周靜 吳涵

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》頒布后，配合新課標(biāo)的五套高中信息技術(shù)新教材也陸續(xù)出版，盡管各版本教材側(cè)重有所不同，但算法與程序設(shè)計(jì)的編程語言普遍采用了Python。Python是一種跨平臺(tái)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，具有簡(jiǎn)潔性、易讀性、可擴(kuò)展性、可移植性、開源以及強(qiáng)大的類庫等優(yōu)勢(shì)，易于高中學(xué)生理解與掌握。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)注重實(shí)踐性，強(qiáng)調(diào)自主性，關(guān)注實(shí)用性，能夠很好地適應(yīng)高中信息技術(shù)新課改的要求，將其應(yīng)用于高中Python編程教學(xué)中，通過項(xiàng)目任務(wù)有機(jī)整合Python編程理論知識(shí)與操作實(shí)踐，能給予學(xué)生充分展示自我能力的平臺(tái)與機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在真實(shí)情境中自主探究、互動(dòng)討論、實(shí)踐操作并解決問題，加深對(duì)知識(shí)、技能以及操作的理解和記憶，全面提高綜合素質(zhì)能力。下面，筆者以《散點(diǎn)圖的應(yīng)用——繁花曲線的生成》為例，談一談項(xiàng)目化學(xué)習(xí)在高中Python編程教學(xué)中的應(yīng)用。

基于真實(shí)情境的項(xiàng)目設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的初衷應(yīng)考慮項(xiàng)目?jī)?nèi)容是來源于真實(shí)情境的，是貼近學(xué)生學(xué)習(xí)與生活的，是學(xué)生比較感興趣的。設(shè)計(jì)的項(xiàng)目也應(yīng)緊緊圍繞教材知識(shí)結(jié)構(gòu)，挖掘利用現(xiàn)有資源，組織符合項(xiàng)目化教學(xué)要求的資源，要能充分體現(xiàn)信息技術(shù)學(xué)科的特色與風(fēng)格。

在《散點(diǎn)圖的應(yīng)用——繁花曲線的生成》教學(xué)中，筆者設(shè)計(jì)了繪制繁花曲線的項(xiàng)目，分三課時(shí)完成教學(xué)任務(wù)。課堂伊始提及“繁花曲線”，有些學(xué)生可能會(huì)感到陌生，于是筆者播放了有關(guān)“繁花曲線介紹”的視頻，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)繁花曲線圖案其實(shí)在日常生活中隨處可見，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望與好奇心。緊接著，導(dǎo)入項(xiàng)目要求，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用Python的turtle庫和math庫來繪制散點(diǎn)圖，并利用散點(diǎn)圖知識(shí)設(shè)計(jì)繪制生成屬于自己的繁花曲線。

基于團(tuán)隊(duì)協(xié)作的項(xiàng)目規(guī)劃

在導(dǎo)入學(xué)習(xí)項(xiàng)目后，為保證項(xiàng)目化教學(xué)的有序開展，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生開展團(tuán)隊(duì)合作，指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)合理分工和合作，制訂任務(wù)分配表，確保學(xué)生人人有事做，然后引導(dǎo)學(xué)生借助團(tuán)隊(duì)力量完成項(xiàng)目任務(wù)分配、項(xiàng)目需求分析、項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)等，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。

在《散點(diǎn)圖的應(yīng)用——繁花曲線的生成》導(dǎo)入學(xué)習(xí)項(xiàng)目后，學(xué)生比較茫然，不知道第一步該做什么。此時(shí)，筆者拋出以下探究問題：如何計(jì)算點(diǎn)的坐標(biāo)？θ1與θ2有什么關(guān)系？如何計(jì)算小圓的圓心？如何在小圓圓心（x，y）已知的情況下計(jì)算小點(diǎn)的位置？這些問題單靠某一位學(xué)生是無法解決的，這時(shí)學(xué)生就有了合作的需求。因此，筆者組織學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)組建，明確任務(wù)分工，引導(dǎo)學(xué)生抽象問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，幫助學(xué)生理清研究思路，依據(jù)提出的探究問題來制訂項(xiàng)目計(jì)劃，設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案。

基于實(shí)踐探究的項(xiàng)目實(shí)施

項(xiàng)目實(shí)施的過程實(shí)際上是學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題、探索問題并解決問題的過程，在這個(gè)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能被不斷挖掘出來，他們通過小組討論交流、分工協(xié)作、實(shí)踐操作等方式，將所學(xué)知識(shí)與技能遷移到實(shí)施的項(xiàng)目中，各方面能力與素質(zhì)得到提升。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師是參與者和指導(dǎo)者，要為學(xué)生提供必要的資源，指導(dǎo)學(xué)生圍繞項(xiàng)目要求，結(jié)合實(shí)際情況開展探究活動(dòng)，并在項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵處給予學(xué)生點(diǎn)撥與啟發(fā)，幫助學(xué)生尋找完成項(xiàng)目的突破口，提高學(xué)生參與項(xiàng)目的積極性與成就感。

