初中程序設計課程教學中探究學習應用模式研究

石沙

【摘 要】本文主要從基本內涵和實施要領兩個方面重點介紹了在初中程序設計課程教學中可采用的三種探究學習模式：問題式探究、主題式探究和項目式探究，這三種模式彼此關聯，又存在一定差別。在具體的教學過程中，教師可以根據教學實際情況選擇相應模式，切不可一概而論。

【關鍵詞】程序設計;問題式探究;主題式探究;項目式探究;應用模式

【中圖分類號】G434 ?【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2022）05-052-04

探究學習的研究發展至今，已在教育界基本達成共識：探究學習可以使學習者通過探究活動生成知識、發現答案;除了學習掌握學科知識本身，探究學習還能使學習者更好地理解知識的本質。然而，一線教師在具體的教學中，能否真正把握探究學習的精髓，能否合理、有效地安排并推進探究學習呢？本文意圖在初中程序設計課程教學實踐中，尋得一些能夠適合于探究學習的教學策略，并將其綜合應用于教學之中。

探究學習應用的基礎

初入中學的學生，即使在小學階段接觸過編程學習，其遺忘率往往也較高。在這部分內容的學習上，學生具有如下相對比較有共性的特點。（1）學習興趣較為濃厚。編程學習，可以激發學生從“我用電腦做操作”向“我可以指揮電腦”的意識轉換。因此，學生往往會產生比較濃厚的學習興趣。這是探究學習可以正常而有效開展的基本條件之一。（2）知識儲備相對充分。初中學生對程序設計學習中會涉及的邏輯關系、算法結構以及變量、列表等相應知識都能夠很好地理解。這也為探究學習的開展奠定了基礎。（3）生活體驗比較欠缺。程序設計，一般要解決學習、生活中的實際問題。而初中學生對日常生活的真實體驗相對比較單純，對生活中需要解決的問題一般不會理解得十分深刻，在需要自己發現問題、解決問題的“主動探究”的學習過程中，可能就會存在一些困難。這是開展探究學習必須克服的難點之一。

探究學習的三種應用模式

所謂探究學習，公認其最主要的理論依據是建構主義，即知識是學生自主建構的，不同的學生建立知識體系和記憶的方式也會不盡相同。如果學生在教師的幫助下，以適合自己認知規律的方式進行學習，其學習效果可能更為高效。因此，在具體的實踐過程中，根據探究內容的具體情況，教師可采取多種方式來引導學生進行探究學習，以期獲得更為合理、有效的學習成果。

1.問題式探究模式

（1）基本內涵。問題式探究，是指在課堂教學過程中，教師精心設計提問的內容，引導學生在現有知識結構的基礎上，充分思考和實踐教師的提問，建構新的知識內容，并從中得到思維的有效發展。問題式探究模式，一般貫穿于教師課堂教學的始終，每個問題所涉及的知識點相對專一，且往往會與其他的教學策略（如學習評價）相互補充使用。其核心在于教師對問題的設計與提出，問題應小而精，能培養學生的探究意識，對促進學生的學習思維有著很好的引導作用。

（2）實施要領。一是問題的設計與提出。問題式探究是基于課堂中所設計的問題，教師依據課堂教學的實際情況，在合理的時機將這些問題逐個拋出，以推動學生的思維過程。因此教師對問題的設計與提出十分重要。

如在課例“認識變量”的課堂教學中，教師試圖以“乘法計算”作為案例來引導學生理解變量的含義，并逐步掌握在圖形化編程軟件中對變量的基本操作。教師先出示一個簡單的“乘法計算”的例子（如3×8= ? ），然后，提出兩個問題來引發學生的思考。問題1：此例中所包含的元素有哪些？問題2：如果想要改變乘數的大小，怎么操作更為方便？

以上兩個問題都是在課堂之初即被提出，其目的是要自然地引導學生從數據的定值向變量轉換，引入新課的學習內容，同時也激發學生對變量進行探究的興趣。由此可見，在問題式探究模式中，提出的問題是關鍵。教師提出的問題，一般有以下三種思維導向。

