基于項目教學法的計算思維能力提升實踐與思考

劉海玲

針對信息技術學科，筆者將學生作為學習活動的主體，以生活為中心，采用主題式項目設計為教學法開展程序教學。這種教學，有利于克服傳統教學“只見代碼不見人”的弊端，采用的實例均來自學生生活，在實踐過程中將新興技能融合其中，達到理論與實踐的完美結合，有利于塑造與提升計算思維能力，有益于全面提升綜合素質能力。以Scratch、APP Inventor、Micro：bit等為代表的可視化、積木式編程工具，在精心設計的各類項目中，得到了廣泛推廣與應用，大大激發了學生的興趣，提升了學生的創新能力，讓信息科技課堂彰顯更多活力。目前，這類課程早已成為中小學算法與程序設計教學的主流課程、時令課程。結合多年的教學實戰經驗，筆者總結得出這樣的一個項目式教學流程：巧設項目—分解項目—設計項目—評價項目（含完善項目）—拓展項目。下面，筆者將通過一系列手機編程教學活動，嘗試驗證如何實施項目教學法，促進學生計算思維能力的提升。筆者授課對象為初二年級的學生，教學內容為《APP Inventor手機編程》系列區域課程。

● 巧設情境——確定項目

恰到好處的情境創設，往往源于生活，這類情境問題既符合中學生的年齡特點和其關注的事物，又容易吸引學生，也不會脫離實際生活的應用。例如，筆者在講解選擇語句時，利用著名的數學游戲《蝸牛爬井》，邀請學生參與比賽，調動學生的積極性與參與熱情，自然地引出本節課的主題，實現了將問題向生活化、項目化轉化。引導學生思考，通過拖拉不同的滑塊條，蝸牛需要的天數都不一樣（如圖1），進而讓學生知道界面需求、算法需求，明確本節課的知識要點與實踐的具體項目。

● 啟發教學——分解項目

利用現有的信息技能解決問題常用的化整為零的項目教學方式，將大項目分解為小任務，將復雜的問題分解為層層遞進的小項目、能解決的小項目。一般手機編程有需求分析—界面設計—代碼編寫—調試完善四個過程。例如，《手機APP編程——BMI智能計算器》，首先對問題進行綜合分析，理清思路，將問題分解成多個小項目，并逐步分解為幾個需求，如自然語言描述、界面需求、算法的需求、塊語言設計等，再將各個層次的需求轉為獨立的項目，逐一擊破：利用流程圖分析需求（如圖2）—需要用戶的身高、體重數據，因此需要增加文本框并修改相關屬性（如圖3）—根據算法，得出BMI的值，并根據國際標準，判斷BMI的范圍分成五類健康狀況，完成代碼的編寫（如圖4）—調試與分享作品，并評價（如下頁圖5）—根據需求，拓展功能并完善項目（如下頁圖6）。

● 自主協作——設計項目

根據問題剖析，在BMI案例中分解得到上述五個小項目，完成了將問題轉化為項目，從而實現學生發現問題到解決問題的轉化，這一環節是解決重點、突破難點的重要環節，對于學生的計算思維的提升至關重要。一般而言，筆者采用項目引領、學案支撐這一教學方法開展自主探究，借助微課資源與易加平臺開展個性化學習。學習能力強的學生，可以自主和協作相結合的學習方式，逐個擊破小項目;學習能力差或有困難的學生，可以借助教學平臺上的微課視頻，開展有針對性的個性化學習。在這個環節，學生通過不同的探究學習方式實現了知識遷移與重構，進而能夠培養學生自我建構知識體系、創新思維、計算思維等能力，提高學生解決實際問題的綜合能力。

● 分享互評——評價項目

每個人的付出都期待他人的認可，這在課堂教學過程中是非常關鍵的一個環節。筆者認為，課堂評價不僅要注重結果評價，更多的要重視過程性的評價。教師可以邀請學生分享展示他們的作品，注重學生在制作作品過程中的想法，在制作時遇到了什么困難，是如何解決的，還可以請其他學生評價，聽取他們是否有不同的解決困難的方式，哪個方式更優化。這種思維火花的碰撞，讓學生的作品更具有個性化，大大拓展了學生的思維空間，讓學生的計算思維、邏輯思維均得到有效的提升。例如，在《石頭、剪刀、布》這一課的教學中，不管“我”點擊哪一種手勢，該按鈕中均有出拳與選擇判斷語句（如圖7），有很多學生發現重復了，顯得程序冗余，就嘗試小學期間學習LOGO語言時定義過程的方式，完成了知識遷移，優化了程序。如今，大數據時代早已來臨，筆者基于園區易加互動平臺，開展生生互評（點贊）、教師點評（打星、留言）的方式（如圖8），對學生的最終作品進行評價，優異的作品可以作為年級佳作在各班級展示，這種公正、公平、公開的評價方式，能夠促進師生交流，鼓舞學生的士氣，促進全體學生共同成長。

● 總結延伸——拓展項目

在學生互評、教師點評引導的基礎上，改進與完善程序，注重迭代優化的同時，關注項目的拓展與延伸，盡可能延伸到實際生活中去，啟發學生思考，充分利用本項目的知識精髓。例如，筆者在教學《睡前故事》這一APP程序時，在總結知識要點的同時，引導學生思考如何利用音效播放器與選擇判斷結構相結合，定制出個性化的“智能音樂播放器”，隨時隨地選擇播放自己喜歡的音樂。

實踐證明，基于項目的信息技術教學有其獨特的優勢，能夠有效激發與培養學生利用計算思維解決實際問題的能力，帶領學生將學到的技能應用于更廣泛的領域，真正達到學以致用的教學目的。同時，項目教學法為學生提供體驗、應用、實現計算思維與其他領域相結合的學習機會，發展學生在數字化環境中的適應力和創新力，培養具有敢于質疑、勇于挑戰精神的創新型人才。俗話說“師傅領進門，修行在個人”，與此同時，我們也發現，對于中小學生計算思維能力的培養，單一運用項目引領的方式去解決問題還遠遠不夠，在項目式教學法中，不能過于重視單一項目的完成，要更多地關注學生的分享、協作與成長。