真實(shí)問題解決：計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施的有效路徑

*本文系江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度一般課題“面向計(jì)算思維培養(yǎng)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)踐與研究”（SJMJ/2021/13）的階段性研究成果。

【摘 要】真實(shí)問題解決是計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施的有效路徑，驅(qū)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)信息科技學(xué)科育人總目標(biāo)。真實(shí)問題是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，問題解決是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施的核心，螺旋進(jìn)階是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施的指向。基于真實(shí)問題解決的小學(xué)計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要在設(shè)計(jì)真實(shí)問題驅(qū)動(dòng)，經(jīng)歷問題解決過程，注重學(xué)生成果導(dǎo)向，提倡多元學(xué)習(xí)評價(jià)的同時(shí)，防止新課標(biāo)教學(xué)“科學(xué)化”導(dǎo)致“枯燥化”的問題。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施要專注于計(jì)算思維培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】真實(shí)問題解決；計(jì)算思維；項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；有效路徑

【中圖分類號(hào)】G434? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號(hào)】1005-6009（2023）52-0043-04

【作者簡介】陳宏斌，江蘇省鹽城市第一小學(xué)（江蘇鹽城，224005）教師，高級教師。

一、計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)踐誤區(qū)分析

計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的價(jià)值與作用得到了信息科技教師們廣泛的認(rèn)可，但受到傳統(tǒng)講授式教學(xué)慣性影響，教師仍然秉持“技術(shù)訓(xùn)練”式取向，導(dǎo)致教學(xué)實(shí)踐中出現(xiàn)了一些偏差和誤區(qū)。

（一）重外在形式，輕問題解決

目前，許多計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)施尚處在簡單模仿層次，注重項(xiàng)目形式多樣化和學(xué)生完整經(jīng)歷，卻忽視了對項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與計(jì)算思維的自然滲透與深度融合，導(dǎo)致有項(xiàng)目主題形式，卻缺乏使用計(jì)算思維對現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行抽象和分解并形成一系列耦合的算法設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，有的計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的流程與機(jī)制脫離了學(xué)生自發(fā)形成的迭代循環(huán)路徑，教師強(qiáng)行介入項(xiàng)目主題選擇，導(dǎo)致項(xiàng)目主題成了教師主導(dǎo)下的計(jì)算任務(wù)驅(qū)動(dòng)活動(dòng)，學(xué)生難以自主進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化與改進(jìn)，就難以完整地經(jīng)歷問題解決過程。缺乏對計(jì)算思維內(nèi)涵的深度理解，看似經(jīng)歷了“抽象”和“自動(dòng)化”兩個(gè)階段，但卻并沒有考慮到計(jì)算思維進(jìn)階要求。由于缺乏對計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的深入研究，導(dǎo)致了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)雖有較高的參與度，但未能有效地實(shí)現(xiàn)學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)。

（二）重編程技巧，輕思維發(fā)展

小學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的主要載體是編程教育，因此在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中就要涉及大量的編程知識(shí)掌握和遷移。受到“技能化”傾向影響，很多小學(xué)計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施中，教師更多關(guān)注的是學(xué)生掌握了多少編程知識(shí)和技巧，而沒有將眼光更多地放在計(jì)算思維發(fā)展上。小學(xué)計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是讓學(xué)生在真實(shí)體驗(yàn)活動(dòng)中形成“概念—技能—思維”的認(rèn)知能力。當(dāng)過度關(guān)注編程技巧時(shí)，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)就脫離了“初心”。

計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與實(shí)施要強(qiáng)化以真實(shí)問題解決作為有效路徑，不忘“計(jì)算思維”初心，避免陷入“形式化”與“瑣碎化”誤區(qū)，從而聚力達(dá)成項(xiàng)目既定的學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)。

二、指向真實(shí)問題解決：計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)施的基本要素

在進(jìn)行計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能夠不斷地突破原有的信息科技經(jīng)驗(yàn)，建構(gòu)起抽象分解、算法設(shè)計(jì)等計(jì)算思維知識(shí)，進(jìn)而發(fā)展計(jì)算思維。喬納森認(rèn)為教育唯一真正的認(rèn)知目標(biāo)就是解決問題，在解決問題情境下建構(gòu)的知識(shí)更容易被理解、保留和轉(zhuǎn)化。真實(shí)問題解決是小學(xué)計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施的有效路徑，驅(qū)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)信息科技學(xué)科育人總目標(biāo)。

