黃加貝 湖南省岳陽(yáng)市第一中學(xué)

●內(nèi)容與學(xué)情分析

1.教材選擇與內(nèi)容分析

本研究所選教材為浙江教育出版社出版的信息技術(shù)必修1《數(shù)據(jù)與計(jì)算》，筆者以其中的第二章“算法與問(wèn)題解決”為例，分享如何用項(xiàng)目式五環(huán)教學(xué)模式開(kāi)展Python教學(xué)?！镀胀ǜ咧行畔⒓夹g(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》要求發(fā)展學(xué)生的四大核心素養(yǎng)，其中，培養(yǎng)計(jì)算思維的本質(zhì)是培養(yǎng)學(xué)生抽象、分解、建模以及算法等一系列思維活動(dòng)。由此可見(jiàn)，計(jì)算思維是信息技術(shù)培養(yǎng)的重要目標(biāo)。本文以項(xiàng)目式大單元進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

教學(xué)目標(biāo)：學(xué)會(huì)從真實(shí)項(xiàng)目的情境中找到關(guān)鍵問(wèn)題的方法，根據(jù)實(shí)際問(wèn)題建立求解模型；學(xué)會(huì)將大問(wèn)題劃分為多個(gè)可解決的小問(wèn)題，提升問(wèn)題解決的能力，并遷移至生活中其他問(wèn)題的解決。

項(xiàng)目學(xué)習(xí)任務(wù)：探究制作Python飛機(jī)大戰(zhàn)游戲。

具體教學(xué)內(nèi)容：算法的概念與描述、算法的控制結(jié)構(gòu)、用算法解決問(wèn)題的一般過(guò)程。

2.學(xué)情分析

學(xué)習(xí)動(dòng)力不足：由于筆者所在地區(qū)信息技術(shù)學(xué)科沒(méi)有納入高考學(xué)科范圍，因此學(xué)生沒(méi)有高考?jí)毫?，不愿意投入太多的時(shí)間與精力學(xué)習(xí)信息技術(shù)。

學(xué)習(xí)興趣不夠或難以維持：多數(shù)學(xué)生在上課時(shí)希望去機(jī)房玩游戲、上網(wǎng)等，還有部分學(xué)生更愿意自主探究。此外，部分學(xué)生遇到困難不能及時(shí)解決就會(huì)開(kāi)小差。

普遍基礎(chǔ)較弱：由于地區(qū)差異，學(xué)生在程序語(yǔ)言及算法方面基礎(chǔ)普遍較弱，而教材難度過(guò)高，教學(xué)實(shí)施困難。

教學(xué)課時(shí)不足：非高考科目課時(shí)被擠壓，導(dǎo)致無(wú)法按課本要求開(kāi)展教學(xué)。

●五環(huán)教學(xué)模式

1.模式探究

筆者構(gòu)建了基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的高中Python課堂五環(huán)教學(xué)模式，如上頁(yè)圖所示。

該模式由導(dǎo)、學(xué)、踐、饋、思五個(gè)環(huán)節(jié)組成，它通過(guò)對(duì)情境的創(chuàng)設(shè)，使學(xué)生能從全局上對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，挖掘問(wèn)題的本質(zhì)和邏輯，從分解問(wèn)題到求解問(wèn)題，通過(guò)任務(wù)微小化，實(shí)踐和學(xué)習(xí)，反饋促學(xué)，最后總結(jié)反思，以此提高學(xué)生的思維能力和問(wèn)題解決能力，最終促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。在該模式中，交互式教學(xué)網(wǎng)站是重要的組成部分，它是利用Wampserver64搭建的服務(wù)器，以及DW+PHP開(kāi)發(fā)的一個(gè)交互式學(xué)習(xí)網(wǎng)站。在“學(xué)”中，教學(xué)網(wǎng)站提供教學(xué)資源下載，學(xué)生的學(xué)習(xí)更具主動(dòng)性和靈活性。在“踐”中，學(xué)生可以根據(jù)自己的能力下載適合自己基礎(chǔ)的作業(yè)。在“饋”中，通過(guò)交互式教學(xué)網(wǎng)站評(píng)價(jià)系統(tǒng)，學(xué)生能夠及時(shí)得到同學(xué)和老師的評(píng)價(jià)。

