孟杰 龔波 沈書生

(1.南京師范大學(xué)附屬中學(xué) 新城初級(jí)中學(xué)怡康街分校，江蘇 南京 210017； 2.南京師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210000)

引言

1949年的圣誕節(jié)，荷蘭的吉多（Guido）為了打發(fā)節(jié)日的無趣，決定開發(fā)一種新的編程語言，也就是Python，它語法簡(jiǎn)潔，極易上手，可以如同“膠水”一樣把許多語言黏合在一起，由于它的簡(jiǎn)潔易懂和跨平臺(tái)等特點(diǎn)，逐漸受到計(jì)算機(jī)編程領(lǐng)域的重視，目前已經(jīng)成為最受歡迎的程序設(shè)計(jì)語言之一。

隨著Python語言的逐漸強(qiáng)大，不少教師開始挖掘它的教學(xué)價(jià)值，將其引入到中小學(xué)的編程課中。在編程課中如何把握學(xué)科素養(yǎng)，提升學(xué)科思維，尤其是計(jì)算思維，成為教師們需要思考的問題。項(xiàng)目式教學(xué)作為提升學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和積累項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的有效途徑和方式，開始進(jìn)入到教師的視野。

一、項(xiàng)目式教學(xué)與編程教學(xué)的關(guān)系

項(xiàng)目式教學(xué)是一種圍繞項(xiàng)目展開的教學(xué)模式，對(duì)學(xué)生而言，是圍繞真實(shí)的情境開展學(xué)習(xí)，提升自我學(xué)習(xí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力；對(duì)教師而言，則是借助項(xiàng)目完成的過程，收集學(xué)生的成長(zhǎng)數(shù)據(jù)，感受學(xué)生的集成性智慧，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。

(一)項(xiàng)目式教學(xué)的內(nèi)涵

何克抗[1]認(rèn)為項(xiàng)目式教學(xué)是在建構(gòu)主義的指導(dǎo)下，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新整合，將需要掌握的內(nèi)容知識(shí)劃分為獨(dú)立的教學(xué)項(xiàng)目，并在每一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目中設(shè)置不同的任務(wù)。胡舟濤[2]提出項(xiàng)目式教學(xué)就是學(xué)習(xí)者以某一個(gè)具體的學(xué)習(xí)項(xiàng)目為中心，通過實(shí)踐體驗(yàn)、探索創(chuàng)新等方式，獲得較為完整而具體的知識(shí)。宋朝霞[3]認(rèn)為項(xiàng)目式教學(xué)是通過一系列完整的教學(xué)項(xiàng)目，以任務(wù)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能為教學(xué)首要任務(wù)的教學(xué)模式。結(jié)合以上研究可以發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目式教學(xué)是以項(xiàng)目為主線，學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)，立足知識(shí)內(nèi)容，包含多個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)的一種教學(xué)模式。

（二）項(xiàng)目式教學(xué)的特征

項(xiàng)目式教學(xué)要求理論結(jié)合實(shí)踐，應(yīng)當(dāng)具備以下特征：一是真實(shí)的項(xiàng)目情境。建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者基于自身的經(jīng)驗(yàn)，通過同化、順應(yīng)等方式，與外界發(fā)生交互，實(shí)現(xiàn)從未知到已知的跨越，從而構(gòu)建新的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。因此，項(xiàng)目式教學(xué)構(gòu)造的是真實(shí)、有意義的具體問題。二是具體的學(xué)習(xí)任務(wù)。項(xiàng)目式教學(xué)以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主，關(guān)注項(xiàng)目完成的過程。在一個(gè)完整項(xiàng)目中，學(xué)生需要完成一系列的子項(xiàng)目，而這些子項(xiàng)目中都包含了具體的學(xué)習(xí)任務(wù)。三是多樣的學(xué)習(xí)方式。項(xiàng)目式教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與，合作學(xué)習(xí)，致力于培養(yǎng)學(xué)生處理、分析、應(yīng)用信息的多種能力，需要學(xué)生運(yùn)用多樣的學(xué)習(xí)方式，如協(xié)作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等，從而達(dá)到解決問題的目的[4]。四是多元的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。加德納認(rèn)為智力應(yīng)該包含多樣的內(nèi)容，如語言智力、音樂智能等。項(xiàng)目式教學(xué)需要教師擺脫原有的評(píng)價(jià)方式，轉(zhuǎn)而從多元的角度，發(fā)現(xiàn)和開發(fā)每個(gè)學(xué)生的智力強(qiáng)項(xiàng)[5]。五是多變的師生角色。當(dāng)前社會(huì)，信息化飛速發(fā)展，協(xié)作的手段日益先進(jìn)，教師不再是傳統(tǒng)的授課者，而變成引導(dǎo)者。而學(xué)生作為數(shù)字土著，亦可能掌握了更有效的交流手段，此時(shí)，在一定的場(chǎng)景下，學(xué)生就會(huì)擔(dān)任傳授的角色，而教師則成為學(xué)習(xí)者。

