【摘 要】本文結(jié)合信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)，采用大單元的教學(xué)設(shè)計(jì)理念，用項(xiàng)目化的方式對(duì)Python編程海龜畫(huà)圖模塊內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，設(shè)置層層遞進(jìn)的項(xiàng)目任務(wù)，提升學(xué)生計(jì)算思維能力。

【關(guān)鍵詞】大單元教學(xué)；Python編程；項(xiàng)目式教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G434" "【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2024）04-058-02

2022年4月，教育部頒發(fā)了《義務(wù)教育階段信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，強(qiáng)調(diào)了信息科技課程的核心素養(yǎng)內(nèi)涵包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任，并明確提出了六大邏輯主線。為此，有學(xué)者呼吁，信息科技課程從核心素養(yǎng)到邏輯主線都需要進(jìn)行教學(xué)改革，教學(xué)單元要從設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)或課時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)大單元[1]。“大單元”理念要求教師開(kāi)拓教學(xué)設(shè)計(jì)的視野，對(duì)目標(biāo)、任務(wù)、活動(dòng)、表現(xiàn)、評(píng)價(jià)等諸多教學(xué)要素進(jìn)行結(jié)構(gòu)化、通盤(pán)性考慮[2]。為探索小學(xué)信息科技課程大單元教學(xué)，本課程選取新課標(biāo)的“身邊的算法”內(nèi)容模塊，選用Python語(yǔ)言中的海龜畫(huà)圖，通過(guò)結(jié)構(gòu)化的項(xiàng)目教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生打開(kāi)編程的世界，落實(shí)新課標(biāo)的要求。

課程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)策略

1.大單元設(shè)計(jì)

大單元改變從某個(gè)割裂的知識(shí)點(diǎn)出發(fā)設(shè)計(jì)某一節(jié)課程的思想，強(qiáng)調(diào)把相關(guān)知識(shí)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，分析知識(shí)內(nèi)容之間的層次結(jié)構(gòu)與邏輯關(guān)系，以總領(lǐng)整個(gè)單元課程開(kāi)發(fā)。一個(gè)單元作為一個(gè)學(xué)習(xí)單位，建立結(jié)構(gòu)化的學(xué)習(xí)項(xiàng)目群，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)單元學(xué)習(xí)更有邏輯和層次感，對(duì)單元內(nèi)容有更深的把握。本案例運(yùn)用Python編程，將海龜畫(huà)圖單元相關(guān)指令進(jìn)行學(xué)習(xí)層次劃分，通過(guò)前后知識(shí)的關(guān)聯(lián)、學(xué)習(xí)項(xiàng)目的升級(jí)，引導(dǎo)學(xué)生走入編程的世界。

2.項(xiàng)目式設(shè)計(jì)

把大單元教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個(gè)大項(xiàng)目。同時(shí)，也可以把大項(xiàng)目繼續(xù)分解為幾個(gè)小的任務(wù)。學(xué)生把大項(xiàng)目分解為各個(gè)小任務(wù)的過(guò)程，也是對(duì)其學(xué)習(xí)本部分內(nèi)容的知識(shí)與能力的檢驗(yàn)過(guò)程。項(xiàng)目式的教學(xué)方式讓學(xué)生能夠發(fā)揮自主性與獨(dú)立性，可激發(fā)對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。把教學(xué)單元設(shè)計(jì)成為靈活多樣的項(xiàng)目，能夠適合學(xué)習(xí)程度不同層次的學(xué)生嘗試向更深層次的學(xué)習(xí)內(nèi)容邁進(jìn)，同時(shí)也能夠讓學(xué)生有創(chuàng)新空間，以創(chuàng)作出較為復(fù)雜的作品，為其創(chuàng)新能力的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)。

“運(yùn)用海龜畫(huà)圖設(shè)計(jì)Logo”案例概述

“身邊的算法”是信息科技新課標(biāo)第三學(xué)段（5-6年級(jí)）的小學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容。雖然之前學(xué)生接觸過(guò)圖形化編程，但是代碼編程中“沒(méi)有舞臺(tái)和角色”“指令都需要字母輸入”等給學(xué)生學(xué)習(xí)和理解代碼造成了困難，對(duì)于達(dá)到新課標(biāo)中“對(duì)于給定的任務(wù)，能夠?qū)⑵浞纸獬梢幌盗械膶?shí)施步驟，使用三大程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單描述實(shí)施過(guò)程”還存在很大的差距。

