劉海玲 魏東

目前，計(jì)算思維的發(fā)展如火如荼，并滲透到中小學(xué)信息計(jì)算課堂教學(xué)中。那究竟什么是計(jì)算思維？如何通過(guò)信息技術(shù)教學(xué)提升學(xué)生的計(jì)算思維能力？這類問(wèn)題都值得探討。項(xiàng)目式教學(xué)法是指師生共同合作完成整個(gè)項(xiàng)目，開(kāi)展項(xiàng)目式教學(xué)的價(jià)值在于讓學(xué)生能夠分析實(shí)際問(wèn)題，并綜合運(yùn)用知識(shí)、視野、技能等方面的能力，通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、分解問(wèn)題、解決問(wèn)題等一系列過(guò)程，最終解決實(shí)際問(wèn)題。這種教學(xué)模式，有助于提升學(xué)生的計(jì)算思維能力，塑造出符合時(shí)代需要的創(chuàng)新人才。筆者所在學(xué)校的八年級(jí)學(xué)生在小學(xué)期間已完成Scratch編程的學(xué)習(xí)，同時(shí)，他們對(duì)智能手機(jī)具有濃厚興趣，以手機(jī)APP開(kāi)發(fā)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的編程訓(xùn)練，更易激發(fā)他們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出一些功能強(qiáng)大的應(yīng)用?；谝陨弦蛩?，筆者選擇App Inventor課程作為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力的理想工具，開(kāi)展實(shí)踐研究。

對(duì)于八年級(jí)的學(xué)生而言，模仿程序不會(huì)很困難，但是如何獨(dú)立完成一個(gè)完整的、具有個(gè)性化創(chuàng)新性的程序，是相當(dāng)困難的，學(xué)生需要在特定的情境下，設(shè)想要制作的模型，分析模型有哪些需求，如何將需求化繁為簡(jiǎn)、化整為零。這就需要確定一個(gè)主題項(xiàng)目，再把項(xiàng)目分解成幾個(gè)小任務(wù)，逐個(gè)擊破，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。下面，筆者以“灌籃高手”這一項(xiàng)目為例，談?wù)劸唧w的教學(xué)實(shí)踐。

● 巧設(shè)情境，確定項(xiàng)目

“知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者”，興趣是最好的老師。作為課堂教學(xué)的組織者，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入課堂，能夠根據(jù)教學(xué)目標(biāo)巧設(shè)情境，盡量運(yùn)用生活情境創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目，將生活問(wèn)題項(xiàng)目化，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。在本節(jié)課教學(xué)中，筆者以很多學(xué)生都喜歡看的《灌籃高手》動(dòng)畫(huà)片導(dǎo)入，拉近師生之間的距離。很多學(xué)生都喜歡球類運(yùn)動(dòng)，但是都會(huì)碰到一個(gè)問(wèn)題，那就是身邊沒(méi)有計(jì)分板，要是能在隨身攜帶的手機(jī)上安裝一個(gè)具有計(jì)分功能的APP，該有多好。就這樣，筆者通過(guò)動(dòng)畫(huà)引出了本節(jié)課的主題項(xiàng)目——制作“灌籃高手”計(jì)分器。

● 分析需求，化整為零

筆者拋出主題活動(dòng)后，抓住關(guān)鍵點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生思考：如果要下載一款手機(jī)計(jì)分軟件，你希望軟件具有哪些功能？學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析，學(xué)會(huì)思考：需要哪些功能？功能通過(guò)什么組件實(shí)現(xiàn)？核心組件的工作流程是怎樣的？界面如何布局？利用算法如何實(shí)現(xiàn)。學(xué)生在這個(gè)環(huán)節(jié)里對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行綜合分析，將一個(gè)完整的項(xiàng)目分解成若干個(gè)小任務(wù)，并得其細(xì)化為自然語(yǔ)言描述、需求分析（如下頁(yè)圖1）、設(shè)計(jì)界面、算法設(shè)計(jì)（如下頁(yè)圖2）、塊語(yǔ)言設(shè)計(jì)等小環(huán)節(jié)，再逐個(gè)擊破。通過(guò)思維碰撞，學(xué)生能夠完整、系統(tǒng)地分析，計(jì)算思維能力得到提升，為項(xiàng)目的完成奠定了理論基礎(chǔ)。

