基于項目式學習的初中信息科技算法教學策略研究

中圖分類號：G434文獻標識碼：A論文編號：1674—2117（2025）17-0076—03

在初中信息科技課程中，算法教學不僅僅是學習程序設計的基礎，更是培養學生邏輯思維和問題解決能力的關鍵。從以往的實踐經驗來看，將項目式學習有效應用于初中信息科技算法教學能夠彌補傳統算法教學的不足，促進學生知識掌握、技能提升和情感發展。筆者嘗試通過設定真實情境的項目主題、設計層次化的任務，以及開展全程式項目式學習評價等措施，為初中信息科技算法教學提供一種更為有效的教學方法，進一步提升學生的學習動機和綜合素質。

明確教學目標：初中信息科技算法教學“起點”

在基于項目式學習的初中信息科技算法教學中，圍繞信息科技核心素養設定教學目標，能夠全面培養學生的算法理解、應用與創新能力，助力其信息科技素養的提升。[2]如下表所示，教師明確了初中信息科技算法教學的三維目標，接下來如何有效實現這些目標成為教學設計的關鍵。

依托項目式學習：初中信息科技算法教學“方法”

1.立足真實情境設定項目主題，激發學生算法學習興趣

在初中信息科技算法教學中，傳統的教學方法往往使學生難以理解算法的實際應用，進而影響其學習興趣。為了激發學生的學習動機，教師要立足真實情境，設定具有實際價值的項目主題，并確保項目任務具有一定的挑戰性，同時，將抽象的算法概念與學生生活中的實際問題相結合，幫助學生理解算法在現實世界中的應用，從而增強其學習動機，提高其對算法應用的認知和興趣。

以七年級上冊中的《云計算》一課為例，在教學開始時，教師可以先創設真實的項目情境，引導學生將學習中出現的問題融入實際生活，使其產生濃厚的學習興趣，對其思維能力進行科學鍛煉。然后，播放一段視頻，展示云計算技術在存儲優化和資源分配中的具體場景，包括文件上傳和存儲的分布式管理、數據檢索的快速排序，以及用戶請求的資源分配策略。這些過程都離不開算法的支撐，如哈希算法用于快速定位存儲位置、排序算法用于組織和管理文件。通過這些實例，再明確提出“云計算的核心在于通過算法優化數據處理和資源利用”，讓學生能夠更加清楚地認識到云計算的強大功能和廣泛應用，增強其學習的動力和信心。

初中信息科技算法教學的三維目標

在情境導入后，教師進一步引導學生進入本節課的項目主題設計一個基于算法的簡單云存儲系統，并強調該項目任務將圍繞云存儲的核心問題展開，引導學生通過設計和實現基本算法解決實際問題，包括：第一，數據存儲問題，即如何為文件生成唯一標識（如哈希值），并通過算法實現高效的存儲空間分配；第二，數據檢索問題，通過編寫二分查找或順序查找算法，實現對文件的快速定位；第三，數據管理問題，利用排序算法對文件按時間或大小進行分類和排序。教師通過該項目主題的設定，讓學生能夠將抽象的算法知識與具體問題解決相結合，逐步理解算法在云計算中的實際應用價值，并在動手實踐中提升學生的邏輯思維和編程能力，進而提高其學習興趣，增強學生的算法應用能力。

最后，教師還可以為學生提供一些參考資料和學習資源，其中包括簡單易懂的云計算基礎書籍、網站和視頻教程等。例如，可以組織學生訪問云計算技術的相關企業或通過網絡視頻觀看云計算應用的案例分析，幫助學生深人理解云存儲的工作原理和技術實現，進一步激發其學習興趣和探索欲望。通過上述情境導入和項目設定，不僅能激發學生的學習興趣，還為其后續的項目實施打下了堅實的基礎。

2.基于項目主題設計層次化任務，逐步突破算法教學難點

在初中信息科技算法教學中，常要面對抽象和復雜的概念，學生難以在短時間內掌握和應用。為幫助學生逐步突破算法教學中的難點，教師可以基于項目主題設計層次化任務，將復雜的問題分解成多個小任務，引導學生循序漸進地掌握相關算法知識，并在解決實際問題的過程中提升解決問題的能力。

例如，在開展《云計算》這一課時，教師可以圍繞“設計一個簡易的云存儲系統”這一主題，通過分階段的任務逐步突破算法難點。

基礎任務階段。播放視頻展示云計算的核心功能，重點突出算法在這些功能中的具體作用，并結合案例“網盤數據如何存儲與同步”，講解哈希算法如何生成唯一標識用于文件快速定位、加密算法如SHA-256如何保障數據存儲和傳輸的安全性，以及排序算法如何優化文件管理。

