高中信息技术课堂项目式学习培养学生计算思维的思考

肖小桃

摘 要：2017版新课标指明了高中信息技术学科的四大核心素养，计算思维是其中之一。另外，新课标还明确建议在高中信息技术课堂教学中实施项目学习。本文即旨在讨论如何在高中信息技术课堂教学的项目学习过程中培养学生的计算思维。

关键词：高中信息技术;计算思维;项目学习

2018年1月教育部颁布了2017版《普通高中课程方案和各学科课程标准》，指明高中信息技術学科的核心素养由“信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任”四个核心要素组成，明确建议“课程倡导基于项目的学习方式”，提出“项目学习应以信息技术学科核心素养的养成为目标，在项目实践中渗透学科核心素养，整合知识与技能的学习”。本文即是笔者对高中信息技术课堂中通过项目学习培养学生计算思维的一些思考。

高中信息技术课标对计算思维的定义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过程中产生的系列思维活动。具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式来界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据;通过判断、分析、综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案;总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其它问题解决中。高中信息技术课堂教学中的项目学习一般可分为四个环节：需求分析、项目设计、项目实施和项目交流评价。在项目学习过程中培养学生的计算思维，就是让学生不断经历“需求分析（理解任务—抽象）、项目设计（分解任务—分解;设计步骤—算法开发）、项目实施（解决问题完成任务—概括迁移）、项目交流评价（检验完成情况—反馈调试）”的项目学习过程，来培养学生的计算思维。

一、需求分析：理解项目需求和项目功能，提升学生抽象、分解能力

需求分析是项目开发的首要环节，目的是明确项目需求和项目功能。

1. 理解项目需求：在教师的要求之外，展开头脑风暴，开发自我创意，让学生尽可能多地明确项目需求。

2. 描述需求：锻炼学生用六要素串联法（六要素指：时间、地点、人物、起因、经过、结果）将需求描述出来，提升学生的抽象能力。

3. 分析需求：引导学生对项目做出清晰准确的判断，并拆分、细化项目需求，用抽象进行建模。

高中信息技术课堂教学的项目学习一般要求创设适合学生认知特征的活动情境，因此项目需求和项目功能一般较为简单。由于课时限制，很多教师容易忽略需求分析过程，只是简单介绍一下活动情境后就直接说明项目需求。这是十分不利于学生计算思维培养的。实际上，描述需求和分析需求过程，对学生抽象能力、分解能力的培养起着重大作用。教师应当适当放宽学生需求分析项目的时间，引导学生展开头脑风暴，体验从模糊到清晰的思维分析过程，以锻炼学生思维的创新性和缜密性，提升学生的抽象能力。

二、项目设计：分解任务、设计步骤，提升学生的分解能力和算法开发能力

1. 分解任务：对应需求分析中拆分细化后的项目需求，将一个复杂的项目，在保证不改变本质的前提下，约简、分解成若干个简单的小任务。

2. 设计步骤：寻求解决分解后小任务的方法，用流程图画出解决问题的过程或设计不同模块的算法。每个分解后的小任务可视为一个模块，组合而成为整个项目。

项目设计过程将项目约简分解成若干个简单的小任务，每个小任务模块化，每个模块的解决方法都通过流程图工具清晰地分解为一系列可直接执行的有序的步骤，再通过算法设计出解决问题的方案。这是运用计算机科学的基础概念进行问题设计、求解的系列思维活动，是学生在分解设计过程中体验计算思维，培养计算思维的过程。

三、项目实施：运用数字化工具解决问题和完成任务，提升学生概括、迁移能力

项目实施是把项目设计过程中的流程图、算法程序化，即转化为可用数字化工具执行的操作，以解决问题完成任务。项目实施过程要运用已有知识，学习新的方法技能;对知识内容进行提炼梳理，融入到已有知识建构中;总结推广问题的求解过程，迁移到相关的更广泛的问题解决与应用中。这是学生在解决问题过程中体验计算思维，培养计算思维的过程。

四、项目交流评价：交流评价项目的设计方案及完成情况，提升学生反馈调试能力

项目交流评价是一个分享拓展、反馈调试、改进完善的过程。通过项目交流评价，对问题解决的方案和完成情况进行分析评估，使学生检验自己思维过程的不足之处，学习欣赏他人的创意与思路;根据交流反馈情况对项目进行调试，改进完善，以提升学生分析问题、解决问题的能力。

计算思维是一种思维方式，培养计算思维的过程就是不断经历分析思考、实践求证、反馈调试以解决问题的过程。要在高中信息技术课堂的项目学习过程中培养学生的计算思维，就要把计算思维的基本方法自然融入到教学各个环节，让学生感受用计算思维分析、设计、解决问题的过程，实现计算思维内化，最终能自己运用计算思维解决问题，从而实现培养学生计算思维的目标。