在《散點(diǎn)圖的應(yīng)用——繁花曲線的生成》教學(xué)中，筆者為每組學(xué)生提供了不同尺寸的繁花曲線尺、庫函數(shù)速查文檔、turtle庫參考文檔以及導(dǎo)學(xué)案，并帶領(lǐng)學(xué)生回顧了高一數(shù)學(xué)中三角函數(shù)知識(shí)、Python math庫相關(guān)知識(shí)。各小組成員明確自己在小組中的任務(wù)后，按照任務(wù)分配各自忙碌起來。有的學(xué)生利用繁花曲線尺手動(dòng)繪制生成繁花曲線，通過控制變量法探索繁花曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)變化規(guī)律;有的學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行公式計(jì)算，自主推導(dǎo)計(jì)算點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)學(xué)表達(dá)式;有的學(xué)生運(yùn)用math庫書寫坐標(biāo)表達(dá)式，并嘗試使用turtle庫知識(shí)繪制散點(diǎn)圖……通過以上自主實(shí)踐探究過程，學(xué)生能總結(jié)出影響繁花曲線的生成因素，會(huì)運(yùn)用Python編程書寫坐標(biāo)表達(dá)式，繪制散點(diǎn)圖，但是如何通過編程自動(dòng)生成繁花曲線仍是難點(diǎn)。此時(shí)，筆者為學(xué)生詳細(xì)講授turtle庫知識(shí)，并演示幾個(gè)簡(jiǎn)單案例，同時(shí)為學(xué)生準(zhǔn)備《繁花曲線散點(diǎn)圖.py》源程序，但程序不完整，需要學(xué)生結(jié)合之前探究的知識(shí)補(bǔ)充完善程序，設(shè)置參數(shù)，最后調(diào)試運(yùn)行查看編程生成的繁花曲線。此外，小組還將各自選取主題，實(shí)現(xiàn)繁花曲線在生活中的應(yīng)用。在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，他們通過自主探究、觀察、推演、協(xié)作等方式獲取新知，提升了問題解決與知識(shí)運(yùn)用推廣能力。

基于互動(dòng)共享的項(xiàng)目交流

項(xiàng)目完成后通常會(huì)生成項(xiàng)目作品，各組推選代表展示分享本組的作品，加以解說，并與其他組進(jìn)行互動(dòng)交流。在項(xiàng)目交流過程中，應(yīng)注重發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓其組織語言表達(dá)想法，分享小組項(xiàng)目規(guī)劃過程、分工情況、實(shí)施過程中遇到的問題、解決方案以及過程中獲得的收獲等，這是思維碰撞的過程，也是學(xué)生核心素養(yǎng)提升的過程。

在《散點(diǎn)圖的應(yīng)用——繁花曲線的生成》的項(xiàng)目交流階段，由小組推選組員分享項(xiàng)目實(shí)施過程中的經(jīng)驗(yàn)與收獲，展示小組探究影響繁花曲線形狀因素、尋找軌跡坐標(biāo)規(guī)律、推導(dǎo)坐標(biāo)表達(dá)式的成果，依據(jù)小組選取的不同類型主題，展示小組手動(dòng)繪制繁花曲線圖和程序自動(dòng)生成的繁花曲線圖，并對(duì)其他學(xué)生提出的問題進(jìn)行解答。

基于多元開放的項(xiàng)目評(píng)價(jià)

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)不僅注重對(duì)學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)，更注重對(duì)學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)圍繞是否實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)展開，堅(jiān)持以學(xué)生成長(zhǎng)為導(dǎo)向，由學(xué)生本人、同伴、教師等多元主體共同參與，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、活動(dòng)參與度、知識(shí)接受度、任務(wù)達(dá)成度以及最終形成的項(xiàng)目作品等多方面進(jìn)行綜合考量與評(píng)估，全面考察學(xué)生的發(fā)展。

在《散點(diǎn)圖的應(yīng)用——繁花曲線的生成》的項(xiàng)目評(píng)價(jià)階段，采用學(xué)生自評(píng)、組員互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)方式開展，對(duì)學(xué)生在小組中活躍貢獻(xiàn)度、學(xué)生探究過程中的態(tài)度、是否通過Python編程生成繁花曲線以及繁花曲線美觀性藝術(shù)性等方面進(jìn)行綜合考量，充分發(fā)揮評(píng)價(jià)對(duì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的導(dǎo)向作用。

結(jié)語

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)探索精神、提升自主探究能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面有天然的優(yōu)勢(shì)。因此，在高中Python編程教學(xué)中采用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)方式開展教學(xué)活動(dòng)，教師要認(rèn)真學(xué)習(xí)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)理論知識(shí)，并結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容開展項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，讓學(xué)生在項(xiàng)目活動(dòng)過程中探索獲取新知，鍛煉技能，提升能力，使學(xué)生得到全面的發(fā)展，將培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)真正落到實(shí)處。