林佳

〔摘? ? 要〕? 隨著科技的迅猛發(fā)展，計(jì)算思維將成為未來(lái)公民的必備素養(yǎng)之一。項(xiàng)目式教學(xué)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造真實(shí)的情境，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，注重引導(dǎo)學(xué)生的思維，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)自主探索和實(shí)踐，提高問(wèn)題解決、協(xié)作和創(chuàng)新能力。本文以五年級(jí)“算法初步——餐廳小助手”項(xiàng)目設(shè)計(jì)為例，以培養(yǎng)計(jì)算思維為目標(biāo)，探究基于本案例研究的項(xiàng)目式教學(xué)策略。

〔關(guān)鍵詞〕? 項(xiàng)目式教學(xué)；計(jì)算思維；算法

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 07? ? 010-012

2022年版《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，本學(xué)科的課程設(shè)置以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)。而計(jì)算思維，作為信息科技的四個(gè)核心素養(yǎng)之一，在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力方面發(fā)揮了舉足輕重的作用。計(jì)算思維是指?jìng)€(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在問(wèn)題解決過(guò)程中涉及的抽象、分解、建模、算法設(shè)計(jì)等思維活動(dòng)。

然而，從當(dāng)前小學(xué)信息科技一線教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生主要跟隨教師的演示操作，通過(guò)編程技能提升思維，并不能將前后所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)地串聯(lián)起來(lái)。隨著課程難度的增加，他們的學(xué)習(xí)熱情以及對(duì)優(yōu)化解決方案的需求逐步降低。長(zhǎng)此以往，對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)非常不利。

為此，筆者開(kāi)展了相關(guān)主題的課題研究，希望通過(guò)項(xiàng)目式教學(xué)，為本學(xué)科一線教師的課堂教學(xué)提供科學(xué)有效的策略。

一、項(xiàng)目式教學(xué)對(duì)提高學(xué)生計(jì)算思維水平的意義

（一）提高計(jì)算思維水平在信息科技教學(xué)中的重要性

周以真教授提出，計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算科學(xué)的基本概念進(jìn)行問(wèn)題求解，確保解決方案的表征形式可被信息處理代理有效執(zhí)行。作為一種重要的思維方式，計(jì)算思維側(cè)重解決問(wèn)題、構(gòu)建系統(tǒng)以及理解人類(lèi)行為，它通過(guò)將信息抽象化和自動(dòng)化來(lái)進(jìn)行表達(dá)和處理。培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，就是讓學(xué)生以計(jì)算機(jī)的方式對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考和處理，從而增強(qiáng)他們的邏輯分析和問(wèn)題解決能力。具備該思維的學(xué)生，可以更有效地吸收和掌握各學(xué)科的知識(shí)，提升學(xué)習(xí)效率，也是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。

（二）項(xiàng)目式教學(xué)對(duì)提高計(jì)算思維水平的作用

在項(xiàng)目式教學(xué)中，學(xué)生是主體，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主探索、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方案、調(diào)查研究、探索實(shí)踐、學(xué)習(xí)新知。該模式對(duì)小學(xué)生計(jì)算思維的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.在真實(shí)情境中提升問(wèn)題解決能力

在解決問(wèn)題的過(guò)程中所產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的計(jì)算思維，與問(wèn)題解決不可分割，主要涉及問(wèn)題分解、模式識(shí)別、抽象思維和算法設(shè)計(jì)等解決問(wèn)題的能力。而項(xiàng)目式教學(xué)模式以解決問(wèn)題為核心，能有效地反映學(xué)習(xí)的真實(shí)性，提高學(xué)生對(duì)信息問(wèn)題的敏感性和解決問(wèn)題時(shí)的思維能力。通過(guò)項(xiàng)目式教學(xué)，學(xué)生學(xué)會(huì)將抽象的計(jì)算思維形象化并應(yīng)用于實(shí)際的問(wèn)題情境。