2.教學(xué)實(shí)踐

在具體實(shí)施過(guò)程中，筆者以項(xiàng)目式教學(xué)為例，進(jìn)行了大單元教學(xué)設(shè)計(jì)（如右表）。

（1）導(dǎo)：情境鋪墊，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

首先，在教學(xué)之前，筆者搜集了很多關(guān)于人工智能的視頻資源分享給學(xué)生，并與學(xué)生討論AI對(duì)未來(lái)工作、生活、學(xué)習(xí)各方面的影響，因?yàn)槿斯ぶ悄艿暮诵木褪撬惴?，這樣可以引問(wèn)題、建構(gòu)模型，這也是計(jì)算思維培養(yǎng)的關(guān)鍵。因此，可以從“飛機(jī)大戰(zhàn)”游戲中分解出學(xué)生感興趣、易于上手、能夠快速獲得反饋的小問(wèn)題，如“游戲如何控制飛機(jī)行動(dòng)”“積分如何實(shí)現(xiàn)”等。

在了解選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)后，教師再讓學(xué)生回到“飛機(jī)大戰(zhàn)”游戲中，讓學(xué)生思考哪些地方需要使用選擇結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)討論，學(xué)生提出子彈射擊、飛機(jī)移動(dòng)、游戲勝利或失敗條件等需要用到選擇結(jié)構(gòu)。教師又提出問(wèn)題：哪些地方需要用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決？學(xué)生思考討論后回答，子彈的出為什么要學(xué)習(xí)算法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

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其次，游戲是學(xué)生最感興趣也最愿意接受的活動(dòng)形式，因此，筆者以“設(shè)計(jì)Python小游戲——飛機(jī)大戰(zhàn)”作為本次項(xiàng)目式教學(xué)的任務(wù)探究目標(biāo)。課前邀請(qǐng)兩名學(xué)生體驗(yàn)游戲，當(dāng)學(xué)生的興趣被激發(fā)后，提出教學(xué)目標(biāo)：一起探尋“飛機(jī)大戰(zhàn)”游戲設(shè)計(jì)的過(guò)程和原理，為后續(xù)的內(nèi)容學(xué)習(xí)做鋪墊。

（2）學(xué)：從問(wèn)題到模型，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維

這一過(guò)程的關(guān)鍵是如何拆解移動(dòng)、敵機(jī)的移動(dòng)、游戲計(jì)時(shí)等都需要用到循環(huán)結(jié)構(gòu)。接著，教師結(jié)合生活中的真實(shí)案例，構(gòu)建出條件結(jié)構(gòu)的模型（問(wèn)題中有“如果……則”的邏輯關(guān)系）和循環(huán)結(jié)構(gòu)的模型（問(wèn)題中是重復(fù)執(zhí)行直到什么條件結(jié)束，或者當(dāng)滿足條件就重復(fù)執(zhí)行）。

當(dāng)然，在“學(xué)”的環(huán)節(jié)，教師的教學(xué)形式也應(yīng)該多樣化。例如，將關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容制成微課放在學(xué)習(xí)網(wǎng)站上，同時(shí)，在學(xué)習(xí)網(wǎng)站上的每一課中，要標(biāo)明任務(wù)難度等級(jí)以及提供的學(xué)習(xí)資源，幫助學(xué)生快速找到適合自己難度的內(nèi)容，促使其自主探索，解決學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題。

（3）踐：多樣化任務(wù)，提升創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力

信息素養(yǎng)的提高重在實(shí)踐，尤其是“算法與問(wèn)題解決”這一章，上機(jī)實(shí)踐一能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，二能體現(xiàn)教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位，三能讓學(xué)生獲得及時(shí)的正向反饋，保持學(xué)習(xí)熱情。