● 分步實(shí)施，不斷調(diào)試

1.設(shè)計(jì)界面

作品UI界面如何布局？需要?jiǎng)?chuàng)建哪些組件？每個(gè)組件實(shí)現(xiàn)哪些功能？筆者引導(dǎo)學(xué)生巧用平面布局與表格布局等功能規(guī)劃程序界面，調(diào)整各組件屬性，使軟件界面美觀大方。

2.編寫(xiě)程序

如何實(shí)現(xiàn)計(jì)分功能的算法設(shè)計(jì)，并根據(jù)分值運(yùn)算、判斷、呈現(xiàn)比賽結(jié)果，這是教學(xué)的重點(diǎn)及難點(diǎn)。筆者提示學(xué)生，可利用投籃的類型，顯示當(dāng)前的分值，再根據(jù)條件語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)比賽結(jié)果的判定?？蛇@個(gè)環(huán)境的代碼塊冗長(zhǎng)，因此可以先完成1分球的程序的編寫(xiě)。筆者依靠導(dǎo)學(xué)案、微課等資源的支撐，將大問(wèn)題化解成若干小問(wèn)題，再利用小代碼構(gòu)建大程序，這種化整為零的教學(xué)方法，既能順利完成既定的教學(xué)目標(biāo)，又能培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，這對(duì)計(jì)算思維能力的培養(yǎng)尤為重要。

3.調(diào)試完善

完成模塊搭建和代碼的編寫(xiě)之后，學(xué)生利用AI伴侶檢測(cè)、調(diào)試程序，并能及時(shí)根據(jù)模擬的手機(jī)程序運(yùn)行情況，調(diào)整界面或代碼塊。這個(gè)環(huán)節(jié)著重培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，學(xué)生通過(guò)獨(dú)自調(diào)整、完善作品，逐漸學(xué)會(huì)利用計(jì)算思維來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。

● 拓展思維 改版升級(jí)

學(xué)生在完成基礎(chǔ)功能的模塊運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的作品只實(shí)現(xiàn)了加分與判斷結(jié)果功能，其實(shí)，還有優(yōu)化升級(jí)模塊功能，如添加比賽倒計(jì)時(shí)功能，在比賽開(kāi)始、結(jié)束時(shí)增設(shè)開(kāi)場(chǎng)、結(jié)束音樂(lè)的功能。有的學(xué)生利用標(biāo)簽顯示比賽時(shí)長(zhǎng)，再結(jié)合計(jì)時(shí)器與數(shù)字滑塊顯示倒計(jì)時(shí);有的學(xué)生認(rèn)為作品不僅可以用于籃球賽，還可以用于其他比賽，用戶可以在文本框中自主設(shè)定比賽時(shí)長(zhǎng)（如圖3），這樣作品會(huì)更靈動(dòng)、更完美。在本環(huán)節(jié)中，筆者提供了微課資源，激勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生在作品中融合個(gè)性化創(chuàng)意，進(jìn)一步優(yōu)化、迭代、更新。

● 結(jié)語(yǔ)

北京大學(xué)李曉明教授在2019年12月做的“對(duì)計(jì)算思維的理解與教學(xué)實(shí)踐”主題報(bào)告中，提出計(jì)算思維問(wèn)題求解的教育教學(xué)應(yīng)重在實(shí)踐，尤其是結(jié)合學(xué)科交叉的實(shí)踐。當(dāng)前，利用App Inventor可視化編程工具與實(shí)用的項(xiàng)目相結(jié)合的方式，將理論與實(shí)踐有效融合，在培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)方面得到了廣泛應(yīng)用，學(xué)生綜合應(yīng)用能力得到了有效的檢驗(yàn)，計(jì)算思維也日趨受到認(rèn)可與重視。作為一線教師，要將相關(guān)理論與實(shí)踐相結(jié)合，以項(xiàng)目研究為抓手，巧設(shè)情境，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)利用算法與計(jì)算思維的方式，提升分析問(wèn)題、轉(zhuǎn)化問(wèn)題、分解問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

項(xiàng)目式教學(xué)法具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，學(xué)生通過(guò)一個(gè)完整的項(xiàng)目研發(fā)，能夠塑造、延伸創(chuàng)新能力和計(jì)算思維，但是，就目前的教學(xué)實(shí)踐而言，僅靠以上方式來(lái)提升所有學(xué)生的計(jì)算思維、創(chuàng)新能力，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。