小組合作教學法在初中信息科技計算思維課中的應用

摘 要 計算思維不僅是信息科技課程的核心素養之一，同時也是深受各國重視的一種思維模式。小組合作教學法在信息科技課程中應用廣泛，將其與計算思維教學結合能提升教學質量。首先從分組策略、任務設計、評價方式入手分析小組合作教學法應用于初中信息科技計算思維課的教學策略，然后對應計算思維的六大要素，詳細闡述教學模式及應用案例。

關鍵詞 小組合作教學法；計算思維；信息科技

中圖分類號：G633.67 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）17-00-04

0 引言

當前，計算思維教育很受重視，很多國家甚至將計算思維融入國家教育戰略。我國對計算思維也高度重視，在最新修訂的《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》中，計算思維是信息科技學科的四大核心素養之一。很多省份已將計算思維的相關內容編寫入信息技術教材中，如2020浙教版《信息技術》八年級上冊教材中增加了“Python程序設計基礎”“算法與程序設計”等相關內容。筆者所在學校主要通過校本教材進行可視化編程軟件教學來提升學生的計算思維。這些課程一般涵蓋算法、基本的程序編寫等內容，具有邏輯性強、抽象難理解等特點，傳統的教學手段難以適應這樣的教學內容，初中生也容易產生畏難情緒導致學習效果不佳[1]。小組合作教學法能夠很好地解決這些問題，讓學生通過互助、合作等方式，共同解決學習難題，讓教學取得更理想的效果。

1 教學策略

1.1 精準分組

無序、隨機的分組不利于組內的合作和組之間的良性競爭，教師可以通過先開展摸底測試了解每一位學生的計算思維水平，再進行分組。

筆者通過研究，找到了國際認可的科學的計算思維測試工具——“Bebras國際計算思維挑戰賽”的試題。該項比賽是2004年由國際計算思維聯盟發起并首次舉辦的，旨在通過趣味試題提升各年齡段學生對計算機科學、算法的興趣，進而培養學生的計算思維。教師可以從試題庫中選取一定量的題目，對學生開展40分鐘的閉卷測試，從而精準掌握學生計算思維的水平。例如，筆者從“Bebras國際計算思維挑戰賽”的試題中選取了8道題目對學生進行測試（具體可掃描圖1），在能力維度上，包含評估、概況維度各1道題，分解、抽象、算法維度各2道題；在難度系數上，5道題為易，3道題為中；在題目設計上，追問學生選擇的原因，而不是單純看學生選擇的答案。這樣的測試能夠真實、全面、綜合地反映學生的計算思維能力，幫助教師精準掌握每一位學生學前的計算思維水平。

教師干預的分組一般有兩種方式，一種是將同類水平的學生放在同一組，另一種是將不同水平的學生放在同一組[2]。筆者建議采用后一種分組方式，一是可以避免組與組之間的總體水平差距過大，充分運用小組積分來激發學生爭奪集體榮譽的積極性；二是便于讓組內不同層次的學生開展互幫互助，真正發揮小組合作的優勢。

教師可以根據學生計算思維測試的結果，結合學生自愿組合的意愿，保證小組內包含好、中、差三個層次的學生，并適當平衡每組的人數，根據學生推舉確定小組長。

1.2 兩類任務

小組合作教學法離不開任務的驅動，學生學習任務的設計尤為關鍵。筆者認為必須設計好兩類任務：一是避免小組形同虛設的小組合作任務；二是保證個人學習效果的個人任務。

小組任務應具備一定的合作必要性和難度，萬不可每一項任務都進行小組合作，這很容易導致部分學生渾水摸魚，對其個人成長不利。在教學內容相對簡單的時候，小組任務可以設計為個人作品的有機結合，從而達到1+1＞2的效果。以“順序結構思維”一課為例，該課的教學目標為讓學生通過在源碼編輯器中添加音符聲音，創作出一首歌曲，一個人完成這個任務是比較困難的，耗費的時間也比較多，筆者將其設計為小組任務，要求組內自行分工，每人編寫一小節歌曲腳本，最終合并成一首完整的歌曲，這既能鍛煉學生的合作能力，又能避免組員之間的抄襲。在教學內容相對較難的時候，小組任務可以設計為分類任務，將總任務進行分解，根據子任務的難易將他們分配給組內相應層次的學生。以“環游柳州游戲棋”一課為例，該課為教材中最后一個綜合案例，并在原有基礎上增加了一個拓展知識點——列表的應用，可以將有列表的部分腳本讓學有余力的學生完成，其他層次的學生完成游戲棋的其他部分，最后再合并為一個完整的程序。這樣的設計讓小組任務落到了實處，讓每個層次的學生在合作的同時都得到了成長。