2.在項(xiàng)目式教學(xué)中增強(qiáng)積極性和自學(xué)能力

項(xiàng)目式教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與和探究，而且項(xiàng)目情境通常來(lái)源于真實(shí)生活，能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)他們主動(dòng)參與到項(xiàng)目實(shí)踐中。同時(shí)，通過(guò)實(shí)踐，學(xué)生有機(jī)會(huì)親手創(chuàng)造出自己的作品。這種成功的體驗(yàn)還可以進(jìn)一步增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)信息科技的主動(dòng)性和自學(xué)能力。

3.在項(xiàng)目實(shí)踐中培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神

項(xiàng)目式教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索，根據(jù)自己的想法和需求設(shè)計(jì)和實(shí)施項(xiàng)目，而且項(xiàng)目通常需要學(xué)生和其他同學(xué)一起合作完成。為完成項(xiàng)目，學(xué)生要在項(xiàng)目實(shí)踐的過(guò)程中學(xué)習(xí)與其他同學(xué)合作，在產(chǎn)生矛盾時(shí)，學(xué)會(huì)協(xié)調(diào)和解決人際關(guān)系問(wèn)題。這對(duì)于培養(yǎng)他們的計(jì)算思維、創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神都有很大的幫助。

二、在“算法初步”項(xiàng)目式教學(xué)中提高學(xué)生計(jì)算思維水平

基于對(duì)項(xiàng)目式教學(xué)模式的文獻(xiàn)學(xué)習(xí)及理論研究，筆者構(gòu)建了培養(yǎng)小學(xué)生核心素養(yǎng)的項(xiàng)目式教學(xué)框架（如下圖），同樣也適用于培養(yǎng)核心素養(yǎng)之一的計(jì)算思維。同時(shí)，通過(guò)實(shí)踐課題組設(shè)計(jì)“算法初步——餐廳小助手”項(xiàng)目式教學(xué)案例，探究以培養(yǎng)計(jì)算思維為目標(biāo)的項(xiàng)目式教學(xué)策略的可行性。

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，點(diǎn)燃學(xué)習(xí)激情

無(wú)論學(xué)生處于教育的哪一個(gè)階段，只有在面對(duì)與生活有關(guān)的真實(shí)問(wèn)題時(shí)，他們才真正渴望去探究和解決該問(wèn)題。因此，選取一個(gè)與現(xiàn)實(shí)生活息息相關(guān)的項(xiàng)目主題，可以有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情。教師選擇項(xiàng)目的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為宗旨，圍繞課標(biāo)的學(xué)段目標(biāo)，選取與學(xué)生真實(shí)生活密切相關(guān)、與其學(xué)習(xí)能力水平匹配的項(xiàng)目主題。以“算法初步——餐廳小助手”這一項(xiàng)目教學(xué)為例，教師通過(guò)展示朋友餐廳的視頻，創(chuàng)設(shè)一個(gè)真實(shí)的問(wèn)題情境：教師的朋友開(kāi)了一家餐廳，但由于缺乏專(zhuān)業(yè)的財(cái)務(wù)知識(shí)，計(jì)算每月的餐廳營(yíng)業(yè)額對(duì)他而言一直是個(gè)令人頭疼的問(wèn)題。因此，他向教師求助，希望學(xué)生能借助信息科技的力量幫助他解決問(wèn)題。基于以上真實(shí)情境，教師激發(fā)學(xué)生開(kāi)展頭腦風(fēng)暴，完成項(xiàng)目手冊(cè)的第一項(xiàng)任務(wù)——選擇合適的工具進(jìn)行餐廳一星期營(yíng)業(yè)額的計(jì)算。學(xué)生圍繞問(wèn)題情境，開(kāi)展小組討論，選擇適合自己的工具進(jìn)行計(jì)算和計(jì)時(shí)。本環(huán)節(jié)結(jié)束后，教師發(fā)放餐廳小助手程序至學(xué)生機(jī)，體驗(yàn)用程序計(jì)算營(yíng)業(yè)額。通過(guò)比較各種計(jì)算方法，學(xué)生感受到使用程序計(jì)算營(yíng)業(yè)額的精確、便捷和高效之處。