（三）Python編程中實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)的價(jià)值

Python編程中實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)，需要從學(xué)生和教師兩個(gè)角度思考。

1.立足核心素養(yǎng)，關(guān)注計(jì)算思維

《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》文件，指明了學(xué)生應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。文件對(duì)信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)也進(jìn)行了解釋，包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)等。其中，計(jì)算思維，即運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人類行為理解的一種思維方式[6]，主要是通過算法與程序設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行培養(yǎng)的。

目前，對(duì)于一般問題，計(jì)算機(jī)的計(jì)算性能已經(jīng)不再是求解問題的瓶頸，有關(guān)計(jì)算思維的實(shí)踐才是大部分學(xué)生需要的體驗(yàn)。在實(shí)踐中，思考如何將計(jì)算問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)程序，成為Python編程課必須解決的問題。項(xiàng)目式教學(xué)可以將計(jì)算問題包裝為有趣的社會(huì)化問題，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從計(jì)算思維意識(shí)到方法，再到能力的轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生掌握利用計(jì)算機(jī)解決計(jì)算問題的通用方法。

2.依托真實(shí)問題，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)

當(dāng)前中小學(xué)教師的編程水平普遍不高，但是“算法和編程”的模塊，卻在其課程標(biāo)準(zhǔn)中占有重要的地位，因此教師必須立足已有的教學(xué)方法，尋求一種有效的教學(xué)模式。而項(xiàng)目式教學(xué)以真實(shí)情境、協(xié)作化的特點(diǎn)，在Python編程教學(xué)中，展現(xiàn)出了獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。情境化的項(xiàng)目，可以激發(fā)學(xué)生的探究熱情；多樣的學(xué)習(xí)方式，可以削弱學(xué)生的畏難情緒。

在項(xiàng)目完成過程中，教師不僅需要幫助學(xué)生搭建“腳手架”，而且要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，收集、分析生成性的問題，調(diào)整教學(xué)航線，因此教師不得不隨時(shí)補(bǔ)充自我的知識(shí)脈絡(luò)圖，當(dāng)然，學(xué)生的集成智慧也擴(kuò)充了教師的知識(shí)庫。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師不再僅限于引導(dǎo)者，也成為學(xué)習(xí)者和協(xié)作者。

二、Python編程課中的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

面向Python編程開展項(xiàng)目式教學(xué)，首先需要關(guān)注學(xué)情，從學(xué)習(xí)者的角度去思考，然后根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)，落實(shí)學(xué)習(xí)過程，提升學(xué)生計(jì)算思維。

（一）設(shè)計(jì)原則

在Python語言的項(xiàng)目式教學(xué)中，不僅要關(guān)注學(xué)情，還要分析編程語言的特點(diǎn)。

1.結(jié)合學(xué)情，師生共導(dǎo)

初中學(xué)生處于青春期，好奇心強(qiáng)，喜歡探索，尤其是以自我為中心的建構(gòu)活動(dòng)。在這一時(shí)期開展教學(xué)，要充分考慮學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的啟發(fā)和學(xué)習(xí)興趣的持續(xù)性。因此在教學(xué)過程中，需要設(shè)計(jì)學(xué)生感興趣的情境，讓學(xué)生能感受到學(xué)以致用和學(xué)習(xí)的成就感。另外，這個(gè)階段的學(xué)生自我意識(shí)強(qiáng)，喜歡掌控自我，但是能力又不足，所以需要教師和他們一起主導(dǎo)學(xué)習(xí)的節(jié)奏。