（一）真實(shí)問題：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是當(dāng)前義務(wù)教育課程改革所倡導(dǎo)的一種變革式學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)合作、主動(dòng)探究等方式，協(xié)同解決真實(shí)生活情境中挑戰(zhàn)性、開放性的劣構(gòu)問題，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)、高階思維、問題解決能力等。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中最為關(guān)鍵的因素是要解決問題設(shè)計(jì)，我們要讓學(xué)生投身到問題解決過程中去。因此，真實(shí)問題是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)。真實(shí)的問題情境更能引起學(xué)生的共鳴，學(xué)生自然會(huì)代入場景去構(gòu)思信息科技問題的解決方案，讓計(jì)算思維教學(xué)能夠更加有效地開展。計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要關(guān)注真實(shí)問題，要讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用計(jì)算思維解決真實(shí)生活中的問題，并逐步建構(gòu)自己的知識(shí)體系。計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)注重讓學(xué)生體驗(yàn)探索和創(chuàng)新的樂趣，讓學(xué)生參與真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)核心思想的形成，促進(jìn)其在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中綜合思考能力的養(yǎng)成，獲得探索和創(chuàng)新的樂趣。

（二）問題解決：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施的核心

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與計(jì)算思維有異曲同工的效果，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目主題要來源于真實(shí)生活情境，并在問題解決過程中掌握學(xué)科知識(shí)和習(xí)得高階思維能力，而計(jì)算思維就是使用信息科技工具和手段進(jìn)行問題解決的過程，是隸屬于問題解決范疇的，因此，計(jì)算思維培養(yǎng)最好是要通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式進(jìn)行。學(xué)生通過解決真實(shí)生活常見的問題，制定并執(zhí)行信息科技問題解決方案，形成問題解決能力，發(fā)展計(jì)算思維等學(xué)科素養(yǎng)。計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)就是要整合計(jì)算機(jī)學(xué)科問題與真實(shí)生活情境問題，在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行問題拆解、模式識(shí)別、抽象歸納與算法設(shè)計(jì)，并參考自主學(xué)習(xí)任務(wù)單，提供計(jì)算思維四步驟的引導(dǎo)輔助。

（三）螺旋進(jìn)階：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施的指向

計(jì)算思維并不是簡單的線性結(jié)構(gòu)，而是不斷進(jìn)階發(fā)展的螺旋結(jié)構(gòu)。例如利用計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)培養(yǎng)計(jì)算思維，學(xué)生每次接受新知識(shí)都是建立在先前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上，不斷增加計(jì)算的復(fù)雜程度和深度，以此建構(gòu)連貫且逐步上升的計(jì)算思維體系。計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施就是要以螺旋式進(jìn)階方式呈現(xiàn)知識(shí)和任務(wù)，確保學(xué)生在掌握新概念的同時(shí)，能夠不斷運(yùn)用抽象、分解、算法設(shè)計(jì)等核心概念。螺旋進(jìn)階體現(xiàn)在核心概念的一貫上，即同一概念前后多次重復(fù)出現(xiàn)。例如，“抽象”這一概念在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的不同任務(wù)中不斷重復(fù)出現(xiàn)，但隨著任務(wù)的深入，“抽象”相關(guān)的思維復(fù)雜程度有所提升，學(xué)生首先會(huì)了解抽象是什么，然后能夠掌握一系列從真實(shí)世界進(jìn)行抽象的方法，接著探索將抽象應(yīng)用于解決問題的方法。隨著項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的層層遞進(jìn)，學(xué)生對計(jì)算思維概念的學(xué)習(xí)由具體到抽象，難度逐步升高，其思維深度也實(shí)現(xiàn)了由低階到高階的跨越。

三、基于真實(shí)問題解決的計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模型

結(jié)合計(jì)算思維培養(yǎng)特點(diǎn)，再考慮到項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)施步驟，筆者將基于真實(shí)問題解決的計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模型分為四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)真實(shí)問題驅(qū)動(dòng)，經(jīng)歷問題解決過程，注重學(xué)生成果導(dǎo)向，提倡多元學(xué)習(xí)評價(jià)。

（一）設(shè)計(jì)真實(shí)問題驅(qū)動(dòng)

