大单元项目式教学中学生计算思维的培养

周松松 张敏

摘要：本文立足于新课标中的课程内容，以单元活动“探秘生活中的数字编码”为例，结合学生计算思维现状，探讨如何通过精心设计大单元教学活动，开展大单元项目式教学，让学生在真实情境中提升思维能力，落实核心素养。

关键词：项目式学习  计算思维  大单元教学

小学阶段是学生思维能力最为活跃的时候，而思维能力又是学习能力的核心。因此，在小学信息科技课堂教学中创设真实情境，让学生在自我学习过程中实践学习内容，持续培养思维能力，既是提高课堂效率的重要手段，也对学生的全面发展有着重要的意义。

当前，教师在使用传统的教学方法进行信息科技教学时，往往只关注了“是什么”而忽略了“为什么”，不利于对学生计算思维的培养。学生获得的知识是零散的、单一的、浅表的，不能将知识建构、技能培养和思维发展相融合。因此，开展大单元项目式教学，让学生在自主学习和思考中，逐步建构知识体系，并形成与之相适应的思维能力是十分必要的。

一、大单元项目式教学概述[HTSS]

大单元项目式教学从学生真实情境出发，强调让教师站在更高的角度，根据学生的认知水平、思维能力和学习能力，结合学科特点，以学科整合的思想进行大单元整体设计。大单元项目式教学使学生置身于有需求的真实情境中，通过划分小组，分工合作来开展自主探究活动，运用信息技术手段，在规定的时间内解决相关问题，最后小组汇总并对成果进行展示和评价。这种教学方法能让学生在学习中，通过知识与能力的迁移对类似问题进行持续深入的探索，让学生在解决问题的过程中持续性培养计算思维，从而调动学生“做”的欲望，培养学生“做事”的能力。

二、大单元项目式教学设计与实施[HTSS]

下面以单元活动“探秘生活中的数字编码”为例，具体阐述大单元项目式教学的设计与实施过程。

（一）设计大单元项目式教学活动

以“数字与编码”这一单元主题为例，学生在数学学科中学习过“认识数字编码”，在道德与法治学科中学习过“生活中的规则”，因此在设计大单元项目式教学总目标时，进行学科融合，确定总目标为“了解生活中的数字编码所蕴含的信息，会根据编码规则，编写出符合要求的数字编码，并应用到生活中”。之后制定大单元分活动目标，设计大单元分活动主题，集成总目标下的活动目标体系。大单元分活动设计有三个，分别从不同层面让学生逐步掌握编写数字编码的简单方法：在活动1“认识生活中的数字”中，引导学生思考生活中数字有哪些特点、数字与信息之间有哪些关系等；在活动2“设计简单的编码规则”中，引导学生思考如何设计编码规则、设计编码规则需要注意哪些事项、在活动3“探秘生活中的数字编码”中，引导学生思考、如何利用编码规则编写出符合实际需求的数字编码、怎样利用数字化工具对数字编码进行验证等。学生对这些由易到难的梯度性问题进行思考，同时，从体验层、理解层和应用层循序渐进地理解数字与编码对学习和生活的影响，从而使思维能力在这一过程中得以螺旋式提升。

（二）实施大单元项目式教学活动

1设计项目情境

创设真实情境，能使课堂导入变得简单、自然，因为该情境学生在日常生活中可能已多次遇到，其思考积极性自然就会高。

在“探秘生活中的数字编码”这节课的教学中，教师围绕教学目标，设计了学生有需求、感兴趣又有一定探究性的项目情境：“学校的课后服务编程社团开课了，为了便于管理，将给参加社团的学生设计一个学号，请你当‘设计编码小达人，完成学生社团学号的设计。”以此引出“探秘生活中的数字编码”这一项目活动。学生每周都会参加课后服务，对于课后服务社团活动情境十分熟悉，这种根据学生的日常生活和已有知识经验设计的项目情境，可以让学生意识到生活中经常会用到这个技能，理解学会这个技能的必要性。当学生对编写数字编码产生需求后，才会在学习时全神贯注、积极思考，思维能力也会大大增强。

2开展项目分析

项目分析是项目式学习中的关键环节，教师应鼓励学生围绕项目提出各种问题，思考需要解决的问题。学生在分析项目时必定会先将自己的思维激活，再想出不同的方法去解决问题，这种能力比解决问题的能力更为重要。

在“探秘生活中的数字编码”这节课的教学中，教师引领学生进行思维的发散很重要。教学中教师利用思维导图进行项目分析，请学生分小组讨论完成社团学号的编写需要解决哪些问题，引导学生去思考采用什么方法统计社团学生人数、需要收集社团名称的哪些信息、设计编码规则时应该注意哪些事项、怎样编写学生社团学号、训练学生把大问题分解成子问题的能力。同时，在进行问题分解的过程中，学生也会思考针对子问题的解决方法，如利用电子表格统计社团学生人数和基本信息，利用网络搜索了解设计编码规则应该注意的事项等。

3组织项目规划

项目规划是从项目需求出发，对项目活动进行观察、思考和谋划，从而找到能够实现完成项目活动的各种步骤和方法。学生从项目规划中可以了解完成項目活动的主要流程，分析完成每个任务需要使用的技术和操作步骤。同时，教师应给予学生足够的思考空间，让学生充分发散自己的思维，想出解决问题的不同方法，这既是项目式学习的重要组成部分，也是培养创新人才的必要途径。

