張憧 吉林省長(zhǎng)春汽車經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)第六中學(xué)

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》強(qiáng)調(diào)了學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的重要性，同時(shí)，明確提出：“課程倡導(dǎo)基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方式，將知識(shí)建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入到運(yùn)用數(shù)字化工具解決問(wèn)題和完成任務(wù)的過(guò)程中?！盵1]因此，高中信息技術(shù)教學(xué)中項(xiàng)目式教學(xué)成了教學(xué)實(shí)踐的熱點(diǎn)。

而Python作為一門解釋型編程語(yǔ)言，簡(jiǎn)單易學(xué)，有較強(qiáng)的兼容性和實(shí)用性，且對(duì)學(xué)生思維和能力的培養(yǎng)作用較為顯著，具備較強(qiáng)的教學(xué)價(jià)值。高中Python項(xiàng)目式教學(xué)能讓學(xué)生在充分參與Python編程實(shí)踐的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、評(píng)價(jià)問(wèn)題，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)并提升學(xué)生對(duì)Python編程知識(shí)的探究能力。因此，筆者基于ARCS動(dòng)機(jī)理論設(shè)計(jì)了高中Python項(xiàng)目式教學(xué)流程并進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐。

●高中Python項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐存在的問(wèn)題

1.項(xiàng)目主題不合理，不能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性

很多信息技術(shù)教師在設(shè)置項(xiàng)目主題時(shí)照搬教材中提供的案例，沒(méi)有根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行靈活處理和改造。例如，有些高中信息技術(shù)教材提供的案例多是通過(guò)為一些典型的數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行編程，來(lái)對(duì)語(yǔ)法和算法進(jìn)行講解，與學(xué)生實(shí)際生活脫節(jié)較為嚴(yán)重，學(xué)生并不能夠認(rèn)識(shí)到Python編程學(xué)習(xí)的潛在價(jià)值與意義。

2.項(xiàng)目過(guò)程偏灌輸，不能留給學(xué)生自主探究空間

項(xiàng)目式教學(xué)是由學(xué)生經(jīng)歷完整的問(wèn)題解決過(guò)程，讓學(xué)生在使用Python編程知識(shí)解決真實(shí)世界問(wèn)題的過(guò)程中獲得滿足感和成就感。但很多Python項(xiàng)目式教學(xué)沒(méi)有留給學(xué)生自主探究空間，教師掌控項(xiàng)目學(xué)習(xí)全過(guò)程，學(xué)生在教師安排下看似完成了項(xiàng)目，卻失去了學(xué)習(xí)的自主權(quán)。

3.項(xiàng)目評(píng)價(jià)不充分，不給學(xué)生充分的展示交流機(jī)會(huì)

很多Python項(xiàng)目式教學(xué)將“作品”簡(jiǎn)化為“作業(yè)”。在教學(xué)中，教師只關(guān)注學(xué)生作業(yè)的提交而不是作品的呈現(xiàn)，學(xué)生主體地位被忽視，同時(shí)對(duì)知識(shí)和技能的掌握也停留于表層，沒(méi)有對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展起到作用。

●基于ARCS動(dòng)機(jī)理論的高中Python編程項(xiàng)目式教學(xué)流程

1.ARCS動(dòng)機(jī)理論

ARCS學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)理論是由美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)教授凱勒（John M. Keller）于1984年提出的，所謂ARCS，即引起注意（Attention）、切身相關(guān)（Re leva nc e）、建立信心（Con fidence）、獲得滿足（Satisfaction）四個(gè)英文單詞首字母的縮寫(xiě)，如圖1所示。[2]凱勒認(rèn)為，ARCS學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)理論模型能夠兼顧學(xué)生內(nèi)在因素(如個(gè)人期望、能力與認(rèn)知價(jià)值等)，及外在教學(xué)環(huán)境因素(如教學(xué)設(shè)計(jì)與管理等)。教師的教學(xué)設(shè)計(jì)與管理會(huì)影響學(xué)生努力的程度；教師的教學(xué)設(shè)計(jì)如果能夠激發(fā)與維持學(xué)生的需求和期望，那么學(xué)生的努力程度就會(huì)提升，并影響學(xué)生的行為表現(xiàn)，而學(xué)生的學(xué)習(xí)行為又會(huì)反過(guò)來(lái)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