每個教學內容中重點的個人任務應該進行分層處理，針對學生的實際情況，至少將任務分為基礎層和提高層兩個層次，在滿足基本學習目標的同時，也要盡量讓學有余力的學生“吃得飽”。例如，“帶你游環江”一課是畫圖類和動作類腳本相結合的綜合應用，筆者設計的基礎任務目標為能夠編寫1個角色的指定圖案繪制，提高任務目標為2個及以上角色配合完成指定圖案的繪制，添加1個角色，增加了腳本匹配的難度。

1.3 綜合評價

為充分調動學生的學習能動性，不能只進行結果性評價，而應將過程性評價和結果性評價相結合，對學生、小組開展綜合性評價。筆者在教學實施過程中，以分數的形式對學生的個人任務、小組任務、課堂表現等方面進行評價。

2 教學模式

筆者對應計算思維的抽象、分解、概括、算法、選擇最優方案、評估、推廣等要素[3]，設計了分析問題、制定方案和計劃、探究實踐、交流分享、拓展應用、總結評價等環節，形成了小組合作教學下的初中計算思維教學模式，從而在教和學的過程中都緊緊圍繞計算思維，讓學習的過程本身也是在應用計算思維。

2.1 析：分析問題，分解要素

在計算思維中，抽象要素需要學生能夠理解問題，分解要素即能夠將問題的解決進行分解分析。

在本環節中，教師可先展示本課最終作品效果，再引導學生利用思維導圖分析問題。當目標比較簡單時，可設定為個人任務，然后組內交流定下組內方案；當目標比較復雜時，可以將其設定為小組合作任務，組內合作完成。

2.2 定：制定方案，畫流程圖

計算思維中的概括要素要求學生能根據情況制定方案，算法要素需要學生能用算法的思路來解決問題，選擇最優方案要素需要學生能從幾種解決方案中找到最適合的解決策略。

在本環節中，教師引導學生將關鍵的程序用流程圖展現解決方案，要求組內分享，并通過討論定下本組的最優解決策略。

2.3 做：腳本實踐，評估方案

在計算思維中，評估要素指的是通過自我印證和檢驗來評估調整方案的可行性。

在本環節中，教師根據學生學情，通過教師講授或學生自學探究，幫助學生掌握本課涉及的關鍵語句。再根據程序的難易程度，設定為個人或小組任務，完成相關腳本的編寫，并進行自我調試完善。

2.4 調：交流分享，調整作品

在本環節中，教師指導學生進行作品的組內分享，并按照教師給出的標準，開展自評和互評，然后根據意見進行調整。

2.5 拓：拓展應用，舉一反三

在計算思維中，推廣要素指的是學生能通過舉一反三，將本課所學知識進行推廣應用。

在本環節中，教師給出相關拓展任務，讓學有余力的學生能夠進行自我提升。

2.6 評：總結提升，綜合評價

最后，開展本課小結，并對照個人評價表（表1）、小組評價表（表2），開展自評、互評和師評[4]。

3 應用案例

以自編校本教材中“柳州城市宣傳員”一課為例，筆者綜合應用以上教學策略和教學模式，開展基于小組合作教學法的提升計算思維的信息科技課堂教學。本課位于“順序結構”主題章節，為本教材中第一個實踐項目，需要三個課時完成此項目的教學。

3.1 第一課時

本課時目標為完成項目的分析、方案制定。

3.1.1 個人分析宣傳片，小組綜合總導圖

【情景引入】教師播放柳州城市宣傳片并展示最終成品，引出項目目標任務：在源碼編輯器中制作圖文并茂并配有本土音樂的柳州宣傳片，成為小小城市宣傳員（教師將真實情境和問題解決相結合，構建接近學生生活實際的教學情景）。

【個人任務】請你根據問題介紹，結合你自己的理解，用思維導圖繪制出宣傳片的整體規劃圖。思維導圖應該包含背景、角色以及他們的造型及行為（學生獨立思考進行問題分解，將抽象的任務文字轉換為可視化的思維導圖，分解出子任務，為之后的實踐任務打下基礎）。

【小組討論】請在組內分享自己的思維導圖，最終每個組形成一個統一的項目總導圖（小組內部進行思維碰撞、討論完善，相互取長補短）。

【展示分享】教師展示有缺漏的小組導圖，請其他小組進行補充完善（利用集體智慧，幫助有困難的小組達成目標）。

3.1.2 個人繪制流程圖，小組商定總方案

【教師講解】本項目制作關鍵是要將三妹和背景的腳本配合好，實現景點按照我們預想的順序進行介紹，并且介紹臺詞和背景圖片一一對應。下面以介紹白蓮洞為例（見圖2），通過“等待4秒”的指令，讓白蓮洞背景的圖片和介紹白蓮洞同時出現，在切換到白蓮洞背景后，通過“等待3秒”的指令，與三妹的介紹時間匹配，以此保證整個程序能夠圖文匹配地按順序運行（講解順序結構的特點，教會學生分析方法）。

