项目式学习架起编程教学和计算思维的桥梁

韩科营

摘要：计算思维是信息时代每个人都应具备的基本信息技术核心素养，是人类在未来社会求解问题的重要手段。编程可以有效提升学生的计算思维，但传统的编程教学从语法知识入手，忽视了计算思维的算法思想，学生的计算思维得不到有效提高。项目式学习强调以学生为主体，教师创设相关情境，引导学生在探究问题的过程中理解基础知识，形成计算思维。项目式学习与编程教学结合，更有利于提升学生的计算思维能力。因此，在项目式学习理论指导下，笔者以Python循环结构教学为例，开展教学实践，以提升学生的计算思维。

关键词：项目式学习;编程教学;计算思维;桥梁

引言

Python编程教学已经进入全国各地中小学校，在小学Python编程课程中，如何把握学科素养，提升学生学科思维，尤其是计算思维，是每位教师都要思考的问题。项目式教学作为激发学生兴趣、提升学生动手实践能力、启发学生思考的教学方式，开始进入教师的视野，很多教师都在思考如何把Python编程教学与项目式教学进行有机融合。

一、项目式学习

项目式学习，英文译为project-basedlearning简称PBL。这一概念最早出现在美国，作为杜威的学生，克伯屈基于其老师“做中学”的教育思想，提出了“项目学习”这一方法，该方法在当时引起很大的轰动，但是经过教育实践的检验后，发现项目学习中存在很多不足，该方法注重学生项目设计与制作，以项目的设计为主，经后来学者的改善，项目学习转变为项目式学习，美国巴克研究所认为项目式学习是探究与解决真实问题且以课程为核心的系统教学方法。国内学者夏雪梅表示，项目式学习是提升学生核心素养，让学生在动手实践中进行知识体系建构，提升学生问题解决能力、动手能力的教学方式，项目式学习能够让学生对学科核心知识形成更深的理解，对其展开更灵活的迁移应用。项目式学习是当下国外教学实践中普遍采用的教学模式。本文认为，项目式学习是从学生角度出发设计教学方案，确定教学内容和教学方式，为学生打造开放式学习环境，促进学生学以致用的一种教学方式。项目是学习中，问题的解决是关键，目的在于提升学生的知识习得、提取、应用能力。将项目式学习应用在小学Python编程教学中，可以让学生在课堂中发挥主观能动性，强化学生的学习主体地位，提升学生的团队合作能力、问题解决能力，实现素质与能力的跨越性提升。项目式学习的目的不仅是让学生理解知识，更重要的是让学生进行知识的探究，教师与学生共同选择学习内容、制定学习方法，对于教师而言，项目式学习下，学生不仅要掌握知识和技能，还需要提升学生的核心素养，在真实的学习情境中，教师指导学生围绕项目展开科学的研究，在动手中发现问题，探究问题，获得知识，掌握技能，挖掘和发展学生的潜能，提升学生的核心素养，促使学生可以学以致用。项目式学习中，一般包含五个基本流程，即选择项目——活动探究——作品制作——成果交流——活动评价。

二、小学教学中的问题

小学教学中存在的一大问题是学生的自主性比较差。小学阶段的学生自制力比较弱，在学习过程中很少积极主动地参与进去，在遇到问题时也很少主动进行探究，而是依赖教师的答案，这使学生对教师的依赖越来越严重，课堂学习效率较低。在当前的小学教学中还存在一大问题：学生的创造性不足。造成学生创造性不足的原因主要有两点：一是学生的思维受到限制，积淀的知识不足，不敢大胆提出质疑等;二是学生缺乏创造意识，不会主动尝试创新。学生的创造性不足，导致学生在学习信息技术相关知识时死板僵硬、不懂变通，进而形成恶性循环。所谓独立意识不足，不仅是指前文中提到的学生遇到问题之后依赖教师，还包括学生在平时学习中的表现。比如，在布置预习任务、要求学生进行自主探究时，许多学生只是简单地将教材看一遍，却不会思考信息技术中的每个程序到底有着什么样的意义，为什么会产生这样的作用，这导致学生的预习效果较差，在课堂上也难以提出有意义的问题。教师对学生的实际学情不清楚，在开展信息技术教学时无法因材施教，教学效果也就难以得到保障。

三、项目式学习策略

（一）探究实践，问题深入，锻炼抽象思维

抽象思维是计算思维的另一个重要维度，它是在分析问题时抽取最本质的特性形成概念。项目化学习最主要的环节就是学生的主动实践探究，Python编程更是离不开学生的探究实践。教学片段4：深入问题，循环嵌套。通过问题深入，进一步让学生思考：图中左边那个图形可以分解为几个正方形？旋转的角度及旋转次数之间有什么联系？分析循环体和循环次數，利用循环结构进行算法设计。通过具体的实例将循环具象化，学生进一步理解了循环结构，并掌握了其初步应用。参照计算思维解决问题的方式，让学生进行确定问题、分析问题、模式识别、算法设计等一系列思维训练，能突破本课的难点，让学生体验将复杂问题变成简单问题的思维过程。这样的训练让学生不仅拥有了自主思考的机会，而且能够迅速提高计算思维能力。

（二）Python编程项目式教学模式设计

教师在讲授本节课时，可以结合课堂案例介绍该平台是如何助力编程教学的。为了能让学生爱上编程学习，真正实现“玩中学”，在收获编程带来的乐趣和成就感的同时，提高信息技术科学素养。在“Python趣味编程——猜数字游戏设计”项目教学中，采用了情景式、启发探究式的教学策略，先让学生体验生活中的猜数字游戏，了解规则和实现过程，再对比Python猜数字游戏的实现过程，教师通过提问、引导等方式启发学生分析游戏实现的过程、探究实现的算法，进行编程与调试，最终完成游戏设计。为了体现学生的主体性，提高其在课堂上的参与程度，提供Python代码和相关知识点的视频等学习资源给学生，让他们在课堂上充分利用教材和已有的知识经验开展自主、协作与探究学习，引领学生主动建构和完善自身的认知结构，开启“用已知探未知”的思维方式。本节课使用项目式教学方法，课时设计为四个课时，紧扣认知学习的规律。项目式教学流程可分为浏览作品、开阔视野;分析案例、探究路径;自主探究、完成任务;作品评价、展示交流等几个方面。同时，计算思维的培养注重分析问题，提出问题解决思路、设计算法、用代码实现算法、调试运行等环节。

（三）Python编程项目式学习教学设计小结

设计适应小学生的Python编程项目式学习教学方案，明确了项目式学习教学的具体流程，在展开一个学期的项目式学习教学后，对教学效果进行评价，发现在项目式学习教学中，学生学习的主动性得以强化，学生的探索求知欲得到加深，学生的学习效果自然更加理想。研究证明，项目式学习教学模式下，学生的学习水平得到提升，在问题的发现、项目的设计、问题的解决等方面，学生更积极热情。将项目式学习应用到Python编程教学中是科学可行的方式，该方法下Python编程教学可以赢得学生更多的认可与喜爱，教学效果自然更理想。

结束语

总之，在项目式编程教学中，引导学生在教学过程中“训练分解思维—培养算法思维—锻炼抽象思维—提升发散思维—提高概括思维”，不仅可以让学生学习到编程知识，还能有效培养计算思维，促进其核心素养发展。

参考文献

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