進階任務階段。設計簡易云存儲系統的整體框架，可將項目拆分為多個模塊： ① 用戶管理模塊——設計注冊、登錄及用戶權限功能； ② 文件管理模塊—實現文件上傳、分類及查詢功能； ③ 數據存儲模塊—探討數據存儲格式、壓縮算法及分布式存儲策略。為幫助學生明晰模塊功能，教師可以展示典型的框架示例（如下圖），并基于這個框架引導學生逐步了解每個模塊的設計思路及核心算法的應用，進而提升其系統設計與結構化思維能力。

挑戰任務階段。要實現用戶注冊與登錄功能，需要學生深入理解相關算法，如哈希算法在密碼加密中的應用。教師可以先通過案例講解，展示不同加密方法，包括SHA一256、鹽值加密的優缺點，隨后布置任務“編寫代碼實現用戶注冊功能要求包括密碼加密存儲及用戶身份驗證”。在此過程中，學生可能遇到明文存儲帶來的安全問題或加密算法效率低下等實際困難，這時不要直接給出解決方案，可引導學生查閱相關資料，探索如多線程優化加密過程等解決方法，從而培養其自主分析與解決問題的能力。

在挑戰任務完成后，教師引導學生完成更具綜合性的任務一—文件上傳與下載功能。在任務實施中，學生需解決以下關鍵問題：如何處理大文件上傳的效率問題？如何保障文件傳輸的安全性？這時，教師可引導學生嘗試分片上傳技術，結合案例講解其原理，如將文件分片后分別上傳并在服務器端重組，同時提出問題“如何處理文件超出大小限制的情況？”，鼓勵學生小組合作制訂方案。在此過程中，可以引入HTTPS協議，幫助學生理解加密傳輸在保障數據安全中的作用。最后，通過不斷調試與優化，完成一個簡易云存儲系統的設計與實現，并通過課堂展示總結實踐成果。

開展全程評價：初中信息科技算法教學“評價”

全程式項目式學習評價是提高信息科技算法教學成效的重要手段。傳統的評價方式多側重于期末測試或單次作業，忽視了學生在整個學習過程中的成長和進步。而項目式學習中的全程評價能夠實時關注學生在項目中多個方面的表現。因此，教師可以通過制訂清晰的評價標準，對學生的每個任務、階段性成果和最終項目進行綜合評價。此外，還可以通過課堂觀察、學生自評與互評、成果展示等多種方式，確保評價的多元性與全面性。

例如，在七年級上冊《云計算》一課中，教師應向學生明確項目的目標和評價標準，其中包括算法實現的準確性與效率，如密碼加密采用哈希算法、多線程優化等，項目功能的完整性以及項目的創新性與實用性，如分片上傳和文件去重算法的優化應用等。明確的目標和評價標準有助于學生在項目中聚焦算法能力的培養，同時為教師評價提供清晰的依據。

在項目實施過程中，教師通過項目日志和小組匯報的方式進行過程性評價。學生通過日志記錄每日的算法學習心得及問題解決方案，如某學生記錄嘗試用SHA-256實現密碼加密并通過多線程提升速度的過程，教師可以據此掌握學生對算法的理解程度并提供反饋。同時，教師可以進行中期評估，通過性能測試與功能演示，直觀評估算法功能的準確性和效率。例如，在評估文件上傳模塊時，教師可以設置多個測試場景，包括小文件的快速上傳和大文件的分片上傳，比較不同算法實現的速度和效率，幫助學生發現性能瓶頸并提出改進建議。

在項目完成后，教師組織成果展示會，讓學生以小組為單位展示云計算項目。在展示過程中，教師鼓勵學生展示項目的功能，分享在算法學習和應用過程中的心得與體會，并通過同伴評價和教師總結評價，讓學生能夠客觀地認識到自己的優點與不足，并獲得改進的建議。

結語

在基于項目式學習的初中信息科技算法教學中，教師通過設定真實情境的項目主題、設計層次化任務以及開展全程式項自式學習評價等策略，將算法教學與實際應用緊密結合，激發了學生的學習興趣與創新思維，同時突破了傳統教學中以理論講授和技能訓練為主的局限，提升了教學的有效性。

參考文獻：

[1]于曉雅，樊磊.Python編程與算法教學的策略及指導原則[J].中國信息技術教育，2022（20）.39-42.

[2]王和平.項目式學習在初中信息科技教學中的應用研究[J].學周刊，2024（30）.86-88.e