項目教學的概述

高中信息技術項目教學是指通過組織學生參與實際的信息技術項目，培養學生的信息技術能力和解決問題能力的一種教學方法。與傳統的課堂教學不同，項目教學注重學生的主動參與和實踐操作，通過解決實際問題，促進學生綜合能力的提升發展。高中信息技術項目教學具有以下特征。首先，具有以實踐為導向的特征。即項目教學強調學生的實踐操作，通過具體的實際操作，有效培養學生的信息技術能力及問題解決能力。其次，具有凸顯學生主體性的特征。項目教學注重學生的自主參與，學生在其中飾演重要角色，要求學生進行自主學習，或者與同伴進行合作學習。最后，具有綜合性的特征。項目教學不僅要求學生理解理論知識內涵，同時要求學生綜合運用所學知識和技能，發散思維，進行實際問題的解決，這對學生綜合能力的培養有重要幫助。

二、基于計算思維實施高中信息技術項目教學的意義

首先，有利于激發學生的學習興趣。在傳統的高中信息技術課堂，大多數教師在教學時注重的都是基礎知識與技能的傳輸，很少考慮學生多元能力的發展。且因教法固化陳舊，學生只有聽，沒有做的機會，極易產生學習的厭倦感。而基于計算思維的項目教學法，則通過將知識與實踐相結合，引領學生在實際操作中學習和掌握知識，可切實調動學生的學習積極性，促進高效信息技術課堂的構建。

其次，能有效提高學生解決問題的能力。計算思維強調的是問題解決的過程，而不是單純的知識傳授。在高中信息技術教學中，教師基于計算思維有效開展項目教學工作，深化改革教學課堂，有效轉變了學生以往被動接受知識的學習樣態，學生在面對項目問題時，必須認真分析，設計、實施解決方案，這時能有效促進學生的計算思維發展，也能逐步提高學生的問題解決能力。

最后，有利于強化學生的信息素養。信息與網絡技術在黨的十九大報告中被多次提及，其指明了我國應從網絡大國向網絡強國邁進，借信息技術之力，為我國社會的發展提供支持。而高中生作為推動社會進步的主力軍，強化信息技術教學對其更好地在社會立足有重要幫助。這時，教師基于學科素養中計算思維的目標，有效實施項目教學，引導學生深刻學習探究，能切實培養學生的溝通、協作及實踐學習能力，也能強化學生的信息素養。

三、基于計算思維實施高中信息技術項目教學的路徑

（一）基于計算思維明確項目實施主題

高中信息技術的核心素養中，包含計算思維這一重要維度，在此背景下，開展信息技術項目教學，教師必須明確項目的方向。也就是說，教師應立足教材確定項目的主題，如果項目主題不明，會直接影響信息技術教育的效率和質量，也難以培養學生的計算思維能力。因此，基于計算思維開展高中信息技術項目教學時，教師應凸顯學生的課堂中心主體地位，結合高中生的認知與發展規律以及教材內容，確定項目的要求和主題內容，以此促進項目活動的順利進行。

例如，在開展教科版高一《信息技術必修1》第二單元“2.1計算機解決問題的過程”這一課程教學時，本課的教學目標要求教師激活學生對Python語言進行探索的積極性，能使學生對算法的方法進行分析與描述，以此培養學生的計算思維。針對本節課的教學目標，為更好地實施項目教學工作，教師就應基于教學任務與學生的認知學情，來明確項目的主題。這時，教師考慮到高中生的思維意識較中、小學生階段得到了極大提升，教師可緊緊圍繞學生的興趣進行項目設計，如讓學生參與互動版“最強大腦”的小游戲來活躍課程氣氛，激勵學生進入課程，之后引導學生對游戲運行步驟算法進行分析。教師應充分發揮自身引導者的作用，使學生解決計算機問題，算法分析是最重要的環節，通過這樣的方式使學生“知其然”，更能探究“其所以然”，以此培養學生的計算思維。此種明確項目主題，圍繞教材與學生興趣實施項目教學的方式，既能調動學生的主觀能動性，也能啟迪學生的思維，提升學生的學科素養。

（二）基于計算思維合理設計項目流程

在高中信息技術項目教學中，不僅要明確項目主題，合理設計項目流程也是關鍵的環節，其是促進項目教學工作順利開展的保障。而在實踐教學中，部分教師雖進行了項目教學，但因缺乏對項目的合理設計，導致教學效果差強人意，自然也不利于發展學生的計算思維。因此，基于這一素養能力，開展信息技術項目教學時，教師應將教材內容作為切入點，結合學生學情設計具體項目，以此使每個學生都能積極參與其中，獲得良好學習能力的發展。

例如，在開展教科版高一《信息技術必修2》第四單元“4.3信息系統安全管理”這一課程教學時，為強化基于計算思維的項目教學效果，教師應合理設計項目流程，首先，先將項目的名稱確定下來，如“如何防止校園網絡被黑客攻擊”，該主題既具有實際意義，又能引起學生的興趣，使學生更愿意投入到項目中去；其次，規定項目的具體要求，如了解黑客攻擊的常見手段和防范方法，掌握網絡安全的基本知識和技能，設計和實施簡單的網絡安全方案等；最后，明確項目的目標，即設計并實施一個能夠有效防止黑客攻擊的網絡安全方案，抵御至少一種常見的黑客攻擊手段。在合理設計好這些項目流程后，教師將項目任務告知學生，并讓學生進行實操來培養學生的計算思維素養。此種科學合理設計項目流程開展教學的方式，能讓學生有目的、有計劃地進行學習，對于強化學生對知識的掌握以及學科核心素養的提升有重要的幫助。

