新课标视域下信息科技与劳动课程跨学科主题项目化建构——以《身边的算法》一课为例

林椿 江苏省苏州市吴江区北门小学

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称新课标）中指出“算法”是计算机科学的核心，但不仅限于计算机科学领域，在日常学习与生活中，算法被广泛应用于各个领域的实际问题求解中。本文基于新课标中“跨学科学习”核心内涵及相关内容，尝试将小学信息科技新课标中算法教学模块与劳动课程中的种菜、做饭等劳育元素相融合，构建跨学科主题项目化教学，在信息科技教学中渗透劳动育人价值，在劳动课程中让学生感受算法在劳动中的魅力。

● 整体设计

本课结合劳育元素以“情境线+知识线+评价线”三线整体并行推进的模式，构建“劳动中的算法”这一跨学科主题项目化教学活动。

1.情境线

本着从学生视角出发的原则，笔者围绕本课“学生身边的算法”这一教学的核心内容，结合学生在校园里的“青青菜园”里数菜、种菜、用收获蔬菜做菜等真实情境，梳理设计本课的情境线主轴为“数菜引算法、种菜说算法、做菜构算法、联想拓算法”，在高度真实的问题情境链中，鼓励学生调动劳动经验和思维能力，激发学生解决问题的意愿。

2.知识线

算法是计算思维的核心要素之一，根据新课标的课程实施要求，笔者结合华东师范大学李锋教授主编的《小学信息科技新版课程标准解析与教学指导（2022版）》对算法模块的课程的实施建议，将本课的知识主线梳理为“算法的概念、算法的描述、算法的执行、算法的应用”，在层层关联的知识脉络中，让学生掌握算法的概念，能利用自然语言、流程图等方式描述算法，在项目活动的探索中能初步运用算法思维，分析与设计简单算法，理解算法执行的流程，最终能将这种能力迁移应用到解决生活和学习中的其他问题中。

3.评价线

本课注重评价育人，关注个体过程性评价，同时也关注学习共同体的集体性评价。团体评价结合本课的情境线，以“分组认领责任田”的方式培养学生团体合作意识；个体评价结合本课的知识线，将个人任务性评价以流程图“判断框”的形式呈现，让学生自我评价判断“我会”还是“不会”。通过个人和团体的多维评价教师可以随时了解学生学习上的进展情况，获得教学过程中的连续反馈，为调整教学节奏提供参考。

● 项目实施

1.项目活动1：数菜“引”算法——算法的概念

在《义务教育劳动课程标准（2022年版）》颁布后，为了实施劳动教育教学提出的新标准、新要求，学校特地为学生开辟了一块名为“青青菜园”的菜地，本课将这件发生在学生身边的新鲜事作为教学情境引领全课。教师引导学生围绕“青青菜园”里的菜长势喜人，如何快速地知道这块菜地里有多少棵菜这一问题，对解决这个问题的方法和步骤是什么进行头脑风暴。方法一：一棵一棵累加地数；方法二：数出行和列的棵数，再行数乘以列数得到总数；方法三：将班级里的人分组去数，最后将每组的结果相加得到总数。在问题求解的过程中，“什么是算法”“一个问题有多种算法”的算法知识在“数菜”的问题情境中水到渠成地被学生理解和掌握。在情境线和知识线推进的同时，教师巧用学生回答方法三的时机埋下个人评价和团体评价的种子。团体评价：全班学生按照计算机房内的座位进行分组，分别命名为“第一责任田”“第二责任田”“第三责任田”“第四责任田”，比一比哪一组“责任田”中的“蔬菜”贴纸收获最多，进而引导学生形成团体合作和组间竞争意识。个人评价：根据学生的回答，教师动态颁发“蔬菜”贴纸；学生根据自己掌握的情况在“学案”（如图1）[算法的概念]“判断框”中以打“√”的形式判断“我会”还是“不会”，完成自我评价。“情境线、知识线、评价线”在课的开始，一起并排“起跑”统领全课。

图1 《身边的算法》学案

2.项目活动2：种菜“说”算法——算法的描述

项目活动之间是通过情境“问题”衔接的，项目活动2以“我们班种过菜的同学有多少”这一问题衔接引入。在小调查统计确认学生是否有亲历种菜的劳动经验后，通过让学生“说一说”自己种菜的步骤，顺理成章地引导学生说出“种菜的步骤是……”，并介绍这种描述方式叫算法的“自然语言描述”。接着，教师出示以特定的图形符号表示种菜流程的图，让学生对比两种方法描述“挖洞→放入幼苗→将洞填平→浇水→施肥→果实成熟→收获”的种菜过程哪个更直观形象，顺势引导出算法描述的另一种方式“流程图描述”。在学生理解流程图的概念后，帮助学生对照“种菜流程图”认识和了解各图形符号的作用和使用规则。学生在“说”算法的情境中自然形成了“一种算法有多种描述”的知识概念后，根据自己掌握的情况在学案评价栏[算法的描述]“判断框”中以打“√”的形式完成自我评价。另外，在学案中，教师将本课新授的流程图图形符号暗含在一些小的设计细节中，即将学生填写“姓名、班级”的框设计成流程图的“输入框”形状，将“个人任务评价”设计成流程图“判断框”的形状，将“我的收获”设计成流程图“输出框”的形状，在辅助学生理解和巩固流程图知识的同时，向学生传递“将所学知识灵活运用”的理念。

