项目学习在高中信息技术教学中培养学生计算思维的实践研究

张海霞 陈新平

（岷县第二中学 甘肃 岷县 748400）

计算思维是指对素质进行分析、推理、判断的能力，包括数理逻辑、空间想象力、抽象思考等方面的内容，是现代社会建设过程必不可少的一部分，对学生未来职业发展而言，具有十分重要的意义。而作为高中教育体系的重要组成部分，信息技术学科的可操作性和实践性较强，在教学过程中利用项目学习教学方式，通过让学生学习信息技术知识以及使用相关软件工具，可以更好培养学生的信息意识和计算思维。

1.项目学习的相关内涵

1.1 项目学习的基本概念

项目学习是一种以实际问题为切入点，通过开展一系列活动和任务来提高学生认知能力和解决问题能力的一种教育方式，强调学生自主性、合作性和创造性的发展，能够激发学生的兴趣和主动探究精神，促进其全面发展[1]。项目学习的核心是解决一个具体问题或完成一项特定任务，在这个过程中，学生需要运用多种知识和技能进行分析、设计、实施和评估等一系列操作，同时，还需要与他人协作，并接受反馈意见，以便不断完善自己的学习成果。项目学习的目标在于帮助学生建立一种系统化的思考模式和解决问题的方法论体系，这种方法论体系不仅可以用于具体问题的解决，还可以用于学生未来的学习和发展中。在高中信息技术课堂中，项目学习是一个非常重要的概念，对提高学生逻辑推理能力、分析判断能力、解决问题能力和团队协作精神等具有十分重要的意义。

1.2 项目学习的基本原则

项目学习是一种以实际问题为切入点，通过开展一系列任务和活动来提高学生解决问题能力的一种教育方法，其基本原则包括以下几点：1、注重实践性，项目学习强调对知识的实际应用，而不是单纯的理论学习，教师需要引导学生从实际出发，解决一些具有挑战性的问题；2、重视团队合作，开展项目学习活动需要学生集体参与、共同协作，才能更好完成学习任务，教师应该鼓励学生之间的交流与沟通；3、过程与结果相结合，项目学习不仅关注最终的学习结果，更要关注学习过程中的学生成长和发展；4、注重反馈与反思，项目学习的过程中需要不断地反思和反馈，以便更好改进和完善自己的工作；5、创新性和创造力，项目学习需要学生们具备一定的创新性和创造力，能够独立思考并提出新的解决方案；6、注重跨学科整合，项目学习需要设计多个学科的知识，教师需要帮助学生们理解各个学科之间的关系以及如何将其融合在一起[2]。

2.项目学习在高中信息技术教学中培养学生计算思维的有效途径

本文根据人教版/中图版高中信息技术人教（2019）必修1《数据与计算》第二章“算法与程序实现”的内容，结合学生实际学情和能力水平，进行“编程控灯利出行”项目的设计与实施，并提出以下几点教学策略，以更好培养学生的计算思维。

2.1 结合生活情境，精心设计项目

一个宽松、和谐的学习情境，能够充分调动学生的学习热情，让学生积极主动的参与到项目学习活动中去，从而充分发挥项目学习的实用性和可操作性。高中信息技术教师在进行项目设计时，首先应该明确项目的目标与意义，并将实际生活中的应用场景作为出发点来制定具体的项目内容，从而更好激发学生学习热情和创造力，让学生更加直观地理解所学知识的本质与应用价值。与此同时，教师还应该注重项目学习过程中的互动性与协作性，通过师生、生生之间的良性互动，为学生构建民主、平等的师生关系，让学生在轻松愉快的交流氛围中更好完成项目任务，并进一步锻炼学生的沟通技巧和协调能力。

在“编程控灯利出行”项目的学习中，教师可以利用“我们每天上学和放学时都会经过红绿灯路口，这些路口的交通状况如何？交警在执行任务时，会采取哪些措施来管理道路交通？人工指挥和信号灯控制各具特色，它们在哪些方面有所不同？”等问题，将生活场景再现，让学生深入了解计算机技术解决问题的优势：交通信号控制系统可以通过编写程序控制红绿灯的时间变化，有效地提升交通管理的效率等，从而引出项目主题：编程控灯利出行，为后续“用计算机解决问题”课程的学习做好铺垫。