計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的開端就是要讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的參與動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生明白自己要解決問題的價(jià)值與意義，并進(jìn)一步厘清最終的學(xué)習(xí)任務(wù)是什么。問題是學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，教師首先要開發(fā)一個(gè)真實(shí)的問題，問題設(shè)置得適當(dāng)與否是問題解決學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。真實(shí)問題是有效驅(qū)動(dòng)學(xué)生積極參與計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵所在。真實(shí)問題能夠讓學(xué)生帶著強(qiáng)烈的內(nèi)驅(qū)力投身到項(xiàng)目任務(wù)完成過程中，從而攻克難關(guān)、解決問題。在進(jìn)行計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)時(shí)，教師要基于學(xué)生視角挖掘真實(shí)生活中值得探索和解決的挑戰(zhàn)性問題。真實(shí)問題要來源于日常生活實(shí)踐，要與真實(shí)世界產(chǎn)生聯(lián)系并與學(xué)生自身體驗(yàn)相關(guān)。為培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，教師必須考慮到能夠激發(fā)學(xué)生積極參與，學(xué)生能夠使用信息科技工具和手段解決真實(shí)問題的學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中獲得專業(yè)知識(shí)和學(xué)科思維。真實(shí)問題為計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的有效實(shí)施提供了必要的探索支架。

（二）經(jīng)歷問題解決過程

認(rèn)知的發(fā)展需要學(xué)習(xí)者在問題情境中，通過行動(dòng)探索問題解決的策略，進(jìn)行具身實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)自身認(rèn)知的持續(xù)深化。計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)遵循信息科技“問題解決過程”，即“問題驅(qū)動(dòng)—問題分解—模式識(shí)別—算法設(shè)計(jì)”。通過計(jì)算思維的四步驟引導(dǎo)教學(xué)，逐步由簡入繁，引入信息科技工具，最后設(shè)計(jì)相關(guān)算法并解決問題。在整個(gè)真實(shí)問題解決過程中，學(xué)生親身經(jīng)歷每個(gè)問題解決的步驟，這種持續(xù)、真實(shí)、深入的探究，才能夠引發(fā)深度思考，實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維的生成。在計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過程中，教師需要轉(zhuǎn)變思維方式，從以往的“教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生為中心”，學(xué)生在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中做問題解決的“主人”，能夠主動(dòng)參與項(xiàng)目，并對自己的學(xué)習(xí)負(fù)起責(zé)任。例如，教師先以真實(shí)生活問題及各學(xué)科任務(wù)為主題，說明如何運(yùn)用計(jì)算思維解決問題的過程，請學(xué)生分組討論一些生活上有待解決的真實(shí)問題，并運(yùn)用計(jì)算思維找出解決問題的方法。

（三）注重學(xué)生成果導(dǎo)向

義務(wù)教育信息科技課程實(shí)現(xiàn)了從培養(yǎng)“技術(shù)的消費(fèi)者”到培養(yǎng)“技術(shù)的創(chuàng)造者”的價(jià)值轉(zhuǎn)變。計(jì)算思維培養(yǎng)也是這種價(jià)值轉(zhuǎn)變下的目標(biāo)轉(zhuǎn)換。要成為“創(chuàng)造者”就要有創(chuàng)新產(chǎn)出，要有學(xué)習(xí)成果。計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要注重學(xué)生成果導(dǎo)向，要以最終的成果來引導(dǎo)學(xué)生全身心地投入和實(shí)踐。項(xiàng)目成果既是學(xué)生計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的成果展現(xiàn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)思維能力和品質(zhì)的保證。教師要鼓勵(lì)學(xué)生通過最后的項(xiàng)目成果展示來實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維的整合和升華。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是映照現(xiàn)實(shí)意義的“產(chǎn)品”。計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)成果可以有很多種，包括程序作品、創(chuàng)客作品、作品原型、算法設(shè)計(jì)圖等。