圖1 ARCS學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)理論

2.高中Python編程項(xiàng)目式教學(xué)流程

傳統(tǒng)的高中Python編程項(xiàng)目式教學(xué)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)關(guān)注較少，而若無(wú)法引起學(xué)習(xí)興趣或動(dòng)機(jī)，則學(xué)習(xí)效果就會(huì)大大降低。因此，筆者設(shè)計(jì)了基于ARCS動(dòng)機(jī)理論的Python項(xiàng)目式教學(xué)流程，如圖2所示。

圖2 高中Python編程項(xiàng)目式教學(xué)流程

●基于ARCS動(dòng)機(jī)模型的Python項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐案例

基于ARCS動(dòng)機(jī)理論的高中Python項(xiàng)目式教學(xué)流程，筆者選擇粵教版高中信息技術(shù)必修一《數(shù)據(jù)與計(jì)算》中的“4.3.2 if...elif...else語(yǔ)句的應(yīng)用”為案例進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐。

1.教學(xué)前期分析，設(shè)計(jì)完整項(xiàng)目

在學(xué)習(xí)“4.3.2 if...elif...else語(yǔ)句的應(yīng)用”一課前，學(xué)生已經(jīng)掌握了if條件單分支和if...else條件雙分支結(jié)構(gòu)，本項(xiàng)目中學(xué)生將繼續(xù)深化學(xué)習(xí) if...elif...else條件多分支結(jié)構(gòu)。在教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生將通過(guò)編寫(xiě)程序來(lái)應(yīng)對(duì)各種情況，提升問(wèn)題解決的技能，并在以后的編程實(shí)踐中靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。通過(guò)多分支結(jié)構(gòu)和嵌套使用的學(xué)習(xí)，學(xué)生將逐漸形成設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜程序邏輯的能力。

2.聯(lián)系真實(shí)問(wèn)題，確定項(xiàng)目主題

當(dāng)學(xué)生使用Python編程來(lái)解決生活中的真實(shí)問(wèn)題時(shí)，他們對(duì)Python的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)會(huì)更強(qiáng)，對(duì)算法的理解也會(huì)更加深入，這符合ARCS學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)理論的“切身相關(guān)”原則。

在本案例中，教材給出的問(wèn)題情境是“到某購(gòu)物網(wǎng)站購(gòu)買三種筆記本作為獎(jiǎng)品和紀(jì)念品”，這個(gè)問(wèn)題情境沒(méi)有與當(dāng)前高中生日常生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)，需要教師改造和更換。在項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐中，筆者設(shè)置了一個(gè)來(lái)源于生活的真實(shí)情境：小明要給他在不同城市的三位朋友各寄一個(gè)包裹。他該付多少快遞費(fèi)？三筆快遞費(fèi)都一樣嗎？如果不一樣，快遞費(fèi)的收取和哪些因素有關(guān)？寄快遞是高中生日常生活中常進(jìn)行的行為，因此，圍繞真實(shí)生活問(wèn)題確定項(xiàng)目主題能夠很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，喚起他們學(xué)習(xí)Python知識(shí)的欲望。

3.圍繞核心問(wèn)題，制訂項(xiàng)目方案

在有了學(xué)生感興趣的項(xiàng)目主題后，就要把項(xiàng)目主題細(xì)化為具體問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)小組思考、討論，得出了影響快遞費(fèi)收取的主要因素：一是包裹的重量；二是目的地。教師進(jìn)一步提問(wèn)：能否將這兩個(gè)影響因素分條件進(jìn)行討論？學(xué)生合作討論得出結(jié)果。解決方案①：如果包裹的重量小于等于1kg，不論目的地在哪里，運(yùn)費(fèi)都是10元。解決方案②：如果包裹的重量在1kg到5kg之間（不含1kg），根據(jù)目的地不同，分為同城和其他城市兩種情況。同城運(yùn)費(fèi)為12元，其他城市的運(yùn)費(fèi)為每公斤4元。解決方案③：如果包裹的重量超過(guò)5kg（不含5kg），同樣根據(jù)目的地不同，分為同城和其他城市兩種情況。同城運(yùn)費(fèi)為每公斤6元，其他城市的運(yùn)費(fèi)為每公斤8元。通過(guò)將復(fù)雜的核心問(wèn)題進(jìn)行分條件討論，不僅能夠深入分析問(wèn)題，更能夠培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和問(wèn)題解決能力。