（三）基于計算思維細化項目教學任務

在基于計算思維開展高中信息技術項目教學時，進行項目教學任務細化的主要原因是，每個學生都是特別的存在。因來自不同的家庭和文化背景，學生的認知接受能力均不相同，為充分調動學生的學習興趣，使每位學生都能學有所獲，都能發揮出自身的特長，展現自身的才華，教師應對項目的學習任務進行細化處理，并為每個層次的學生都制定針對性的學習任務，以此使每個學生都能積極參與到探究學習過程中，獲得計算思維的發展提升。

例如，在開展教科版高一《信息技術必修2》第三單元“3.4信息系統的數據處理”這一課程教學時，本節課要求學生結合教材給定的任務進行需求分析，能有效運用算法解決問題，從而形成數據的安全防護意識。盡管隨著信息技術的高速發展，當前電腦、手機、iPad等電子設備越來越常見，但高中生最多就是拿這些電子設備學習一些App中的課程或者打打游戲，對該部分知識的認識極為淺薄。這時，為有效基于計算思維開展信息技術的項目教學工作，教師可圍繞教材中呈現的項目“借閱圖書功能設計”，將項目任務進一步具象，讓學生進行學習思考，即“用戶登錄信息怎樣被信息系統驗證？”“怎樣運用用戶個人的關鍵信息進行系統自動化查詢？”“想要高效預約圖書，應怎樣讓系統實時更新數據？”在細化完這些項目任務后，由學生結合自身能力思考完成，這既能調動學生的學習積極性，也有利于培養學生的計算思維。這時，教師應認真觀察，記錄學生在項目活動中遇到的問題，有效完善教學活動方案，有針對性地講解學生存在的問題，以此實現項目教學的目標。

（四）基于計算思維分工協作有效完成

項目化教學有一個顯著的特征就是合作性，顧名思義是需要團隊之間協作完成的，只有團隊合作，相互交流學習探究，才能促進學生更高層次的思考，有效培養學生的核心素養。因此，基于計算思維開展高中信息技術項目化教學時，不僅要明確項目主題、設計項目流程、細化項目任務，還要鼓勵學生進行合作學習，從而共促項目任務的高質量完成。

例如，在開展教科版高一《信息技術必修1》第五單元“5.2探秘人工智能”這一課程教學時，本節課的教育目標是讓學生通過學習，能對人工智能技術的概念、應用領域、發展新趨勢以及在信息社會中的作用和影響有所明確。針對本節課的內容，在基于計算思維實施項目教學時，就應綜合教材與學生學情，引導學生分工協作完成，這時教師將學生分為幾個小組，讓每個小組負責研究人工智能某一特定領域，如無人機救援、自動駕駛等。每個小組需要完成以下任務：首先，收集和整理關于所選領域的資料，包括基本概念、發展歷程、最新研究成果等；其次，分析所選領域在信息社會中的影響，如對經濟發展、社會生活、教育等方面的影響；最后，制作一份關于所選領域的報告，并在課堂上進行展示。在此過程中，通過引導學生以小組的方式分工協作完成項目任務，不僅可有效培養學生的計算思維，還能培養學生的協作能力。

（五）基于計算思維展示成果多元評價

基于計算思維的信息技術項目教學中，學生完成項目任務，并不是教師教和學生學的終點。這時，教師必須明確展示和反饋，在項目教學中發揮的作用，引導學生展示自身的項目成果，并結合學生的項目完成情況進行評價，進一步強化學生的信息技術水平。而從傳統的項目教學情境來看，很多教師進行的評價，帶有一定主觀性的色彩，且評價方式單一、程式化，導致學生并不能獲得真正長足的發展。因此，在展示項目成果后，為進一步培養學生的學科素養，教師還應展開多元化的評價。首先，增加評價形式，重視過程性的評價。信息技術學科最顯著的特征就是實踐性強，在學習時引導學生進行探索和嘗試是非常重要的。因此，教師應該將評價的重心從結果轉移到過程，關注學生的學習策略、問題解決能力以及合作精神等方面，密切觀察學生的課堂表現、查看學生的項目記錄、收集學生的反饋等方式，全面了解學生學情，從而做出更公正和準確的評價。其次，增加評價主體，讓學生積極參與自評和互評。以往由教師進行評價的方式，會導致學生對評價結果不認同，甚至產生抵觸的學習情緒。因此，教師應鼓勵學生參與到評價過程中來，讓學生成為評價主體，通過自評和互評，讓學生更好地了解自己的優點和不足，從而進行針對性改進，這也有助于培養學生的自我反思能力和批判性思維。

總而言之，基于計算思維的高中信息技術項目教學，是一種具有廣泛應用前景的教學模式，既有利于深化學生的學習效果，也能切實強化學生的學科素養。因此，高中信息技術教師應對此予以高度重視，在實踐工作中，通過基于計算思維明確項目實施主題、合理設計項目流程、細化項目教學任務、分工協作完成任務以及展示成果多元評價的方式，有效提升信息技術項目教學的實效性，以此構建高效的信息技術課堂，促使學生學科綜合能力的發展。

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作者簡介：

蘇一超（1984年—），女，漢族，山東人，本科學歷，一級教師，研究方向：信息技術。