培养计算思维的Python拓展课程项目教学探究

刘玲萍

摘 要：本文基于目前信息技术课程越来越趋向于应用化和工具化，传统教学难以发展学生思维能力等现状，笔者以培养学生计算思维为目标开设思维拓展课程《Python！思考快你一步》，采用项目教学的方式，使学生更有效率地掌握学科知识，并在此过程中培养实际思考和解决问题的能力，培养学生的计算思维。本文将从“选定项目”、“制定计划”、“项目探究”、“项目制作”、“成果交流”、“项目评价”六大流程出发，浅谈培养计算思维的项目教学在初中信息技术Python拓展课程中的运用。

关键词：计算思维;项目教学;Python拓展课程

计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。它包括分解思维、模式识别、流程建设、抽象化、编码思维、存储思维、安全思维、算法思维、操作思维等。计算思维的提出，为改变目前信息技术课程只注重功利性应用而忽略长久思维能力发展的状况，提供了很好的视角。目前中小学信息技术基础课程的传统教学流程一般是：教师在演示操作的同时，对知识点进行说明、解释，学生根据教师的要求进行练习，学生的计算思维能力难以得到发展。而项目教学是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。通过选定项目→制定计划→项目探究→项目制作→成果交流→项目评价的项目教学流程，学生利用信息技术收集所需的信息，对信息进行加工处理，找出解决实际问题的办法，并在此过程中培养实际思考和解决问题的能力，有效发展计算思维。

基于以上思考，笔者以培养学生计算思维为目标开设思维拓展课程《Python！思考快你一步》，进行一些尝试后对培养计算思维的项目教学策略进行了梳理，分为六大流程。

一、选定项目

（一）教师创设情境，学生拆解情境问题，形成分解思维

分解思维的培养过程最好是以具体问题为依托，学生借助拆解情境问题，把复杂的问题拆解成较轻易应付和理解的小问题，通过解决小问题而解决复杂的问题。从生活实例情境引入，在游戏中使用算法，学生如果觉得它很实用、有价值，自然就会想学习、掌握该知识点。

（二）教师以任务为驱动，学生识别规律，培养模式识别

在设计学习任务时，问题的难易要适中，充分发挥任务的驱动效果，激发学生积极地进行对于具体问题的分析与探究，寻找到事物之间的共同特点，利用这些相同的规律解决问题。

二、制定计划

（一）教师抽象分析，学生抽象问题，形成抽象化思维

在分析过程中，去除问题中与原来有关联的现实中的对象的依赖关系，并对其进行泛化。

（二）教师分层教学，学生画出流程，学习建设流程

在锻炼学生计算思维时不妨融入分层教学的理念。分层教学可以针对两个方面。一方面，教学的内容可以相应分层，如果是较为复杂的问题，教师可以将一个大的问题拆分成由浅入深的几个小问题。另一方面，可以对于学生展开有效分层，对于不同能力水平的学生安排不一样的学习任务。这样更符合学生的认知水平，相应的教学内容也更易于被学生普遍吸收。

三、项目探究

（一）教师模型分析，学生建立模型，形成建模思维

通过模型分析，让学生明白其背后的原理和内在思维，培养学生对知识的转化和应用能力。

（二）教师数据分析，学生组织数据，形成编码思维

学生通过组织数据，进行编码，学会用计算机的方式思考、解决问题。

四、项目制作

（一）教师程序分析，学生编程调试，形成算法思维

随着教学的不断深入，学生会慢慢在课堂上接触到程序的编写与调试问题，这是对于学生提出的更高要求，也是对于学生计算思维能力的深化培养。

（二）教师操作指导，学生解决问题，形成操作思维

笔者以Python编程的基本步骤为线索，形成循序渐进的梯度，组成一个任务链，使学生在“做中学”、“学中做”的过程中加深对知识的理解。教师在教学程序编写时可以选取一些有代表性的知识点进行讲授，将知识点融入到学习任务中让学生来尝试完成，让学生具备一定的程序编写与调试的能力，这同样是计算思维能力的直观体现。

五、成果交流

（一）教师提供建议，学生通过优化，形成优化思维

对算法的有关性能进行优化，如时间复杂度、空间复杂度、健壮性。通过解决问题我们可以看出，有时并不是得出了答案即可，我们应该尽可能的寻找最优解，不断地对方法进行改进，对算法的一点小小的改进可能会减少很多计算机的负担。

（二）教师成果展示，学生交流讨论，形成合作思维

同一項目组内、不同项目组间通过学习平台互相交流、借鉴、学习。

六、项目评价

（一）教师指导评价，学生评价反馈，培养总结思维

对项目实施的整个过程进行回顾、分析，并做出客观评价的电子材料，上传学习平台。

（二）教师拓展提升，学生巩固拓展，形成迁移思维

算法设计中的每种算法都是一种通用解题策略，具备计算思维特性，可在多个领域应用。学生通过针对具体任务的操作，扩展到一类操作，进而归纳出具有共性的操作模式，触类旁通地使用其他软件。

通过在《Python！思考快你一步》拓展课程中培养计算思维的项目教学运用的探究，学生学会如何利用信息技术去收集研究所需的信息，对信息进行加工处理，找出解决实际问题的办法，在此过程中培养实际思考和解决问题的能力，学生不但学习到信息知识的掌握和信息技能的操作，更是锻炼了用信息技术学科思维方式理解信息世界，正确认识技术、个人和社会的内在关系。

参考文献：

[1]周以真.计算思维.中国计算机学会通讯[J].，2007.3（11）.

[2]邬彤.基于项目的学习在信息技术教学中的应用[J].北京师范大学教育技术学院，2008：75.