2.先易后難，激發(fā)興趣

江蘇省教材中，原有的編程板塊是VB，它具有可視化的設(shè)計(jì)平臺(tái)，相較于Python，VB作為入門的編程語言，可能更易讓學(xué)生接受。但是Python簡(jiǎn)潔清晰的語法和結(jié)構(gòu)，又是其他語言無法替代的。在實(shí)際教學(xué)中，如何實(shí)現(xiàn)Python的入門呢？考慮到學(xué)生在小學(xué)階段接觸過Logo語言，這與Python中的繪圖模塊，在概念和編程方法中具有相似性，恰好可以作為切入點(diǎn)。這樣不僅削弱了學(xué)生的畏難心理，也可以幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的同化、順應(yīng)。從了解Python，到體驗(yàn)繪圖，再到使用Python解決實(shí)際問題，不僅提升了學(xué)生的編程興趣，也在潛移默化中培養(yǎng)了計(jì)算思維。

（二）“目標(biāo)—任務(wù)”教學(xué)模式

結(jié)合初中生年齡特點(diǎn)和Python編程的語言特點(diǎn)，筆者認(rèn)為Python編程的項(xiàng)目式教學(xué)模式可以如圖1所示。從學(xué)習(xí)目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合內(nèi)容，借助層級(jí)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)思維的提升，即“目標(biāo)—任務(wù)”模式，包含五個(gè)步驟。第一步，基于課程和教材，分析學(xué)習(xí)內(nèi)容，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)；第二步，根據(jù)內(nèi)容，設(shè)計(jì)導(dǎo)入課；第三步，說明和分解項(xiàng)目任務(wù)，幫助學(xué)生明晰每一個(gè)子任務(wù)的內(nèi)容和要求；第四步，根據(jù)層級(jí)子任務(wù)，重組課堂學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)多樣的學(xué)習(xí)任務(wù)，主要使用的是任務(wù)驅(qū)動(dòng)和學(xué)習(xí)單，以從幫助學(xué)生完成圍繞知識(shí)點(diǎn)的層級(jí)相關(guān)任務(wù)，最終指向項(xiàng)目子任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。在此過程中，可以采用半成品的教學(xué)策略。第五步，學(xué)生探究合作，完善項(xiàng)目任務(wù)。

圖1 面向初中Python編程的項(xiàng)目式教學(xué)模式

三、案例設(shè)計(jì)與實(shí)施

教學(xué)的實(shí)施，是在分析教學(xué)要素，如學(xué)情、編程語言特點(diǎn)、教學(xué)安排等的基礎(chǔ)上，制訂切實(shí)可行的教學(xué)計(jì)劃，并根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容，開展教學(xué)。

（一）教學(xué)計(jì)劃

為從教材出發(fā)，筆者首先分析和對(duì)比了七年級(jí)信息技術(shù)蘇科版和青島版教材在程序設(shè)計(jì)單元的知識(shí)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)無論是VB編程還是Python編程，都包含了輸入輸出命令、變量、條件語句、循環(huán)語句、自定義函數(shù)（通用過程）等知識(shí)，不同之處在于算法部分，青島版是單獨(dú)列出，而蘇科版是與程序設(shè)計(jì)融合在一章?？紤]到學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了算法章節(jié)，掌握了判斷、循環(huán)結(jié)構(gòu)，因此在實(shí)際的教學(xué)中，直接從Python編程起步。

另外，為增加學(xué)生對(duì)Python編程的興趣，筆者借鑒了Logo語言的特征和VB的可視化平臺(tái)的特點(diǎn)，從海龜繪畫模塊進(jìn)入，并嵌入了變量、分支語句、循環(huán)語句等知識(shí)，讓學(xué)生先對(duì)Python編程有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。之后從學(xué)校的智能圖書柜入手，引入了圖書管理系統(tǒng)。教學(xué)計(jì)劃如表1所示。

表1 Python編程項(xiàng)目式教學(xué)進(jìn)度表

（二）實(shí)施策略

圍繞項(xiàng)目化的Python編程教學(xué)不僅強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目作品的生成，也要關(guān)注每節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生通過完成不同的任務(wù)，掌握相關(guān)的編程知識(shí)。在此過程中，可以借助多樣的學(xué)習(xí)形式，幫助學(xué)生攻克學(xué)習(xí)重難點(diǎn)。另外，明確的學(xué)習(xí)單和半成品的任務(wù)，可以作為學(xué)生的“腳手架”，幫助其順利實(shí)現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)的同化、順應(yīng)。

1.項(xiàng)目作品引領(lǐng)層級(jí)任務(wù)