（二）學(xué)會(huì)化繁為簡(jiǎn)，分解問(wèn)題步驟

對(duì)于較復(fù)雜的項(xiàng)目，教師可以引導(dǎo)學(xué)生本著“化繁為簡(jiǎn)”的思想，先從簡(jiǎn)單的案例下手，從中探索出一定的規(guī)律，接著再用該規(guī)律解決更復(fù)雜的問(wèn)題。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生將一個(gè)復(fù)雜的大問(wèn)題分解成幾個(gè)子問(wèn)題，在解決一個(gè)又一個(gè)子問(wèn)題的過(guò)程中逐漸完成項(xiàng)目任務(wù)。子問(wèn)題既要連貫又要層層遞進(jìn)，富有挑戰(zhàn)性，以激起學(xué)生探究的興趣，促進(jìn)整個(gè)項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程的順利開(kāi)展，也讓學(xué)生體驗(yàn)了算法中的步驟分解。小學(xué)生在進(jìn)行算法學(xué)習(xí)時(shí)，主要用自然語(yǔ)言和流程圖兩種方式對(duì)算法進(jìn)行描述。此外，他們也可以通過(guò)生活中真實(shí)的例子了解算法的特性和效率，然后使用編程驗(yàn)證來(lái)確定特定任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程。

本案例中，教師用數(shù)學(xué)中的“植樹(shù)問(wèn)題”引導(dǎo)學(xué)生理解“化繁為簡(jiǎn)”的數(shù)學(xué)理念，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化：可以先在程序中添加一天的營(yíng)業(yè)額以求出“總數(shù)”，接著再擴(kuò)展該程序，根據(jù)用戶需求，添加所需天數(shù)的營(yíng)業(yè)額，計(jì)算“總數(shù)”。

（三）指導(dǎo)學(xué)生分組，明確任務(wù)分工

確定項(xiàng)目以后，教師遵循組間同質(zhì)性及組內(nèi)異質(zhì)性的原則指導(dǎo)分組，每組還需要確定一名組長(zhǎng)，以帶領(lǐng)小組合作順利開(kāi)展。教師要引導(dǎo)組長(zhǎng)根據(jù)項(xiàng)目需求和每個(gè)組員的特長(zhǎng)和性格特點(diǎn)，為其合理分配任務(wù)，讓每個(gè)組員都能夠充分發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，并在協(xié)同合作中互補(bǔ)不足，共同成長(zhǎng)。

（四）及時(shí)支持幫助，引領(lǐng)合作探究

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，教師需要密切關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)以及在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的困難，以便及時(shí)為他們的項(xiàng)目學(xué)習(xí)提供必要的幫助和技術(shù)支持。而學(xué)生在進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作探究時(shí)，不僅要明確自己的角色和任務(wù)，積極參與，共享資源，提高解決問(wèn)題的效率，還需要學(xué)會(huì)尊重他人，接納不同的意見(jiàn)，并通過(guò)協(xié)商找出最優(yōu)的解決方案。

例如，學(xué)生在完成程序體驗(yàn)后，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)該過(guò)程展開(kāi)小組討論，將該算法用自然語(yǔ)言描述，記錄在項(xiàng)目手冊(cè)中，并請(qǐng)其中一個(gè)小組上臺(tái)講解。接著，教師采用層層遞進(jìn)的策略，引導(dǎo)學(xué)生將自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成流程圖。教師先向?qū)W生呈現(xiàn)常見(jiàn)的流程圖符號(hào)及其對(duì)應(yīng)的文字意義，讓學(xué)生初步了解流程圖，接著呈現(xiàn)與自然語(yǔ)言對(duì)應(yīng)的流程圖示例，并引導(dǎo)學(xué)生再次分組合作，繪制與剛才記錄的自然語(yǔ)言相對(duì)應(yīng)的流程圖。該環(huán)節(jié)為學(xué)生提供了充裕的時(shí)間，讓學(xué)生進(jìn)行充分思考和討論，通過(guò)小組合作自主探究完成。教師作為引導(dǎo)者和支持者在旁觀察，密切關(guān)注學(xué)生在活動(dòng)中的表現(xiàn)，確保項(xiàng)目教學(xué)有效開(kāi)展。本環(huán)節(jié)結(jié)束后，絕大部分學(xué)生都能夠體會(huì)算法的特征，利用程序需求，準(zhǔn)確畫(huà)出流程圖。通過(guò)將兩種描述方式進(jìn)行比對(duì)，學(xué)生能夠得出結(jié)論：用流程圖描述算法更加直觀、高效。