在“探秘生活中的数字编码”这节课的教学中，根据项目分析，学生分小组讨论交流编写社团学号可以分为哪几个步骤。教师在引导学生进行规划时，尽可能少给学生设定限制条件。学生通过思考，分析得出完成项目活动的步骤，如第一步收集社团名称、学生基本信息，第二步设计社团学号编码规则，第三步编写社团学号编码，第四步验证数字编码的具体应用等，从而训练计算思维，厘清学习思路。

4落实项目实践

所谓项目实践，其实就是让学生在课堂中去寻求各种问题答案的过程。学生分小组按照各自的项目活动进行相应的学习和准备，在此过程中，教师不要不停地讲解和演示，只需注意观察，鼓励学生积极思考和发言，让学生自主探究用哪些方法和途径可以去完成项目活动。实践完成后，教师引导学生对项目进行总结，为后续的项目式学习做好铺垫。

在“探秘生活中的数字编码”这节课的教学中，开展项目实践时，教师将学生分成三人一小组，首先请学生利用网络，分小组选择一个数字编码进行探究，并说说从中可以获得哪些信息。学生在探究过程中不但提升了使用数字化工具进行学习的能力，还明白了数字编码能传递或反映有用信息，让社会更有秩序。然后请学生结合数字编码思想，分小组完成学生社团学号设计，并让学生说说社团学号编码规则。学生在自主探究过程中明白：根据社团学号编码规则，社团学号的编码长度为六位，第一位数字编码“3”代表“社团编号”，第二位数字编码“2”代表“年级”，第三位数字编码“4”代表“班级”，第四、第五位编码“07”代表“班级编号”，第六位编码“2”代表“性别”。最后引導学生思考：如何验证本组编写的社团学号是否正确？学生通过运行“课后服务学生信息查询系统sb3”小程序，验证自己编写的社团学号是否正确。学生从项目活动中体验数字编码在生活中的应用，学会关注生活，热爱生活。学生在项目实践过程中自主学习，小组讨论，采用不同的方法达到目标。当学生在学习中遇到困惑时，解决方法也有多种，可以自主探究导学单，也可以与小组成员一起讨论，或者观看教师提供的微课小视频。学生在经历了“分析—思考—规划—设计—解决”这一完整的探究过程后，其计算思维得到了培养，获得满满的喜悦感和成就感。

5实施项目拓展

项目拓展是信息科技课堂大单元项目式教学的延伸，要求学生在项目实践后能够迁移所学知识，解决类似问题，它既加深了学生对知识的理解，又开阔了学生的视野。学生在经历了项目分析、项目规划、项目实践后，在项目拓展中能很容易地将知识与日常生活之间建立起联系，完成知识的内化和迁移。

在“探秘生活中的数字编码”这节课的教学中，项目拓展时教师让学生思考“我们生活在‘数字时代，这些数据又是怎么通过编码传输到计算机中的呢？”，通过观看“计算机编码基本流程”小视频，让学生体会数字编码在信息时代的重要性，理解数字编码是保持信息社会组织与秩序的科学基础。同时引出数字时代数字编码在生活中的应用，如人脸识别、翻译笔、体温测量设备、语音设备等，拓宽学生知识面，使其体会数字编码给我们的学习和生活带来的便利。

6开展项目评价

在大单元教学的项目评价中，评价的内容是多方面的，包括自我学习获得的知识、技能掌握情况、学习中遇到的困难和问题、交流学习体会等，也可以从项目小组执行过程中的分工情况、协作情况、项目完成情况等方面进行小结和评价。鼓励和引导学生对项目式学习过程中的得失进行评价，为下一次项目式学习活动的开展奠定良好的基础。

在“探秘生活中的数字编码”这节课的教学中，教师在全班展示学生编写的社团学号，并请小组成员做出总结，进行学生互评，填写评价表格，最后由教师对各小组进行过程性评价和总结性评价。需要指出的是，由于学生的能力存在个体差异，因而最后上交的“社团学号”成品也有一定的差别，这时教师要充分肯定学生的学习成果。教师在进行项目评价时问道：“利用这些知识你解决了哪些问题？”“在完成项目过程中，你有哪些体会？”听完这些问题后，学生都举起自己的小手，踊跃发言：“这节课让我明白了，生活中的数字编码能传递或反映有用信息。”“我了解了数字编码可以给我们学习和生活带便利。”“我们在完成项目时小组的分工不合理，导致社团学号没有全部编写完，但是我们已经掌握了数字编码的基本技能。”……

总之，在大单元项目式教学中，学生思维能力得到了明显提升，学会了将知识建构和思维培养融入解决问题的过程中，从而为解决学习和生活中的各种问题奠定坚实的基础并从中终身受益。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部义务教育信息科技课程标准（2022年版）［M］北京：北京师范大学出版社，2022

[2]徐洁基于大概念的教学设计优化[M]上海：华东师范大学出版社，2021

[3]刘徽大概念教学：素养导向的单元整体设计[M]北京：教育科学出版社，2022

[4]季洪旭单元教学探索：基于理解的逆向教学设计案例[M]上海：华东师范大学出版社，2019