第一種指向知識內容，有著相對明確的答案。如前文的案例中所提到的問題1。這類問題往往能激發學生對已學知識內容的回憶，或者是對現場學習資源、學習環境等情況的觀察，在一定程度上考查學生已掌握的知識，為下一步的探究活動夯實基礎。第二種指向學生的理解能力，對學生掌握知識點背后的原理有著一定的提示作用。如完全相同的一段代碼作用在同一個角色上，為什么可以得到三種不同的顯示效果（圖1）？此時，學生須將“角色信息”調出進行觀察比對，最終理解“角色的三種旋轉模式（旋轉角度范圍分別為360°、180°和0°）”的知識內容及其關鍵要領。在日后的編程中，學生也就能夠自如地運用角色的這三種旋轉模式，使自己的程序得到更合理地體現。第三種指向學生的應用水平，對學生的實踐操作有引領的作用。比如前文的案例中提到的問題2，其結果就是將學生引入到對變量實踐操作的探究之中。這些精心設計的問題，在課堂教學過程中可以激發學生的探究意識。

圖1 ?角色的旋轉模式

二是學習材料的提供。在問題的引導下，學生具備了探究學習的興趣和思考基礎。學生在進行具體探究時，還需要有合適的學習材料作為支撐。

問題式探究的學習過程，往往發生于課堂教學中，時間比較短、節奏比較快，授課教師通常需要事先準備好各種學習材料，以備學生在探究時選擇使用。這樣，一方面是為了聚焦課堂學習的重點內容，讓學生在比較有限的時間內能夠圍繞相關問題進行針對性較強的學習探究;另一方面也是為了提高課堂的學習效率，避免學生自己查閱資料時浪費時間。為了彌補學生在學習、生活中的經驗不足，幫助學生更好地完成探究過程，教師可以提供多種類型的學習材料。

如相關知識點的微課。在多數情況下，這類資料應由授課教師自己制作完成。這樣的微課更適合學生使用，學生在學習過程中更易適應授課教師的講解風格和教學節奏，從而達到較好的學習效果。在探究過程中，學生可根據自己的實際情況反復回看，這對探究學習效果的真實達成具有很好的輔助作用。

又如各種學習輔助資料。這些資料可以是教師自己設計完成的，也可以是通過多種途徑從別處借鑒而來。但其內容的核心應是圍繞學生要探究的問題而設置。如在探究算法結構時，教師可以提供順序、分支、循環結構的基本概念和示范案例等資料，便于學生理解這三種結構的基本內涵與區別。在準備此類資料時，教師應注意不要提供得過多，能夠涵蓋學生探究問題的2～3個方面的內容介紹即可，否則有可能導致部分學生的選擇困難，在各類資料的淺層瀏覽上耽誤了太多時間，卻又未能觸及探究問題的實質內涵。

再如相關的素材資源。此類資源包含在編寫程序時可能會用到的背景圖片、角色素材、多媒體資源等。這主要是為了節約課堂學習的時間，提高任務完成的效率。另外，教師還應注意材料準備的條理性，并要事先向學生介紹清楚材料的基本內容，便于查閱。

2.主題式探究模式

（1）基本內涵。主題式探究，主要是指教師提出一個或若干個要探究的主題內容，讓學生根據主題，自己查詢資料，一人獨立或小組合作完成要探究的學習內容，并最終形成有效的學習結果。主題式探究一般安排在程序設計課程教學的過程之中，這種學習模式對學生自主學習能力與探究意識的培養十分有益。

（2）實施要領。初中階段，在主題式探究模式的具體實施過程中，教師要考慮主題內容的設計、探究過程的時間安排、探究活動的總結與評價等方面的情況。

主題內容，由教師根據教學進度適時地在教學過程中提出。這些主題內容不要過深、過廣，不可超出學生探究的可能性;但也不可過淺、過窄，學生稍做思考即可得出結果。探究主題要符合學生的實際認知水平和學習能力，如初一學生已經學習了簡單的平面幾何知識，教師可將“畫筆”模塊的內容交給學生自己探究，雖然其中可能會涉及幾何圖形的邊、角計算問題，但以學生已有的知識儲備，再查閱資料、互動交流，很多問題都可以迎刃而解。

