新課標視域下信息科技與勞動課程跨學科主題項目化建構
——以《身邊的算法》一課為例

林椿 江蘇省蘇州市吳江區北門小學

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱新課標）中指出“算法”是計算機科學的核心，但不僅限于計算機科學領域，在日常學習與生活中，算法被廣泛應用于各個領域的實際問題求解中。本文基于新課標中“跨學科學習”核心內涵及相關內容，嘗試將小學信息科技新課標中算法教學模塊與勞動課程中的種菜、做飯等勞育元素相融合，構建跨學科主題項目化教學，在信息科技教學中滲透勞動育人價值，在勞動課程中讓學生感受算法在勞動中的魅力。

● 整體設計

本課結合勞育元素以“情境線+知識線+評價線”三線整體并行推進的模式，構建“勞動中的算法”這一跨學科主題項目化教學活動。

1.情境線

本著從學生視角出發的原則，筆者圍繞本課“學生身邊的算法”這一教學的核心內容，結合學生在校園里的“青青菜園”里數菜、種菜、用收獲蔬菜做菜等真實情境，梳理設計本課的情境線主軸為“數菜引算法、種菜說算法、做菜構算法、聯想拓算法”，在高度真實的問題情境鏈中，鼓勵學生調動勞動經驗和思維能力，激發學生解決問題的意愿。

2.知識線

算法是計算思維的核心要素之一，根據新課標的課程實施要求，筆者結合華東師范大學李鋒教授主編的《小學信息科技新版課程標準解析與教學指導（2022版）》對算法模塊的課程的實施建議，將本課的知識主線梳理為“算法的概念、算法的描述、算法的執行、算法的應用”，在層層關聯的知識脈絡中，讓學生掌握算法的概念，能利用自然語言、流程圖等方式描述算法，在項目活動的探索中能初步運用算法思維，分析與設計簡單算法，理解算法執行的流程，最終能將這種能力遷移應用到解決生活和學習中的其他問題中。

3.評價線

本課注重評價育人，關注個體過程性評價，同時也關注學習共同體的集體性評價。團體評價結合本課的情境線，以“分組認領責任田”的方式培養學生團體合作意識；個體評價結合本課的知識線，將個人任務性評價以流程圖“判斷框”的形式呈現，讓學生自我評價判斷“我會”還是“不會”。通過個人和團體的多維評價教師可以隨時了解學生學習上的進展情況，獲得教學過程中的連續反饋，為調整教學節奏提供參考。

● 項目實施

1.項目活動1：數菜“引”算法——算法的概念

在《義務教育勞動課程標準（2022年版）》頒布后，為了實施勞動教育教學提出的新標準、新要求，學校特地為學生開辟了一塊名為“青青菜園”的菜地，本課將這件發生在學生身邊的新鮮事作為教學情境引領全課。教師引導學生圍繞“青青菜園”里的菜長勢喜人，如何快速地知道這塊菜地里有多少棵菜這一問題，對解決這個問題的方法和步驟是什么進行頭腦風暴。方法一：一棵一棵累加地數；方法二：數出行和列的棵數，再行數乘以列數得到總數；方法三：將班級里的人分組去數，最后將每組的結果相加得到總數。在問題求解的過程中，“什么是算法”“一個問題有多種算法”的算法知識在“數菜”的問題情境中水到渠成地被學生理解和掌握。在情境線和知識線推進的同時，教師巧用學生回答方法三的時機埋下個人評價和團體評價的種子。團體評價：全班學生按照計算機房內的座位進行分組，分別命名為“第一責任田”“第二責任田”“第三責任田”“第四責任田”，比一比哪一組“責任田”中的“蔬菜”貼紙收獲最多，進而引導學生形成團體合作和組間競爭意識。個人評價：根據學生的回答，教師動態頒發“蔬菜”貼紙；學生根據自己掌握的情況在“學案”（如圖1）[算法的概念]“判斷框”中以打“√”的形式判斷“我會”還是“不會”，完成自我評價。“情境線、知識線、評價線”在課的開始，一起并排“起跑”統領全課。

圖1 《身邊的算法》學案

2.項目活動2：種菜“說”算法——算法的描述

項目活動之間是通過情境“問題”銜接的，項目活動2以“我們班種過菜的同學有多少”這一問題銜接引入。在小調查統計確認學生是否有親歷種菜的勞動經驗后，通過讓學生“說一說”自己種菜的步驟，順理成章地引導學生說出“種菜的步驟是……”，并介紹這種描述方式叫算法的“自然語言描述”。接著，教師出示以特定的圖形符號表示種菜流程的圖，讓學生對比兩種方法描述“挖洞→放入幼苗→將洞填平→澆水→施肥→果實成熟→收獲”的種菜過程哪個更直觀形象，順勢引導出算法描述的另一種方式“流程圖描述”。在學生理解流程圖的概念后，幫助學生對照“種菜流程圖”認識和了解各圖形符號的作用和使用規則。學生在“說”算法的情境中自然形成了“一種算法有多種描述”的知識概念后，根據自己掌握的情況在學案評價欄[算法的描述]“判斷框”中以打“√”的形式完成自我評價。另外，在學案中，教師將本課新授的流程圖圖形符號暗含在一些小的設計細節中，即將學生填寫“姓名、班級”的框設計成流程圖的“輸入框”形狀，將“個人任務評價”設計成流程圖“判斷框”的形狀，將“我的收獲”設計成流程圖“輸出框”的形狀，在輔助學生理解和鞏固流程圖知識的同時，向學生傳遞“將所學知識靈活運用”的理念。