3.项目活动3：做菜“构”算法——算法的执行

“青青菜园”大丰收啦！将收获的蔬菜作为食材，一起来学做美味的“蔬菜饼”吧！项目活动3并没有开门见山地直接讲解算法是如何执行的，而是先让学生对照算法的概念回答“菜谱也是算法吗”这个问题（菜谱是解决做蔬菜饼问题的方法和步骤，当然是算法），来复习项目活动1中“算法的概念”；对照菜谱做“蔬菜饼”的步骤补充填写“制作蔬菜饼”的流程图，来巩固和运用项目活动2中流程图图形符号的新知。食材准备就绪，开始烙蔬菜饼啦！教师营造真实的问题情境：“爸爸妈妈和我每人要1张饼，锅里每次最多只能烙2张饼，饼的两面都要烙，每面3分钟，怎样才能尽快吃上饼？”教师带领学生一起探究烙蔬菜饼问题的多种算法。方法一：可以一张一张地烙，烙一张正面需要3分钟，反面需要3分钟，一张烙饼需要6分钟，3张饼就是6+6+6=18分钟。方法二：还可以第一次先同时烙两张饼，需要6分钟，第二次再烙剩下的一张饼也需要6分钟，一共需要6+6=12分钟。方法三：先烙饼①饼②的一面，3分钟后饼①翻面继续烙，饼②被饼③换下来，再过3分钟后，将两面都烙过的饼①拿出，饼③翻面，把刚才只烙过一面的饼②放回去继续烙另一面，这样一共需要3+3+3=9分钟。引导学生对比发现只要保证锅中每次都有两张饼，就能最节省时间，用此方法延伸到烙4张、5张、6张饼……所需最少时间得出规律，初步建立“最少需要多长时间=要烙的总面数÷2×3=饼数×2÷2×3”的模型后，如何让计算机来执行呢？这就需要编写计算机能够识别和运行的程序。任务一，布置学生绘制流程图后，通过教材中的图形化编程软件来完成“计算烙饼时间”1.0程序（如图2）。

图2 “计算烙饼时间”1.0程序

考验升级：学校里为了让更多的小朋友吃到饼，将煎饼的工具升级，锅里最多每次同时可以烙5张饼，每面需要2分钟，现已知一个班有50个小朋友，需要烙50张饼，请问最少需要多长时间？引导学生反思优化算法，进一步完善模型“最少需要多长时间=饼数×2÷锅里每次最多能放几张饼×每面需要几分钟”，在修改流程图后，在图形化软件中优化“计算烙饼时间”1.0程序，完成任务二“计算烙饼时间”2.0程序（如图3）。在任务完成的过程中，如本组“责任田”中所有成员都完成了编程任务，组内每人将额外获得一枚“蔬菜”贴纸作为团体奖励，学生根据自己掌握的情况在学案评价栏[算法的执行]“判断框”中以打“√”的形式完成自我评价。

图3 “计算烙饼时间”2.0程序

最后，将搭建好的“计算烙饼时间”2.0程序与全班数学最好的学生进行“人机大比拼”，通过现场大量数据处理的较量，让学生们意识到计算机运算速度快、计算能力强的特点，引导学生要好好学习编程，才能让计算机更好地为人类服务。

4.项目活动4：联想“拓”算法——算法的联想

在“数菜”“种菜”和“做菜”项目活动的引领下，学生历经抽象、分解、建模、对比、反思的过程，理解和掌握了“算法的概念”“算法的描述”，推导出了最优算法，并通过图形化编写程序进行了“算法的执行”，在学会使用算法进行实际问题的求解的同时，感受到了算法在劳动中的魅力。生活中处处有算法，解决问题的背后蕴含着算法，如何将所学知识与生活相联系，将学与用对接，还需将本节课的应用情境拓宽，除了劳动中的算法（数菜、烙饼等），还有学习中的算法（指法、查字典等），以及生活中其他优秀的算法（导航、围棋定式等），通过结合实例，和学生一起讨论算法对生活的影响和价值。项目活动4个人评价：教师根据学生的回答颁发“蔬菜”贴纸；学生根据自己掌握的情况在学案评价栏[算法的联想]“判断框”中以打“√”的形式完成自我评价。

5.总结评价

在课程快结束时，教师通过设计“我的收获”环节让学生畅所欲言总结全课，并进行个人评价：统计个人“蔬菜”贴纸数；统计学案评价栏[算法的概念][算法的描述][算法的执行][算法的联想]四个“判断框”中打“√”的情况，记录个人成长积分。总结团体评价：统计“第一责任田”“第二责任田”“第三责任田”“第四责任田”中的“蔬菜”贴纸数，记录大组成长积分，教育引导学生形成团体意识。个人和团体评价的反馈，除了起到对学生本课学习情况的多维评价作用外，还是教师反思改进教学的第一手数据。

6.课后作业

课后作业是课堂活动的延伸，本课布置了两项课后作业。一是劳动作业：了解当季蔬菜有哪些，学做蔬菜饼。二是信息作业：构建植树问题的算法，并在图形化软件中编程实现。

● 结束语

新课标提倡的跨学科主题项目化建构，不应只是学科之间的“物理碰撞”，本案例是整合信息科技与劳动课程，将算法知识与菜园里的劳动碰撞在一起，产生的一次“化学反应”。如何将跨学科的新理念、新要求在课堂中落地，还需要一线教师直面新课标带来的挑战和责任，在“理论更新”“课堂实践”“反思改进”三线并行中不断探索和优化“教学的算法”。