一次探究活動中，教師可以讓全班學生做統一主題的探究，也可以分組做不同主題的探究。主題內容可以是技術探究類的，如“使用‘消息’的廣播與接收時，需要注意哪些問題”;也可以是功能實現類的，如“如何使用App Inventor編寫一個具有短信自動回復功能的小程序”;還可以是內容設計類的，如“如何設計、修改并完善現有小游戲的程序”。這些主題內容所需要學生給出的答案和學習成果是不確定的。學生完全可以發散思維，得出諸多符合個人探究過程的、十分個性的結果。

“問題確定、答案開放”，將學生置于相對穩定內容的思維環境中，卻充分發揮學生的自主個性，這是主題式探究的特點之一，也是保證探究活動能正常進行的前提條件。在充分關注學生自主性的同時，教師的主導作用也不可忽略。初中學生的學習定力和知識基礎還相對薄弱，將他們穩定在一個相對合理的半開放式的學習環境中，設定合理的學習目標，這對學生學習能力的提高能夠起到很好的促進作用。

在時間安排上，教師應考慮到初中學生的學習負擔。如在北京，學生要關注的考試科目達九科之多。為減輕學生的學業負擔，信息技術學科在安排探究活動時，應盡可能選擇在課堂中進行。一次主題探究學習的過程，可以貫穿2～4個課時。在整個程序設計的課程中，教師根據教學計劃，選擇合適的探究主題，安排學生完成1～2次主題式探究的學習即可。

在探究學習結束后，教師一定要引導學生進行總結和評價。一方面，學生要對探究的主題內容進行歸納總結，從而夯實學習成果;另一方面，教師還應引導學生對探究學習的過程進行評價。這種評價建議以自評為主。在評價的過程中，教師應向學生滲透做人、做事的道理。

3.項目式探究模式

（1）基本內涵。本文所提到的項目式探究，與目前盛行的項目式學習（PBL）略有不同。此處僅作為區分于前文所提到的問題式探究和主題式探究的學習過程而提出的一個概念。所謂項目式探究，與主題式探究的學習過程非常類似，根本區別在于問題的提出者。項目式探究的主題內容是由學生根據自己實際學習情況，自主提出的探究課題。

（2）實施要領。項目式探究活動的安排是課程教學中一個補充性的教學策略。在具體實施的過程中，還要注意以下幾個方面的問題。

一是活動安排的時機不可太隨意。程序設計的教學內容，可深可淺。備課時，教師往往是根據學生的平均情況進行教學的設計，雖然可以通過分層任務的安排、小組學習的互助等方式在一定程度上照顧到學生的學習差異，但很難完全解決所有學生的問題。這時，在課程的最后階段，安排一次項目式探究的學習活動，對部分學有余力的學生很有必要。

二是探究主題的提出，雖是學生占主動性，但教師的作用不可忽視。教師應注意引導學生主要向兩個方向探究：①鼓勵學生提出學習過程中遇到的困難，也就是尚未學明白的內容;②讓學生思考還有哪些想要實現，但是用目前已學知識還難以實現的內容。這兩類主題，前者指向對已學知識的查漏補缺，后者則指向對后續知識的深入探究。根據對學生實際學習水平的了解，教師引導他們對自己提出的探究問題進行取舍，最后做出合理的選擇。這些探究主題，經過篩選后，會更貼合于每位學生的實情，由此而進行的探究過程也會更有意義。由于已做過主題式探究，具有一定的學習經驗，學生應該對項目式探究的學習過程更加熟練，而學習結果的獲得也有可能更為飽滿而扎實。

探究學習應該盡量在課堂時間內要求學生完成，以免給學生造成額外的學習負擔。但受到學校機房條件（如上網速度與監控、設備老化等）、教師監管能力和學生學習能力等各方面因素的限制，主題式探究和項目式探究模式在具體實施過程中確實存在課時不夠、學生學習過程不暢、學習效果不易達成等困難。

因此，教師在應用這三種探究學習模式時，還是要因地制宜，根據學校的實際教學環境、個人實際的教學把控能力和學生的真實學習狀況進行綜合分析，在教學中選擇合適的探究模式。教師既要培養學生自主探究的意識與學習能力，也要符合教學實際，讓師生在教與學的過程中能夠比較舒服、自然地進入一個良好的學習狀態，最終取得高效、合理的學習成果。

參考文獻

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