基于項目學習的學生計算思維能力培養模式初探

張浪標

【摘要】 信息技術學科核心素養包括四個方面：信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。其中計算思維是每個人應具有的基本能為之一，因此，培養學生的計算思維就顯得尤為重要。本文從如何在項目學習的教學模式中培養學生計算思維進行分析探討，并用《智能地圖實時顯示擁堵》的教學設計案例進行研究。

【關鍵詞】計算思維;信息技術;項目學習模式

為了落實立德樹人的根本任務，教育部編制并頒布了《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》，但信息技術教育出現了一些問題。在學生層面，部分學生有較強的求知欲，但還有很大一部分學生學習熱情不高。學生計算思維得不到較好的提高;在教師層面，還有部分教師采用任務驅動式的教學模式，對程序設計教學中不重視計算思維能力的培養。計算思維作為一種思維方式，需要在解決問題的過程中不斷經歷分析思考、實踐論證、反饋調整而逐步形成。項目學習是基于情境的學習，能促進學生計算思維的發展。從認知科學、心理學和社會學結合的角度來看，開展項目學習能夠有效培養學生的計算思維。

一、計算思維

本次課程標準修訂，引入了“計算思維”作為信息技術學科的核心素養之一。“計算思維（Computational Thinking，CT）是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類行為。CT 的本質是形式化、模型化、自動化和系統化。它是如同所有人都具備“讀、寫、算”（簡稱 3R）能力一樣，都必須具備的思維能力”。在大數據、云計算的信息化時代，計算思維利用海量數據來加快計算，在時間和空間之間，我們應該重視學生計算思維的培養。

二、項目學習模式

項目學習法是指在教師的指導下， 項目交由學生來完成，包括教學分析、選擇項目、實施項目、成果交流、多元評價。其中教學分析包括教學內容分清重難點和學情分析。選擇項目教師要根據教學分析和學生興趣進行確定，要給學生提供分析問題的工具和方法策略上的指導，引導學生利用計算思維進行推理還要根據學生情況合理分組。實施項目主要是學生自主和小組結合一起研究分析、分析問題、解決問題提出一套可行的算法步驟后并采用恰當的方法迭代優化設計方案，進而發展學生的計算思維。成果展示交流是各組對自己作品向大家匯報展示。多元評價主要包括三個方面：小組自評、小組互評以及教師評價。如下圖所示：

三、信息技術項目學習中學生計算思維能力的培養

（一）重視信息技術課程地位

現在我們忽視了信息技術的教學，但如果缺乏足夠的信息技術項目學習的訓練，很難培養學生良好的計算思維。因此，信息技術教學必須進一步提高信息技術編程課程的地位，保證足夠的教學時間。

（二）在項目學習中提高學生利用計算思維的積極性

要想真正培養學生的計算思維，必須從生活實際出發，注重結合實際。如，設計班級隨機點名或抽獎程序、評分設計表、智能地圖“顯示實時擁堵”等。教師應該鼓勵學生積極將計算思維方法運用于處理生活小事中，學生在生活中學會利用計算思維建模并解決相關問題。

（三）優化項目學習模式中培養學生計算思維的教學設計

在信息技術教學中優化開展項目學習能夠有效培養學生計算思維。本文以必修模塊1 數據與計算中實施智能地圖“顯示實時擁堵”為案例進行項目學習教學設計，通過典型的應用案例，讓學生了解數據采集的過程、并學會分析和可視化表達的基本方法，以培養學生的計算思維。下表介紹了“智能地圖”這一教學內容開展項目學習以培養學生計算思維的教學設計，供大家參考：

四、結束語

項目學習各小組成果水平差異也大，也可能出現項目過大或過小的問題。教師應從學生的實際和從對學生計算思維的培養出發，為學生的學習發展奠定良好的基礎。同時教師在數據與計算這一模塊的項目學習教學設計的時候，要充分挖掘提煉“數據采集”的技能要求、典型可示范的問題以及該問題所對應的計算思維的具體過程與表現，并注意項目學習的連續性，這樣才能激發學生利用計算思維去分析和解決數據與計算類的問題。

參考文獻：

[1]周以真.計算思維[J].中國計算機學會通訊，2007.3.

[2]肖小桃.關于高中信息技術課堂教學中實施項目學習的思考[J].教育教學研究，2019.