《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(下文簡稱“新課標(biāo)”)提出了“倡導(dǎo)真實性學(xué)習(xí)”的課程理念,強調(diào)教師要創(chuàng)新教學(xué)方式,借助項目驅(qū)動等方式,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷信息科技原理的運用過程。當(dāng)前的初中編程教學(xué)仍然存在教學(xué)方式單一、學(xué)生主體性缺失等問題,導(dǎo)致學(xué)生無法較好地理解編程知識的使用方式,不能獲得思維能力上的發(fā)展。對此,教師應(yīng)當(dāng)基于新課標(biāo)的思想,加強對項目化教學(xué)手段的運用,讓學(xué)生在項目探索中實現(xiàn)對問題的分解、抽象、驗證,獲得思維能力的發(fā)展,進而提升初中編程教學(xué)的質(zhì)量。
一、在初中編程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要性
新課標(biāo)指出,教師應(yīng)當(dāng)重視培養(yǎng)學(xué)生的計算思維,讓學(xué)生在解決問題的過程中掌握抽象、分解、建模等思維方式,反思并優(yōu)化解決問題的方案,將知識和經(jīng)驗遷移到更多的場景中去。在傳統(tǒng)的初中編程教學(xué)中,教師多采取灌輸式的教學(xué)手段,在教學(xué)中過于看重學(xué)生對單一知識和技能的掌握,卻忽視了對學(xué)生思維能力的培養(yǎng),導(dǎo)致學(xué)生無法較好地將所學(xué)知識遷移到更多的場景中去,限制了學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展[1]。對此,通過在編程教學(xué)中融入對學(xué)生思維能力的培養(yǎng),可以有效改善編程教學(xué)的質(zhì)量。一是有助于提升學(xué)生的編程學(xué)習(xí)效率。良好的思維能力可以讓學(xué)生更好地理解和掌握編程知識,通過邏輯推理的方式找到編程的關(guān)鍵所在,有效解決編程中遇到的難題。二是促進學(xué)生對學(xué)科知識的有效遷移。思維能力的培養(yǎng)可以讓學(xué)生更好地將編程知識、編程思維遷移到更多的場景中去,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。三是增強學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在編程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,可以有效增強學(xué)生在編程學(xué)習(xí)中的自主性、主動性,讓學(xué)生在對學(xué)習(xí)資料的批判性評估中選擇最優(yōu)的學(xué)習(xí)方法,進而提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
二、通過項目化教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生思維能力的優(yōu)勢
項目化教學(xué)是指教師依托真實的項目來引導(dǎo)學(xué)生展開對知識、技能、思想的探索。區(qū)別于傳統(tǒng)的教學(xué)方式,項目化教學(xué)強調(diào)學(xué)生的自主性,注重讓學(xué)生參與到解決問題的完整過程中去。在初中編程教學(xué)中采取項目化教學(xué)手段,有助于實現(xiàn)對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)[2]。
首先,項目化教學(xué)主張讓學(xué)生在真實情境中展開對知識的探索,從而增強編程知識和學(xué)生生活之間的關(guān)聯(lián),有效激活學(xué)生的生活經(jīng)驗,讓學(xué)生可以在開放的氛圍中探索知識、技能,從而促進學(xué)生思維能力的發(fā)展。
其次,項目化教學(xué)指向了學(xué)生高階思維的發(fā)展,具體體現(xiàn)為在項目化教學(xué)中,學(xué)生需要從問題情境出發(fā),解決具有挑戰(zhàn)性的問題,在問題解決、創(chuàng)造、系統(tǒng)推理等活動中獲得高階思維的發(fā)展,進而使學(xué)生的思維能力獲得增強。
最后,在項目化教學(xué)中,學(xué)生得以對自己的問題解決過程建立完整的認識,這有助于學(xué)生做反思和歸納總結(jié),從而讓學(xué)生可以在未來的學(xué)習(xí)中有針對性地改進和提升自己,讓學(xué)生的思維能力獲得更好的發(fā)展。