基于學(xué)情，本文運(yùn)用海龜畫(huà)圖模塊作為大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的工具，采用有趣、簡(jiǎn)單、容易學(xué)習(xí)的指令，引發(fā)學(xué)生對(duì)于編程學(xué)習(xí)的興趣，初步體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)。本案例以“制作一個(gè)體現(xiàn)自己特點(diǎn)（如名字、愛(ài)好等）的Logo”為大單元教學(xué)項(xiàng)目，將大項(xiàng)目進(jìn)行拆解，通過(guò)層層遞進(jìn)、螺旋式上升的任務(wù)，逐步讓學(xué)生理解指令背后的含義，并完成大項(xiàng)目任務(wù)。

案例描述

1.教學(xué)目標(biāo)

本課程帶領(lǐng)學(xué)生從圖形化編程過(guò)渡到Python編程，降低難度。本案例的素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)是讓學(xué)生理解程序指令的背后含義，學(xué)習(xí)將圖形抽象和分解，能夠運(yùn)用指令、設(shè)計(jì)指令模擬畫(huà)出圖形；知識(shí)教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)習(xí)與理解Turtle庫(kù)的常見(jiàn)命令，如上下左右移動(dòng)畫(huà)筆、填充顏色、For循環(huán)等相關(guān)知識(shí)。

2.教學(xué)內(nèi)容分析

本單元大項(xiàng)目拆分為四個(gè)小項(xiàng)目。

第一小項(xiàng)目為“畫(huà)一個(gè)表情”，4課時(shí)，對(duì)應(yīng)的程序?yàn)轫樞蚪Y(jié)構(gòu)，主要包括畫(huà)筆的前后移動(dòng)、左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、抬筆和落筆、角度坐標(biāo)移動(dòng)等指令。本項(xiàng)目作為單元的起點(diǎn)，目標(biāo)是讓學(xué)生從圖形化編程過(guò)渡到代碼編程，理解程序中的順序結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)到指令和畫(huà)筆的移動(dòng)是一一對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，初步具有分析問(wèn)題的能力。

第二小項(xiàng)目為“畫(huà)一棟彩色的房子”，2課時(shí)，對(duì)應(yīng)的程序?yàn)轫樞蚪Y(jié)構(gòu)，主要包括畫(huà)筆、畫(huà)布顏色調(diào)整，封閉圖形涂色，程序注釋等指令。本項(xiàng)目旨在讓學(xué)生規(guī)范程序書(shū)寫(xiě)，體驗(yàn)和嘗試程序模塊化操作。

第三小項(xiàng)目為“畫(huà)出美麗的循環(huán)圖形”，3課時(shí)。前兩個(gè)小項(xiàng)目的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握了程序的順序結(jié)構(gòu)和將代碼模塊化的思想。本項(xiàng)目帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)循環(huán)結(jié)構(gòu)，并能夠通過(guò)控制變量畫(huà)出美麗的循環(huán)圖形。這一模塊是從順序結(jié)構(gòu)向循環(huán)結(jié)構(gòu)的過(guò)渡，從用順序結(jié)構(gòu)畫(huà)三角形到用循環(huán)結(jié)構(gòu)畫(huà)三角形，讓學(xué)生鞏固循環(huán)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)。

第四小項(xiàng)目為整個(gè)大項(xiàng)目的核心項(xiàng)目，是最終完成Logo的最后一步，1課時(shí)，主要考查學(xué)生對(duì)完成以上三個(gè)小項(xiàng)目的各種指令綜合運(yùn)用能力。本小項(xiàng)目也是學(xué)生對(duì)整個(gè)單元的內(nèi)容進(jìn)行回顧和總結(jié)。通過(guò)這個(gè)開(kāi)放性的項(xiàng)目，引發(fā)學(xué)生對(duì)編程的興趣，也能夠提高學(xué)生對(duì)自己想法的創(chuàng)意表達(dá)能力和物化實(shí)現(xiàn)能力。

3.教學(xué)實(shí)施

（1）畫(huà)一個(gè)表情

教師闡釋本單元的項(xiàng)目為“畫(huà)一個(gè)表情”，并將樣例展示給學(xué)生，告知學(xué)習(xí)目標(biāo)，引發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師將基本指令公布給學(xué)生，學(xué)生輸入并運(yùn)行這些指令，思考這些指令的含義。先讓學(xué)生嘗試并充分思考后，教師通過(guò)提問(wèn)的方式和學(xué)生共同研討。