（五）作品展示共交流，多元評(píng)價(jià)促提升

項(xiàng)目作品的展示交流，不僅是對(duì)學(xué)生理解和掌握項(xiàng)目的檢驗(yàn)，更能讓學(xué)生學(xué)會(huì)有條不紊地闡述他們的學(xué)習(xí)過(guò)程。展示可以在全班進(jìn)行，也可以是小組間的交流，讓學(xué)生互相學(xué)習(xí)和借鑒。在展示的過(guò)程中，所有學(xué)生再次進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，在質(zhì)疑的同時(shí)，不斷糾錯(cuò)調(diào)試。

項(xiàng)目式教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)注重多元化。為防止學(xué)生毫無(wú)目標(biāo)地評(píng)價(jià)，教師應(yīng)事先設(shè)計(jì)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)指標(biāo)，如完成度、創(chuàng)新性、團(tuán)隊(duì)合作、解決問(wèn)題能力等，以便對(duì)學(xué)生的項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行公正客觀評(píng)價(jià)。例如，進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作評(píng)價(jià)時(shí)，看組員間交流的順暢度，以及分工合作的有效性。這樣既可以保證評(píng)價(jià)的實(shí)時(shí)性，又能讓學(xué)生從多角度了解自身的學(xué)習(xí)情況。此外，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，教師可以有的放矢地對(duì)現(xiàn)行教學(xué)策略做出及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化，學(xué)生也可以明確自己的長(zhǎng)處和短處，從而自我完善。

項(xiàng)目完成后，教師和學(xué)生一起總結(jié)，反思解決問(wèn)題的過(guò)程，也可以讓每個(gè)小組寫(xiě)一篇反思報(bào)告，記錄自己在項(xiàng)目中的角色、所取得的成效以及需要改進(jìn)的地方。這樣可以幫助他們更好地回顧自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，也可以為以后的項(xiàng)目教學(xué)提供參考。此外，學(xué)生還可以在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行項(xiàng)目作品的迭代優(yōu)化，再利用再創(chuàng)造，提升計(jì)算思維。

項(xiàng)目作品的展示和評(píng)價(jià)是一個(gè)需要師生共同參與的動(dòng)態(tài)過(guò)程，旨在通過(guò)多元化的評(píng)價(jià)方式全面了解和評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，促進(jìn)教學(xué)效果的提升。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐研究，筆者發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目式教學(xué)不僅能鼓勵(lì)教師進(jìn)行教學(xué)方法的創(chuàng)新和實(shí)踐，還可以顯著提升學(xué)生的計(jì)算思維水平。同時(shí)，這種教學(xué)模式也能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和自信心，從而推動(dòng)教學(xué)質(zhì)量的提升。在未來(lái)的教育教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)不斷拓展教學(xué)思路，關(guān)注學(xué)生的需求和發(fā)展，嘗試不同的教學(xué)方式，提高教學(xué)效果，以滿足學(xué)生的個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。筆者也將在之后的小學(xué)信息科技課程教學(xué)中，實(shí)施和推廣以培養(yǎng)計(jì)算思維為目標(biāo)的項(xiàng)目式教學(xué)模式。

【本文系福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度課題“基于核心素養(yǎng)的小學(xué)信息科技項(xiàng)目式教學(xué)模式探究”的研究成果，立項(xiàng)編號(hào)：FJJKZX22-337】

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