3.項目活動3：做菜“構”算法——算法的執行

“青青菜園”大豐收啦！將收獲的蔬菜作為食材，一起來學做美味的“蔬菜餅”吧！項目活動3并沒有開門見山地直接講解算法是如何執行的，而是先讓學生對照算法的概念回答“菜譜也是算法嗎”這個問題（菜譜是解決做蔬菜餅問題的方法和步驟，當然是算法），來復習項目活動1中“算法的概念”；對照菜譜做“蔬菜餅”的步驟補充填寫“制作蔬菜餅”的流程圖，來鞏固和運用項目活動2中流程圖圖形符號的新知。食材準備就緒，開始烙蔬菜餅啦！教師營造真實的問題情境：“爸爸媽媽和我每人要1張餅，鍋里每次最多只能烙2張餅，餅的兩面都要烙，每面3分鐘，怎樣才能盡快吃上餅？”教師帶領學生一起探究烙蔬菜餅問題的多種算法。方法一：可以一張一張地烙，烙一張正面需要3分鐘，反面需要3分鐘，一張烙餅需要6分鐘，3張餅就是6+6+6=18分鐘。方法二：還可以第一次先同時烙兩張餅，需要6分鐘，第二次再烙剩下的一張餅也需要6分鐘，一共需要6+6=12分鐘。方法三：先烙餅①餅②的一面，3分鐘后餅①翻面繼續烙，餅②被餅③換下來，再過3分鐘后，將兩面都烙過的餅①拿出，餅③翻面，把剛才只烙過一面的餅②放回去繼續烙另一面，這樣一共需要3+3+3=9分鐘。引導學生對比發現只要保證鍋中每次都有兩張餅，就能最節省時間，用此方法延伸到烙4張、5張、6張餅……所需最少時間得出規律，初步建立“最少需要多長時間=要烙的總面數÷2×3=餅數×2÷2×3”的模型后，如何讓計算機來執行呢？這就需要編寫計算機能夠識別和運行的程序。任務一，布置學生繪制流程圖后，通過教材中的圖形化編程軟件來完成“計算烙餅時間”1.0程序（如圖2）。

圖2 “計算烙餅時間”1.0程序

考驗升級：學校里為了讓更多的小朋友吃到餅，將煎餅的工具升級，鍋里最多每次同時可以烙5張餅，每面需要2分鐘，現已知一個班有50個小朋友，需要烙50張餅，請問最少需要多長時間？引導學生反思優化算法，進一步完善模型“最少需要多長時間=餅數×2÷鍋里每次最多能放幾張餅×每面需要幾分鐘”，在修改流程圖后，在圖形化軟件中優化“計算烙餅時間”1.0程序，完成任務二“計算烙餅時間”2.0程序（如圖3）。在任務完成的過程中，如本組“責任田”中所有成員都完成了編程任務，組內每人將額外獲得一枚“蔬菜”貼紙作為團體獎勵，學生根據自己掌握的情況在學案評價欄[算法的執行]“判斷框”中以打“√”的形式完成自我評價。

圖3 “計算烙餅時間”2.0程序

最后，將搭建好的“計算烙餅時間”2.0程序與全班數學最好的學生進行“人機大比拼”，通過現場大量數據處理的較量，讓學生們意識到計算機運算速度快、計算能力強的特點，引導學生要好好學習編程，才能讓計算機更好地為人類服務。

4.項目活動4：聯想“拓”算法——算法的聯想

在“數菜”“種菜”和“做菜”項目活動的引領下，學生歷經抽象、分解、建模、對比、反思的過程，理解和掌握了“算法的概念”“算法的描述”，推導出了最優算法，并通過圖形化編寫程序進行了“算法的執行”，在學會使用算法進行實際問題的求解的同時，感受到了算法在勞動中的魅力。生活中處處有算法，解決問題的背后蘊含著算法，如何將所學知識與生活相聯系，將學與用對接，還需將本節課的應用情境拓寬，除了勞動中的算法（數菜、烙餅等），還有學習中的算法（指法、查字典等），以及生活中其他優秀的算法（導航、圍棋定式等），通過結合實例，和學生一起討論算法對生活的影響和價值。項目活動4個人評價：教師根據學生的回答頒發“蔬菜”貼紙；學生根據自己掌握的情況在學案評價欄[算法的聯想]“判斷框”中以打“√”的形式完成自我評價。

5.總結評價

在課程快結束時，教師通過設計“我的收獲”環節讓學生暢所欲言總結全課，并進行個人評價：統計個人“蔬菜”貼紙數；統計學案評價欄[算法的概念][算法的描述][算法的執行][算法的聯想]四個“判斷框”中打“√”的情況，記錄個人成長積分。總結團體評價：統計“第一責任田”“第二責任田”“第三責任田”“第四責任田”中的“蔬菜”貼紙數，記錄大組成長積分，教育引導學生形成團體意識。個人和團體評價的反饋，除了起到對學生本課學習情況的多維評價作用外，還是教師反思改進教學的第一手數據。

6.課后作業

課后作業是課堂活動的延伸，本課布置了兩項課后作業。一是勞動作業：了解當季蔬菜有哪些，學做蔬菜餅。二是信息作業：構建植樹問題的算法，并在圖形化軟件中編程實現。

● 結束語

新課標提倡的跨學科主題項目化建構，不應只是學科之間的“物理碰撞”，本案例是整合信息科技與勞動課程，將算法知識與菜園里的勞動碰撞在一起，產生的一次“化學反應”。如何將跨學科的新理念、新要求在課堂中落地，還需要一線教師直面新課標帶來的挑戰和責任，在“理論更新”“課堂實踐”“反思改進”三線并行中不斷探索和優化“教學的算法”。