三、指向思維能力培養(yǎng)的初中編程項目化教學(xué)策略
“循環(huán)結(jié)構(gòu)”是初中編程教學(xué)的重要組成部分,在“循環(huán)結(jié)構(gòu)”的項目化教學(xué)中,教師應(yīng)重點引導(dǎo)學(xué)生探索for循環(huán)語句的定義、作用、通用格式、使用場景等內(nèi)容。在之前的學(xué)習(xí)中,學(xué)生對程序語句、算法的概念等基本知識有了比較深刻的認識,具備了接受項目化教學(xué)的基礎(chǔ)。
(一)設(shè)置問題情境,激活項目探索興趣
項目化教學(xué)強調(diào)讓學(xué)生以真實情境為依托展開對知識的探索。在項目化教學(xué)中,教師需要結(jié)合學(xué)生的興趣需求以及學(xué)生探索項目知識的需要,設(shè)計適合的項目主題和問題情境,為學(xué)生參與項目實踐創(chuàng)造良好的環(huán)境。在問題情境的創(chuàng)設(shè)中,教師也要重視學(xué)生的生活經(jīng)驗,借助問題情境來增強學(xué)科知識和學(xué)生生活之間的關(guān)聯(lián),讓學(xué)生可以更好地參與到實際問題的解決中去。
在“for循環(huán)”的教學(xué)中,某教師設(shè)計了“我來設(shè)計智能軌道”的項目化教學(xué)活動,讓學(xué)生從智能機器人中受到啟發(fā),學(xué)習(xí)使用for循環(huán)的知識來設(shè)計軌道。為了提升學(xué)生的探索興趣,在活動的一開始,該教師使用視頻的方式,向?qū)W生展示了“智能機器人大賽”的場景,向?qū)W生普及了一些智能機器人的知識,讓學(xué)生了解到這一比賽的目的是考查選手的編程能力。接著,該教師再向?qū)W生展示智能軌道的場景,并且向?qū)W生提出問題:“智能軌道是智能機器人大賽的一個典型題目,如果你是參賽選手,需要使用編程的方式畫十個同切圓的軌道圖形,你會如何來實現(xiàn)這個功能?”接下來,該教師引導(dǎo)學(xué)生代入“程序設(shè)計師”的角色,讓學(xué)生初步思考解決問題的方法。
如此,借助問題情境創(chuàng)設(shè)的方式,教師可以讓學(xué)生更快地進入真實問題的探索中,為學(xué)生后續(xù)的項目實踐奠定基礎(chǔ)。在學(xué)生探索項目情境的過程中,教師也要重視師生、生生之間的交流討論,激勵學(xué)生大膽分享自己的真實看法,營造良好的課堂互動氛圍,從而取得更好的教學(xué)效果,讓學(xué)生的思維能力獲得更好的發(fā)展。
(二)引導(dǎo)主動探究,促進項目深度探索
在項目化教學(xué)中,教師要注重增強學(xué)生的自主性,讓學(xué)生獲得完整的問題探索體驗。對此,教師要借助多樣化的方式,激活學(xué)生內(nèi)在的驅(qū)動力,幫助學(xué)生擺脫被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)。在這個過程中,教師也要適當(dāng)發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用,幫助學(xué)生建立適合自己的問題解決模式,進一步挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能,促進學(xué)生思維能力的成長[3]。
在“循環(huán)結(jié)構(gòu)”的項目化教學(xué)中,某教師借助任務(wù)驅(qū)動的方式來為學(xué)生搭建探索支架,助力學(xué)生對項目主題的探索。首先,該教師將學(xué)生分成幾個小組,為學(xué)生提供任務(wù)。
任務(wù)1:思考問題,分析如何通過編程的方式繪制出十個同切圓的機器人圓形軌道,讓圓的半徑分別是50、55、60、65、70、75、80、85、90、95。
任務(wù)2:基于上一任務(wù),設(shè)計程序框架圖,分析框架圖的特點是什么。
任務(wù)3:將你設(shè)計出的框架圖轉(zhuǎn)化為代碼,分析這段代碼的特點是什么,思考簡化代碼的方法。
任務(wù)4:使用編程平臺,輸入你編寫的代碼,嘗試運行,觀察運行的效果。
任務(wù)5:借助教師提供的微課視頻,歸納總結(jié)for循環(huán)結(jié)構(gòu)的語句格式。