4.多元項(xiàng)目支架，經(jīng)歷問(wèn)題解決

在項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，教師要提供各種各樣的多元項(xiàng)目支架，讓學(xué)生完整地經(jīng)歷問(wèn)題解決全過(guò)程。同時(shí)，在繪制流程圖的過(guò)程中，教師觀察每個(gè)小組合作的情況，對(duì)遇到問(wèn)題的小組給予及時(shí)的指導(dǎo)。在學(xué)生繪制完成之后，教師選擇兩個(gè)小組進(jìn)行全班展示。

同時(shí)，在項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐中，教師適當(dāng)?shù)嘏c學(xué)生互動(dòng)，有助于學(xué)生專注于課堂。例如，教師出示典型錯(cuò)誤范例，讓學(xué)生在編寫(xiě)程序時(shí)不出現(xiàn)低級(jí)錯(cuò)誤；學(xué)生運(yùn)行錯(cuò)誤代碼，并能正確指出問(wèn)題所在，有助于學(xué)生增強(qiáng)自信心。

5.成果展示交流，達(dá)成素養(yǎng)提升

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，每個(gè)小組都展示了自己的學(xué)習(xí)成果。他們分享了小組的問(wèn)題解決思路、代碼的編寫(xiě)過(guò)程以及運(yùn)行結(jié)果等方面的內(nèi)容。這種思維方式能夠幫助學(xué)生更好地分析和解決問(wèn)題，并培養(yǎng)他們的計(jì)算思維能力。

●教學(xué)實(shí)踐效果與反思

經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的“4.3.2 if...elif...else語(yǔ)句的應(yīng)用”教學(xué)案例實(shí)踐，學(xué)生學(xué)習(xí)Python的意愿和參與動(dòng)機(jī)得到極大激發(fā)，并且能夠高質(zhì)量地形成項(xiàng)目成果。

1.提供適當(dāng)?shù)慕槿肱c引導(dǎo)支持學(xué)生參與動(dòng)機(jī)

在Python編程項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生帶著濃厚的興趣進(jìn)入了項(xiàng)目。但隨著項(xiàng)目難度逐漸增加，部分編程能力不佳的學(xué)生，就會(huì)慢慢喪失學(xué)習(xí)興趣，逐漸降低學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，在遭遇困難后容易自我放棄。因此，在Python編程項(xiàng)目式教學(xué)過(guò)程中，教師需要適時(shí)介入并提供引導(dǎo)，幫助學(xué)生能夠始終保持強(qiáng)烈學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行持續(xù)有效的學(xué)習(xí)。

2.利用同伴互助提升不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

教師可以選擇學(xué)業(yè)成績(jī)較優(yōu)秀的學(xué)生擔(dān)任組長(zhǎng)，挑選不同層次學(xué)生進(jìn)行異質(zhì)分組。同伴互助能夠有效地提升不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，讓他們?cè)诋愘|(zhì)合作中各自獲得滿足感。

3.幫助學(xué)生專注在真實(shí)情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)

在Python編程學(xué)習(xí)中，由于所學(xué)習(xí)的內(nèi)容具有新穎性和復(fù)雜性，并且學(xué)生有機(jī)會(huì)在真實(shí)情境中遇到各種意外情況，所以，學(xué)生在綜合解決各種復(fù)雜問(wèn)題過(guò)程中能保持強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。因此，Python編程項(xiàng)目式教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)要以有趣的編程任務(wù)吸引學(xué)生投入到學(xué)習(xí)中，再引導(dǎo)學(xué)生在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)編程算法和程序設(shè)計(jì)知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)編程的理解。