姚水花 廣東省廣州市增城區(qū)荔城中學(xué)

高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)由信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任四個核心要素組成。其中，計算思維的培養(yǎng)是四個核心素養(yǎng)中尤為重要的一個。計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計，以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動，要完成計算思維的培養(yǎng)，程序設(shè)計的學(xué)習(xí)必不可少。因此，筆者在分析了所在學(xué)校高中生的學(xué)習(xí)特點、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，以及Python的教學(xué)特點的基礎(chǔ)上，運用項目式教學(xué)方法，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)Python知識，提升核心素養(yǎng)。

● 研究背景

信息技術(shù)課程對于高中生來說是一門邊緣學(xué)科，他們將大部分時間和精力都投入到九大文化課的學(xué)習(xí)中，對信息技術(shù)課的學(xué)習(xí)熱情不高。但在廣東，學(xué)完高中信息技術(shù)課程就要參加合格性考試，因此學(xué)生對于能否通過考試有一定的壓力。

Python的語法簡潔并且開源，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)，但難點是如何讓學(xué)生運用這門語言編寫程序解決日常生活中的問題，并形成思維習(xí)慣。因此，可在教學(xué)中結(jié)合生活實例，采用項目式教學(xué)法進行教學(xué)，通過“問題分析—設(shè)計算法—編寫代碼”進行問題求解。這樣的教學(xué)過程既實踐了教材大綱提倡的“項目式教學(xué)”，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的計算思維。

● 項目式教學(xué)模式的設(shè)計

項目學(xué)習(xí)以問題為起點，以探究為核心，面向真實生活，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，重視實踐體驗，能夠提高學(xué)生綜合分析能力及解決問題的能力。筆者在進行項目式教學(xué)的同時，進行大單元設(shè)計，完成了整個項目即為完成整個單元的學(xué)習(xí)。筆者歸納總結(jié)了項目式教學(xué)的課堂教學(xué)模式，如圖1所示。

圖1

1.情境創(chuàng)設(shè)

創(chuàng)設(shè)情境，可以是游戲互動、視頻觀看、故事引入等。創(chuàng)設(shè)的情境結(jié)合學(xué)生的生活，可以更好地激發(fā)學(xué)生的好奇心，從而引起學(xué)生的思考。

2.項目說明

項目說明是指講述項目的任務(wù)要求、需要完成的效果，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標，為接下來要完成的項目指明方向。例如，在“校運會的計算思維”主題中，需要跟學(xué)生說明每節(jié)課的任務(wù)，如設(shè)計一張海報、統(tǒng)計選手人數(shù)、編寫程序，并讓學(xué)生用思維導(dǎo)圖的形式展示。

3.項目分析

項目分析是指分析完成項目必須習(xí)得的知識，完成項目的步驟與過程，在這個過程中，教師可以根據(jù)學(xué)生的情況，準備必要的腳手架。

4.項目實施

項目的實施過程，以學(xué)生學(xué)習(xí)為主，教師指導(dǎo)為輔，教師指導(dǎo)學(xué)生按計劃完成每個階段的學(xué)習(xí)任務(wù)。在這個階段，教師需要為學(xué)生準備素材（自制微課或文字材料），學(xué)生則根據(jù)材料進行自學(xué)。

5.作品展示

學(xué)生上臺展示作品，并分享創(chuàng)作過程中遇到的問題，以及解決的辦法等。學(xué)生通過作品展示吸取經(jīng)驗，從而更好地改進自己的作品。

6.課堂總結(jié)

教師總結(jié)項目完成的情況，并表揚優(yōu)秀學(xué)生，指出在項目完成中存在的問題，引導(dǎo)學(xué)生進行知識遷移，拓展思路。

● 項目式教學(xué)的實踐案例

本單元要求學(xué)生能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù)；通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案。要求學(xué)生掌握一種程序設(shè)計語言的基本知識，使用程序設(shè)計語言實現(xiàn)簡單算法，通過解決實際問題，體驗程序設(shè)計的基本流程，感受算法的效率，掌握程序調(diào)試與運行的方法。

根據(jù)新課標與項目學(xué)習(xí)法的要求，筆者以教科版高中信息技術(shù)《必修1 數(shù)據(jù)與計算》第二單元“編程與計算”為例設(shè)計了項目設(shè)計項目——“猜猜看——編寫猜數(shù)游戲”，并把整個單元的學(xué)習(xí)過程融入到該項目當中，具體單元設(shè)計如表1所示。

表1

1.情境創(chuàng)設(shè)

游戲體驗：5位學(xué)生背對黑板，教師在黑板展示0～99中的一個數(shù)字，接下來，讓5位學(xué)生輪流猜數(shù)字，其他同學(xué)當裁判，猜錯了，下一位同學(xué)猜，猜對了游戲結(jié)束。

在游戲結(jié)束后，教師引出問題“如何編程實現(xiàn)‘猜數(shù)游戲’？”，通過展示已有的猜數(shù)游戲，讓學(xué)生思考：一個猜數(shù)游戲應(yīng)該具備有哪些功能？編程過程需要運用到哪些知識？

2.項目說明

引導(dǎo)學(xué)生回憶猜數(shù)游戲的過程，把游戲的過程以表格形式展示。學(xué)生經(jīng)過思考總結(jié)得出游戲步驟，如下頁表2所示。

表2

3.項目分析

教師提前準備導(dǎo)學(xué)案和學(xué)習(xí)資源，學(xué)生則進行自主學(xué)習(xí)。項目的實施分成數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出三個階段，項目要求學(xué)生對每個階段進行相應(yīng)的代碼設(shè)計。在每個階段中學(xué)生自主學(xué)習(xí)該階段的相關(guān)知識完成自測題目，并上機完成代碼編寫與調(diào)試。

4.項目實施階段

（1）第一階段：數(shù)據(jù)輸入

在這一部分，涉及的知識點是變量、賦值語句、輸入語句、int函數(shù)。學(xué)生完成的代碼如圖2所示。

圖2

（2）第二階段：數(shù)據(jù)處理

在這一部分，涉及的知識點是分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、輸出語句。具體代碼如圖3所示。

圖3

（3）第三階段：數(shù)據(jù)輸出

一個程序最少有一個輸出。數(shù)據(jù)輸出的設(shè)計：公布這個數(shù)，并提示游戲結(jié)束，代碼如圖4所示。

圖4

5.作品展示

展示猜數(shù)游戲作品；引導(dǎo)學(xué)生分享創(chuàng)作經(jīng)驗；拓展思路，進行知識遷移。

6.課堂總結(jié)

總結(jié)學(xué)習(xí)的過程，利用思維導(dǎo)圖匯總知識結(jié)構(gòu)圖。表揚優(yōu)秀學(xué)生，同時指出學(xué)生的不足之處。

●總結(jié)

筆者在學(xué)期末對實驗班1班、普通班2班進行了測試。測試結(jié)果證明該項目式教學(xué)在提高學(xué)生核心素養(yǎng)方面有促進作用。實驗班平均分為69.49，普通班為60.91，如表3所示。

表3

通過教學(xué)實踐，筆者認為項目式教學(xué)應(yīng)用在程序設(shè)計課堂上，不僅可以兼顧學(xué)生的知識習(xí)得，解決學(xué)生考核的問題，還可以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。結(jié)合知識點進行大單元項目式教學(xué)設(shè)計，填補了項目式教學(xué)知識習(xí)得不足的缺點，能更好地發(fā)揮項目式教學(xué)的作用。