接著,該教師引導(dǎo)學(xué)生一起對任務(wù)單上的內(nèi)容展開分析,讓學(xué)生判斷自己的學(xué)習(xí)重點,以及在實踐中可能會遇到哪些問題。在這個過程中,該教師還鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的編程經(jīng)驗,對上述任務(wù)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,讓學(xué)生可以設(shè)計出更加符合自己需求的實踐方案,促使學(xué)生積極參與到實踐探索中去。在學(xué)生主動探究的過程中,該教師也根據(jù)學(xué)生的實際表現(xiàn),為學(xué)生提供微課、直接輔導(dǎo)等幫助,讓學(xué)生可以更好地參與到項目探索中去。
總之,增強學(xué)生在項目實踐中的自主性,可以讓學(xué)生真正理解解決問題的方法,從而挖掘?qū)W生的思維潛能,促進學(xué)生思維能力的進一步發(fā)展。
(三)強調(diào)合作交流,加深項目主題理解
在初中編程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,需要教師為學(xué)生創(chuàng)造開放的學(xué)習(xí)空間,讓學(xué)生樂于思考,學(xué)會主動思考。對此,在項目化教學(xué)中,教師要強調(diào)學(xué)生之間的合作討論,引發(fā)學(xué)生之間的思想碰撞,讓學(xué)生可以吸收更多有趣的觀點,從而幫助學(xué)生拓展自己的思維方式,讓學(xué)生對如何解決項目問題形成更加深刻的理解,促進學(xué)生思維能力的成長。
在“循環(huán)結(jié)構(gòu)”的項目化教學(xué)中,某教師通過以下方式來促進學(xué)生之間的交流討論:在創(chuàng)設(shè)情境之后,給學(xué)生充足的時間進行交流,讓學(xué)生通過分享自己的編程經(jīng)驗、上網(wǎng)調(diào)查等方式,了解更多與機器人大賽相關(guān)的信息,并且分析“軌道問題”,初步思考解決問題的方法。在向?qū)W生展示了學(xué)習(xí)任務(wù)單之后,該教師向?qū)W生提出問題:“是否存在一種代碼,既可以實現(xiàn)同樣的效果,又可以簡化程序?”同時,該教師為學(xué)生展示了一段自己編寫好的代碼,讓學(xué)生嘗試對這段代碼進行分析,思考這段代碼在設(shè)計上存在怎樣的特點,運行的結(jié)果會是怎樣的,等等。學(xué)生需要和自己的同伴一起分析這段代碼,嘗試找出其中存在的問題,并且在實踐中歸納總結(jié)出for循環(huán)結(jié)構(gòu)的通用格式。在學(xué)生完成了對項目主題的探索之后,該教師引導(dǎo)學(xué)生進行認知延伸,鼓勵學(xué)生分析for循環(huán)語句的使用價值,思考所學(xué)知識還可以解決生活中的哪些問題,嘗試探索更多的問題解決方案。如有的學(xué)生將for循環(huán)的知識用在了“分發(fā)物體”的場景中,有的學(xué)生將其用在了計算問題中,等等。在這個過程中,學(xué)生分享了自己的問題解決方案,并且邀請他人對自己的想法進行評價,在相互幫助中提升了思維品質(zhì)。
總之,在項目化教學(xué)中,教師要強化學(xué)生之間的交流討論,讓學(xué)生可以接觸到更多有價值的思維方式,促使學(xué)生在交流互動中不斷優(yōu)化自己的思維模式,從而讓學(xué)生的思維能力獲得更加全面的發(fā)展。
(四)重視學(xué)科融合,拓展項目體驗邊界
項目化教學(xué)可以增強教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生生活之間的關(guān)聯(lián),讓學(xué)生形成生活化的眼光。在項目化教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生從跨學(xué)科的角度對項目主題進行分析,讓學(xué)生可以綜合運用不同學(xué)科的知識來解決問題,從而進一步實現(xiàn)對學(xué)生思維能力的鍛煉,讓學(xué)生能夠找到更加有效的解決問題的方法[4]
在“循環(huán)結(jié)構(gòu)”的項目化教學(xué)中,為了讓學(xué)生獲得更好的項目探索體驗,教師可對教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)?shù)耐卣?,讓學(xué)生結(jié)合其他學(xué)科的知識來掌握項目的本質(zhì)。一方面,引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度思考問題,讓學(xué)生將程序語言和數(shù)學(xué)運算結(jié)合在一起,思考兩者之間存在怎樣的聯(lián)系和區(qū)別。借助這一討論活動,教師可以讓學(xué)生形成更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式,學(xué)會對自己的編程語言進行優(yōu)化,促進學(xué)生思維能力的發(fā)展。