基于項目化編程，培養學生計算思維的信息技術課堂實踐

季菲 江蘇省常州市朝陽新村第二小學校

● 項目化學習對計算思維培養的意義

項目化學習是以學生為中心、教師為輔導的一種教學方式。根據教學內容的具體情況教師制訂教學內容，引導學生去學習、體驗、互動、合作、探究，從而激發學生自主學習的興趣。而具備計算思維的學生，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據；通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案；總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題的解決中。通過項目化學習中解決問題的方式和學生自主探索的方式，能更好地提升小學生計算思維。同時，在這個基礎上，讓學生的信息素養和計算思維得到更好的提升，從而將這種思維理念代入到其他學科的學習中。

● 人工智能“超級翻譯家”的設計框架

學生在學習人工智能編程的過程中，必然要面對高門檻高難度的技術。盡管可以利用圖形化編程將其封裝成積木塊，中小學生也能操作，但學生的理解差異和學習障礙仍然存在。因此，教師可以考慮利用項目化學習降低學習難度。下面，筆者以教學項目“超級翻譯家”為例，談談如何利用圖形化編程軟件，讓學生對人工智能的智能識別內容有初步的了解，并體會人工智能無窮的魔力。

1.激趣立項

項目主題越貼近生活越容易激發學生的興趣，因此，教師要考慮如何吸引學生對翻譯官這個內容產生興趣，同時要貼近現實生活，讓學生發揮主觀能動性，通過學習提高計算思維，運用自己的知識獨立解決問題，進而收獲不止于課堂的內容，最終提升學生的綜合素質和信息素養。

在項目化學習中，情境的創建更需要結合全部內容進行長期的規劃，并起到承上啟下的作用，讓學生在學習中不斷產生疑問，從而想要去解決更多的問題。所以，教師可引導學生欣賞北京冬奧會的各項比賽，讓學生了解各項運動以及比賽中使用的高科技，并設想自己能為冬奧會做哪些力所能及的事。

2.教學分項

教師以接待不同國家運動員要如何溝通的情境為例，引入“超級翻譯官”項目。在確立項目后，學生通過合作交流思考翻譯官需要哪些能力，并利用網絡了解如何成為一個翻譯官，如何做一名合格的翻譯官。學生通過小組合作討論自己的感想。

3.程序項目

在制作程序階段，學生通過了解，發現可以利用圖形化編程軟件中的文字朗讀、文字翻譯、語音識別等功能來達到超級翻譯官的目的。接著，借助“超級翻譯官”情境進行分層學習，即分別學習文字朗讀、文字翻譯、語音識別（百度AI插件）等功能。

通過一系列的翻譯器設計，學生得出以下設計思路：①當按下某個按鍵時，電腦等候麥克風進行語音輸入（人工智能—語音識別）；②語音識別后轉為文本（人工智能—語音識別）；③文本對應翻譯成目標語言（人工智能—翻譯）；④把翻譯的文本朗讀出來（人工智能—文字朗讀）。具體操作過程如上圖所示。

4.反饋評價

評價是活動設計中的重要環節，是學生對知識掌握情況的自我驗證，在“超級翻譯官”項目中，對學生的評價要多元化，教師可以對項目過程進行分段評價，師生共評，甚至可以將項目成果放在相關的交流網站中，讓更多的網友一起來參與。

5.拓展延伸

圖形化編程軟件中的人工智能插件不能過于依賴硬件，這樣在資源不足的情況下，學生可以在課余通過其他圖形化軟件自主平臺進行學習。在“超級翻譯官”的項目學習中，筆者告訴學生可結合其他硬件，制作出可以真正使用的翻譯器。

● 結語

編寫程序的過程常常比較繁雜，為了完成教學任務或者在面對學生個體復雜情況時，很多教師往往先通過示范模仿讓學生掌握技術操作，在此基礎上再學習如何解決其他實際問題。這種教學方式趣味性不足，無法提高學生學習興趣，學生之間缺乏合作協商的行動意識，不能舉一反三，且學生對知識的了解也是一知半解，他們把大量精力都放在模仿、修改上，不能很好地理解所需學習的內容，因而也就不利于計算思維的培養。因此，教師要善于借助項目學習，首先引導學生把具體現象變為抽象問題，將問題細化，抽絲剝繭，提取問題的核心部分，使其更容易類比。其次分解問題，根據問題的整體，將問題分化成多個相對獨立的模塊，或以功能劃分，或以知識難易劃分，待學生逐塊解決。在已有知識的基礎上，對已知方法進行改造，使其能遷移解決一系列相似問題。最后將分解后的問題進行概括，學生如果能夠形成完整的解決思路，則對該解決問題的方法進行評估，若不能解決目標任務，需要再次對問題分解，直至學生對抽象的分塊能夠通過已有的認知完成。