制作Python“飛機(jī)大戰(zhàn)”游戲是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，考慮到實(shí)際情況，筆者將任務(wù)細(xì)分成許多易于實(shí)現(xiàn)的微任務(wù)，并根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)與能力將任務(wù)梯度化。例如，微任務(wù)“用鍵盤(pán)控制飛機(jī)移動(dòng)”，其梯度化任務(wù)如下。一星任務(wù)：給出Python小程序“方向鍵實(shí)現(xiàn)移動(dòng)”修改鍵值、用思維導(dǎo)圖的形式描述飛機(jī)的移動(dòng)或者用填空的形式完成程序。兩星任務(wù)：用圖形化編程實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的移動(dòng)。三星任務(wù)：用Python編程實(shí)現(xiàn)對(duì)象的移動(dòng)。每個(gè)任務(wù)一般控制在五到十分鐘之間，降低學(xué)生完成難度。

（4）饋：多種反饋方式，促進(jìn)學(xué)習(xí)

教師設(shè)計(jì)的任務(wù)應(yīng)讓學(xué)生獲得快速、直接、正向、多樣化的反饋。反饋的方式除了來(lái)自上機(jī)實(shí)踐中的程序?qū)崿F(xiàn)，還可以是小組合作中同伴的互助交流、學(xué)生與教師的點(diǎn)評(píng)、交互式網(wǎng)站評(píng)價(jià)系統(tǒng)等。

在任務(wù)探究中，筆者采取小組合作的方式教學(xué)，并制訂了學(xué)習(xí)小組的目標(biāo)、學(xué)習(xí)方法、活動(dòng)規(guī)則、評(píng)價(jià)機(jī)制。在評(píng)價(jià)機(jī)制上，教師需要設(shè)計(jì)一份簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)表，讓學(xué)生學(xué)習(xí)有目標(biāo)、評(píng)價(jià)有依據(jù)。另外，作品上傳至交互式教學(xué)網(wǎng)站，學(xué)生可以互評(píng)，教師也可以挑選部分學(xué)生的作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

（5）思：總結(jié)反思，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維提升

此環(huán)節(jié)旨在反思梳理，內(nèi)化知識(shí)。在大單元完成前，筆者要求學(xué)生基于大單元進(jìn)行總結(jié)反思，形式可以是課堂交流環(huán)節(jié)中用語(yǔ)言表達(dá)，也可以通過(guò)交互式教學(xué)網(wǎng)站留言板提交。通過(guò)總結(jié)反思，能夠促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的提升。

●教學(xué)效果的評(píng)估

在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，筆者觀察了學(xué)生的課堂表現(xiàn)，并用問(wèn)卷星進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查。通過(guò)調(diào)查結(jié)果筆者發(fā)現(xiàn)在課堂表現(xiàn)方面，學(xué)生的參與度有明顯提高，學(xué)生能夠積極回答問(wèn)題，參與小組合作學(xué)習(xí)和課堂討論。同時(shí)，學(xué)生的表現(xiàn)也更加自主和積極，能夠主動(dòng)完成課堂任務(wù)和作業(yè)。在后續(xù)的教學(xué)中，筆者打算把多個(gè)班級(jí)分成使用該研究的教學(xué)組和不使用該研究的教學(xué)組的對(duì)照組，再次比較評(píng)估，以便做出更科學(xué)的分析。

●結(jié)語(yǔ)

在項(xiàng)目式教學(xué)法適用于高中信息技術(shù)Python教學(xué)的模式探索中，筆者通過(guò)對(duì)現(xiàn)有教學(xué)中面臨的問(wèn)題和困境的分析，總結(jié)出了一套五環(huán)教學(xué)法。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，該教學(xué)法在較大程度上改善了高中信息技術(shù)教學(xué)的效果，并使學(xué)生增強(qiáng)了信息意識(shí)，發(fā)展了計(jì)算思維，提高了數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，樹(shù)立了正確的信息社會(huì)價(jià)值觀。