要想確保項(xiàng)目作品的最終實(shí)現(xiàn)，需要在教學(xué)過程中，要時(shí)刻關(guān)注項(xiàng)目主線，但對(duì)于初中生來說，獨(dú)立地完成單元項(xiàng)目，難度很大。而且由于Python編程的特殊性，學(xué)生需要完成一些子任務(wù)來掌握基礎(chǔ)知識(shí)。項(xiàng)目作品分解如圖2所示（見下頁）。本單元項(xiàng)目為智能圖書柜系統(tǒng)，筆者首先借助流程圖，幫助學(xué)生梳理程序，然后分解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容，形成“項(xiàng)目任務(wù)引領(lǐng)層級(jí)任務(wù)”和“學(xué)以致用”的思維意識(shí)。

圖2 項(xiàng)目作品知識(shí)點(diǎn)分解

2.學(xué)習(xí)單明晰任務(wù)邏輯

考慮到Python編程學(xué)習(xí)的特殊性，需要先夯實(shí)編程基礎(chǔ)知識(shí)，再進(jìn)行項(xiàng)目整合。因此，必須在課堂教學(xué)中借助學(xué)習(xí)任務(wù)，幫助學(xué)生掌握完成項(xiàng)目需要的知識(shí)，在這個(gè)過程中，可以使用學(xué)習(xí)單作為“腳手架”，一方面幫助學(xué)生明晰學(xué)習(xí)任務(wù)的邏輯結(jié)構(gòu)，根據(jù)學(xué)習(xí)單要求開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，另一方面幫助學(xué)生反思學(xué)習(xí)過程，調(diào)整學(xué)習(xí)方向和節(jié)奏。學(xué)習(xí)單樣例如表2所示。

表2 For循環(huán)語句學(xué)習(xí)單

當(dāng)然對(duì)于初中生來說，只有學(xué)習(xí)單是不夠的，還需要適當(dāng)?shù)闹v解和幫助，如“知識(shí)點(diǎn)加油站”“學(xué)習(xí)網(wǎng)站”等。

3.半成品輔助任務(wù)成型

在中小學(xué)開展Python編程教學(xué)，并非培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專業(yè)的預(yù)備生，而是借助這樣一種高級(jí)語言，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。半成品策略（即在學(xué)習(xí)過程中，提供“待完成”的作品）作為一種輔助式的教學(xué)方法，可以減少學(xué)生在編程語言和技巧上的耗時(shí)，增加他們的軟件開發(fā)體驗(yàn)[7]，激發(fā)程序設(shè)計(jì)的樂趣。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用項(xiàng)目式教學(xué)，必須考慮初中生的能力狀況，他們尚不具備獨(dú)立完成所有子任務(wù)的能力，因此在具體的學(xué)習(xí)任務(wù)中提供半成品，可以有效地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

4.多樣形式助推作品生成

項(xiàng)目式教學(xué)中，學(xué)生面對(duì)的是半結(jié)構(gòu)化或者非結(jié)構(gòu)化的問題，需要在多節(jié)課中圍繞同一類的問題開展學(xué)習(xí)[8]，必須要借助師生交流、生生交流等方式，所涉及的學(xué)習(xí)和教學(xué)形式，包括但不限探究式學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等?？紤]到初中生初次接觸Python編程，基礎(chǔ)比較薄弱，因此在項(xiàng)目式教學(xué)之初，小組學(xué)生需要先獨(dú)立掌握基礎(chǔ)知識(shí)，如Python中的變量、判斷、循環(huán)等。在學(xué)生能夠熟練地應(yīng)用編程，完成小任務(wù)后，再合力完成項(xiàng)目化大作品。這樣既可以幫助學(xué)生夯實(shí)編程基礎(chǔ)，又可以避免邊緣人的出現(xiàn)。

四、結(jié)語

在中小學(xué)信息技術(shù)編程教學(xué)中，教師對(duì)知識(shí)和原理一般都能較為正確地把握和傳授，但是往往忽略其學(xué)科思維的培養(yǎng)，尤其是對(duì)計(jì)算思維的強(qiáng)調(diào)。在初中Python編程課中實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生在真實(shí)的情境中，學(xué)技術(shù)，用技術(shù)，培養(yǎng)信息技術(shù)學(xué)科思維，特別是計(jì)算思維，養(yǎng)成用學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題的習(xí)慣。只有這樣，學(xué)生才能在這個(gè)飛速發(fā)展的信息社會(huì)中，更好地生存與發(fā)展。