（四）提倡多元學(xué)習(xí)評價(jià)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)“教—學(xué)—評”一體化設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)評價(jià)在學(xué)習(xí)過程中具有重要的學(xué)習(xí)導(dǎo)向和促進(jìn)作用。計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)評價(jià)要提倡多元評價(jià)，才可以突破實(shí)施困境，提升學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)成效。學(xué)習(xí)評價(jià)的多元性可以從項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過程豐富、評價(jià)類型豐富、評價(jià)方法多樣和評價(jià)內(nèi)容全面等角度來認(rèn)識(shí)。在學(xué)生開展計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)評價(jià)之前，教師要及時(shí)給出學(xué)習(xí)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（量規(guī)），引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生目標(biāo)導(dǎo)向；在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過程中，要有形成性伴隨性評價(jià)，讓學(xué)生及時(shí)改進(jìn)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和效果；在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)結(jié)束后，要從多種學(xué)習(xí)維度，對多項(xiàng)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行總結(jié)性評價(jià)。計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)評價(jià)可以包括公開展覽與匯報(bào)以及項(xiàng)目完成過程中的各類學(xué)習(xí)實(shí)踐等。計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)評價(jià)要以學(xué)習(xí)過程、項(xiàng)目質(zhì)量、展示效果等維度開發(fā)相應(yīng)的評價(jià)工具，進(jìn)行貫穿活動(dòng)的過程性評價(jià)與針對結(jié)果的終結(jié)性評價(jià)。

四、計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施注意事項(xiàng)

（一）防止新課標(biāo)教學(xué)“枯燥化”

計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)得到了教育界人士的廣泛認(rèn)可和普遍推廣，但缺乏真實(shí)問題解決內(nèi)核卻容易使得項(xiàng)目式學(xué)習(xí)僵化，并不能引發(fā)小學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，反而容易陷入死板的流程化進(jìn)程中。當(dāng)信息科技課程正在從文件課程走向經(jīng)驗(yàn)課程時(shí)，教師更要警惕計(jì)算思維培養(yǎng)“枯燥化”。計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要牢牢抓住真實(shí)問題解決這一內(nèi)核，整合大單元教學(xué)，在對課標(biāo)和學(xué)情研究把握的基礎(chǔ)上，整合單元內(nèi)容，構(gòu)建層層進(jìn)階的整體教學(xué)。教師采用多課時(shí)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，確保項(xiàng)目有序推進(jìn)，落地生根，學(xué)生在學(xué)習(xí)編程知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)了計(jì)算思維能力，從而促進(jìn)了四大核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（二）項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施要專注于計(jì)算思維培養(yǎng)

對于計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要專注于推動(dòng)培養(yǎng)計(jì)算思維。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生多種高階能力，例如交流能力、批判性思維、問題解決能力等，但要注意實(shí)施時(shí)要培養(yǎng)的是學(xué)生使用信息科技工具和手段解決問題的能力。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施時(shí)要牢牢地把握好計(jì)算思維這一核心目標(biāo)，讓學(xué)生能夠運(yùn)用信息科技相關(guān)知識(shí)與技能，使用創(chuàng)造性思維獲得多種概念與構(gòu)想，經(jīng)歷抽象、分解、概括和算法設(shè)計(jì)的過程，并制作成品。

在真實(shí)的世界中綜合地使用知識(shí)解決復(fù)雜問題，是新時(shí)代教育改革的趨勢。真實(shí)問題解決讓我們探尋到了立德樹人的有效路徑。信息科技課程實(shí)施既要抓住項(xiàng)目式學(xué)習(xí)這一學(xué)習(xí)方式變革的關(guān)鍵，又要融入真實(shí)生活情境，培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)。真實(shí)問題解決是義務(wù)教育信息課程實(shí)施的本質(zhì)要求。指向真實(shí)問題解決的計(jì)算思維項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，選擇貼近生活的學(xué)習(xí)內(nèi)容來進(jìn)行教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作興趣，采用問題求解式教學(xué)策略，將計(jì)算思維的內(nèi)容理念融入任務(wù)探究中，使學(xué)生在任務(wù)達(dá)成的過程中鍛煉計(jì)算思維能力。真實(shí)問題解決要有真實(shí)情境、真實(shí)需求、真實(shí)過程、真實(shí)生成、真實(shí)交流、真實(shí)理解等。當(dāng)然教師也并不是“唯真實(shí)”，而是要挖掘真實(shí)問題解決的本質(zhì)含義，讓學(xué)生領(lǐng)悟真實(shí)問題的潛在意義，明白使用信息科技知識(shí)與工具綜合解決問題的教育本質(zhì)。責(zé)任編輯：金茂喆