另一方面,在學(xué)生總結(jié)了for循環(huán)的語句格式之后,教師可以給學(xué)生布置新的學(xué)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生進一步總結(jié)for循環(huán)結(jié)構(gòu)的使用環(huán)節(jié),并且制作一份圖表,通過圖文結(jié)合的方式來展示for循環(huán)的使用方法,向更多人介紹使用循環(huán)結(jié)構(gòu)的注意事項。在這個過程中,學(xué)生需要對自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗進行歸納總結(jié),并且將自己代入教師的角色中,運用語文、美術(shù)、信息技術(shù)知識相融合的方式來制作出新的作品。
總之,跨學(xué)科知識的融入,可以進一步增強項目情境的真實性,讓學(xué)生可以更好地結(jié)合自己的生活經(jīng)驗來探索解決問題的方法,從而更好地促進學(xué)
生思維能力的發(fā)展。
(五)加強自主反思,完善項自學(xué)習(xí)體驗
在項目化教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,需要教師積極引導(dǎo)學(xué)生展開反思,讓學(xué)生可以提煉出適合自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗、問題解決經(jīng)驗,為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和實踐奠定基礎(chǔ)。在項目化教學(xué)中,教師要為學(xué)生創(chuàng)造良好的自主空間,激勵學(xué)生從不同的角度來評價自己的問題解決過程。同時,教師也要適當(dāng)發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用,幫助學(xué)生展開有針對性的反思和總結(jié),完善學(xué)生的項目學(xué)習(xí)體驗。
在“循環(huán)結(jié)構(gòu)”的項目化教學(xué)中,教師可引導(dǎo)學(xué)生從以下的角度來進行自主反思: ① 你制作出的作品是否有用到for循環(huán)結(jié)構(gòu)? ② 你設(shè)計出的程序語句是否清晰簡明、操作簡單? ③ 你設(shè)計出的圖表是否可以清楚地介紹for循環(huán)語句的使用方法? ④ 你是否積極地參與到項目探索中去,參與了各個項目實踐環(huán)節(jié)? ⑤ 你是否可以根據(jù)任務(wù)的需要,選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)字化資源工具來解決問題? ⑥ 你是否可以將for循環(huán)的知識用到更多的生活場景中去?
在學(xué)生進行反思的同時,教師也要對學(xué)生的作品、參與項目的過程進行分析,從學(xué)習(xí)態(tài)度、思維能力、學(xué)習(xí)能力等角度,對學(xué)生進行恰當(dāng)?shù)脑u價,幫助學(xué)生更好地認識自我。最后,教師要引導(dǎo)學(xué)生對整個項目探索過程進行完整的歸納總結(jié),并且鼓勵學(xué)生在課后展開自主實踐,讓學(xué)生進一步使用自己學(xué)習(xí)到的知識,促使學(xué)生形成更加開放的編程眼光,讓學(xué)生的思維能力獲得更好的發(fā)展。
四、總結(jié)
在初中編程教學(xué)中采取項目化教學(xué)手段,有助于學(xué)生的深度學(xué)習(xí),讓學(xué)生在信息獲取、信息加工等活動中完成對知識的構(gòu)建,實現(xiàn)對學(xué)生思維能力的有效培養(yǎng)。在項目化教學(xué)中,教師要注重增強學(xué)生的自主性,鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑,采取多樣化的問題解決方式,在真實情境的探索中獲得思維能力的發(fā)展,從而提高初中編程教學(xué)的效果。此外,在項目化教學(xué)中,教師也要關(guān)注學(xué)生之間的差異性,通過分層指導(dǎo)、個性化輔導(dǎo)等方式,為學(xué)生創(chuàng)造個性化的學(xué)習(xí)空間,讓每一個學(xué)生的思維能力都可以在原有的水平上獲得提升,從而取得更好的思維能力培養(yǎng)效果。
[參考文獻]
[1]丁東林.基于項目式學(xué)習(xí)的初中信息科技編程教學(xué):以“程序設(shè)計”為例[J].教育界,2024(33):20-22.
[2]陸潔.淺析初中信息技術(shù)Python編程教學(xué)策
(下轉(zhuǎn)133頁)