【個人任務】請你選取一個景點的介紹，完成三妹和背景對應的流程圖（學生模仿教師的方法，掌握關鍵語句的解決策略）。

【組內分享】請在組內交流自己繪制的流程圖，再根據組員意見修改補充完善，確定本組解決方案（發揮小組幫扶作用，確保分析思路正確）。

3.2 第二課時

本課時目標為完成項目中圖文部分的制作。

3.2.1 自學相關積木塊，個人做基礎任務

【自學新知】請你通過課本、軟件中的“幫助”模塊、微視頻，學習本課需要用到的相關積木塊的使用方法（圖文制作所用到的對話、等待積木塊知識比較簡單，學生通過自主學習即可掌握，提高學生的自學能力）。

【個人任務】請你根據思維導圖和流程圖，完成宣傳片的圖文制作，至少介紹3個柳州經典要素（對應上節課的分解，實現腳本程序的編寫）。

3.2.2 小組內外作分享，個人調整好作品

【展示分享】教師展示遇到困難的作品，并請同學幫助解決。展示優秀作品，請同學點評（教師通過典型錯誤的修正幫助有困難的同學，通過展示優秀作品引導學生學習修正）。

【調整完善】請你和組內伙伴交換評價作品，完成評價表（表3），根據同伴建議再次修正自己的作品及流程圖（組內互助互評，在腳本實踐的過程中，評估之前制定的方案并作相關修正）。

3.2.3 拓展應用并推廣，小組共同來完成

【小組拓展】請小組選定一個本組優秀作品，并增加小螺哥角色，實現通過三妹和小螺哥的對話配合圖片介紹柳州（拓展推廣順序結構的應用，增加一個角色也增加了腳本的復雜度，設計為小組任務能加快任務的完成時間，并為下一節課的任務作好鋪墊）。

【展示分享】教師展示優秀小組作品，請同學點評。

3.3 第三課時

本課時目標為完成項目中音樂部分的制作。

3.3.1 自學相關積木塊，個人做基礎任務

【個人任務】請你通過軟件中的“幫助”模塊、資源包中的微課自學“MIDI音樂”模塊，在源碼編輯器中至少將4小節樂譜制作成MIDI音樂，并編寫播放腳本（MIDI音樂模塊腳本知識較簡單，讓學生在任務中掌握新知）。

【展示分享】教師展示遇到困難的作品，并請同學幫助解決（教師巡堂及對典型錯誤的修正進行展示，確保學生都能掌握基礎新知）。

3.3.2 拓展應用并推廣，小組共同來完成

【小組任務】成員分工合作（配樂師、程序設計師、文案策劃師、作品推薦師各1～2人），完成一個配樂且圖文并茂的柳州經典景點介紹作品（小組成員在上一節課作品的基礎上，通過分工合作，調整音樂修改文案，形成最終的綜合作品）。

【展示分享】教師展示優秀小組作品，并請其他小組點評。

【知識拓展】本項目作品中，我們編寫的角色、背景、音樂腳本都是按照自上而下的順序依次執行，像這樣的結構就是順序結構，你能列舉生活中順序結構的例子嗎（呼應本章節內容，進一步提升學生的計算思維能力）？

3.3.3 個人小組作總結，開展自評和他評

【本課小結】說說通過柳州宣傳片的項目制作，你學到了什么？

【自評他評】請你打開評價表，完成對個人和小組的自評、互評。

4 結束語

教師應統籌規劃小組建立、任務設計、學生評價這幾大核心，并做好對小組協作、教學內容等的指導，讓小組合作落到實處。在關于計算思維的初中信息科技課堂中，有效地應用小組合作教學法，能夠讓學生通過互助互學更好更快地完成學習任務，從而真正提升計算思維。

5 參考文獻

[1] 盧國梁，岳曉明，姜兆亮.線上線下混合式教學在計算思維課堂中的應用[J].創新創業理論研究與實踐，2021，4（23）：56-58.

[2] 孫德彪.小組合作教學法在初中信息技術教學中的應用[J].家長，2021（23）：123-124.

[3] 華俊.基于Scratch培養初中生計算思維實踐[J].中國信息技術教育，2020（8）：53-56.

[4] 姚改飛.信息技術課小組合作學習有效性的策略探究[J].學苑教育，2021（6）：59-60.

作者簡介：陳琳，柳州市龍城中學科研處主任，一級教師。