學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)指令學(xué)習(xí)和掌握后，進(jìn)行單元項(xiàng)目“畫(huà)一個(gè)表情”。教師鼓勵(lì)學(xué)生提出各種想法，可以是苦笑、瞇眼等各種表情，給予學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)作。同時(shí)要求學(xué)生將程序分段書(shū)寫(xiě)，做好每段程序的注釋，鼓勵(lì)同伴之間共同交流來(lái)解決問(wèn)題。

（2）畫(huà)一棟彩色的房子

教師拿出一個(gè)學(xué)生在小項(xiàng)目1中完成的作品，演示如何給圖形涂色，并發(fā)布任務(wù)。學(xué)生學(xué)習(xí)如何給封閉圖形涂色，并進(jìn)一步理解程序注釋的作用和模塊化代碼的思想。在此基礎(chǔ)上，教師發(fā)布有挑戰(zhàn)性的任務(wù)“畫(huà)一棟彩色的房子”，使學(xué)生鞏固封閉圖形涂色的相關(guān)知識(shí)與技能。

（3）畫(huà)出美麗的循環(huán)圖形

使學(xué)生從順序結(jié)構(gòu)知識(shí)過(guò)渡到循環(huán)結(jié)構(gòu)知識(shí)的學(xué)習(xí)是教學(xué)的難點(diǎn)，也是學(xué)生理解本單元知識(shí)的重點(diǎn)。教師從學(xué)生已知經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，將順序結(jié)構(gòu)的代碼改為循環(huán)結(jié)構(gòu)，并讓學(xué)生嘗試和思考“如何用循環(huán)結(jié)構(gòu)畫(huà)一個(gè)矩形”。而后，給學(xué)生展示貝殼圖案，引導(dǎo)學(xué)生思考和觀察圓形的半徑變化和For循環(huán)中控制變量的變化有什么聯(lián)系，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生思考如何調(diào)整貝殼圓形的疏密，最后引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)出螺旋曲線。

（4）制作一個(gè)體現(xiàn)自己特點(diǎn)的Logo

這是大單元教學(xué)的關(guān)鍵一步，是學(xué)生對(duì)本單元知識(shí)與技能的綜合運(yùn)用，讓學(xué)生從創(chuàng)意想法出發(fā)，完成程序設(shè)計(jì)、調(diào)試、作品制作。為此，教師發(fā)布相關(guān)任務(wù)并說(shuō)明制作出的Logo要求，如體現(xiàn)自己特點(diǎn)的動(dòng)畫(huà)人物、愛(ài)好或姓名等，同時(shí)也展示一些Logo樣例，引發(fā)學(xué)生的思考和創(chuàng)意；引導(dǎo)學(xué)生先使用“小項(xiàng)目”中學(xué)習(xí)的指令勾勒形狀圖案；而后使用“小項(xiàng)目”中學(xué)習(xí)到的涂色指令對(duì)部分圖案涂色；最后使用“小項(xiàng)目”中循環(huán)命令，對(duì)自己畫(huà)出的部分圖案進(jìn)行平移復(fù)制或者旋轉(zhuǎn)復(fù)制。學(xué)生完成作品制作全部任務(wù)后，教師組織學(xué)生之間的作品互評(píng)，以及優(yōu)秀作品交流展示。

總結(jié)與展望

大單元教學(xué)設(shè)計(jì)能突破知識(shí)點(diǎn)之間的壁壘，為新舊知識(shí)之間的聯(lián)系提供紐帶，從而使學(xué)生更好地理解與掌握新學(xué)知識(shí)。項(xiàng)目式教學(xué)能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)意與物化能力，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)與探究能力。本課程案例采用大單元教學(xué)設(shè)計(jì)，基于項(xiàng)目式開(kāi)展教育教學(xué)，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，可為編程的教學(xué)模式改革提供借鑒和思考。

參考文獻(xiàn)

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劉飛. 語(yǔ)文統(tǒng)編教材大單元教學(xué)設(shè)計(jì)框架構(gòu)建及其運(yùn)用[J]. 基礎(chǔ)教育課程，2020（23）： 40-51.

編" "輯：馮安華