2.2 合理设计任务，突显计算思维

任务设计作为项目学习教学方式的关键，其合理度与项目学习活动开展的效果与质量息息相关。因此，高中信息技术教师应该结合信息技术教学和项目学习的特点，为学生设计数量适宜、可操作性强的学习项目，并根据学生技术知识掌握和学习能力水平的差异，对项目进行分层设计，如必选任务、进阶任务、挑战任务等，确保每个学生都能参与到项目学习活动中去，学有所得，从而更好促进全体学生的整体进步，提高信息技术课堂教学效率与质量[3]。

“编程控灯利出行”项目学习旨在让学生利用编程等信息技术，控制交通信号灯，并模拟“自助式人行过街红绿灯”的效果，从而体现交通管理的智能化和人性化，营造更加安全、高效的交通环境。教师在进行该项目任务设置时，可以根据学生的能力水平进行分层分类实施：（1）必选任务，每位学生都需要通过“sitemaps”模块来完成“自助式人行过街红绿灯”的编程模拟任务；（2）进阶型任务，部分学生可以在完成必选任务的基础上，对学习项目进行进一步拓展，如增加信号灯闪烁警示功能等；（3）挑战任务，学有余力的学生可以对项目程序进行“物化”，并利用开源硬件等设备进行创客体验，将项目应用到现实生活中，通过评估应用效果不断完善和优化项目。

2.3 积极开展项目，注重合作探究

在开展项目学习的过程中，教师应该时刻遵循“以生为本”的教育理念，注重课堂学习过程中学生主观能动性的发挥，并充分考虑学生的实际学情与学习需求，鼓励学生积极参与的各种类型的项目中去，有意识地引导学生主动思考、自主实践探究，在更好锻炼学生逻辑思维能力的同时，培养学生的团队合作精神与协作能力。首先，教师应该为学生们提供一个良好的学习环境，包括设置合适的教室空间、配备必要的设备和资源等等。同时，教师也需要注意到每个学生的特点和需求，以便更好地指导他们完成任务。其次，教师应该鼓励学生自主探索和创新，让学生通过观察、实验、调查等多种方式获取相关数据，并尝试不同的方法去解决问题，从而有效激发学生的创造力和想象力，培养学生的独立性和自信心。最后，教师还应该重视学生之间的合作探究。在小组或班组中，学生之间可以相互交流想法、分享经验和知识，从而共同解决难题。此外，教师也可以组织一些集体活动或竞赛来促进学生之间的合作精神和竞争意识的发展。

“编程控灯利出行”的项目活动应该鼓励学生们通过合作研究和互助的方式来解决问题，以提高学生学习效率和学习成果。鉴于生活情境中的复杂性和真实性，为充分发挥项目的实际价值，在项目活动开展前，教师可以学生以小组为单位，进行全面的实地调研，包括对学校或居住地周边道路的状况进行调查，研究可能存在的改进问题，并且安装Python 语言开发环境，以确保项目的顺利实施。学生在小组合作中，通过分析问题、设计方案、描述算法、编程调试和完善效果等，可以有效地实施项目，从而达到解决问题的目的。

2.4 成果展示交流，开展多元评价

在项目学习过程中，教师应该采取多种措施来激发学生的学习兴趣，并在项目完成后给予充分的评估。其中，成果展示和多元化的评价是非常重要的手段之一。通过成果展示，可以使学生工作及学习过程可视化、具体化，使学生更好感受完成任务的满足感。在进行成果展示时，学生可以通过小组讨论、课堂答辩、个人汇报等多种形式，与他人分享他们的学习成果和经验，并通过其他学生的提问、反馈以及建议，进行梳理、归纳、提升等一系列“头脑风暴”活动，使学生知识达到内化，进一步巩固学生知识理解与掌握的程度的同时，发展学生的语言表达及逻辑思维能力。教师应该充分发挥自身引导者的作用，在学生成果展示及讨论交流的过程中，及时给予相关理论指导和建议，鼓励学生从多个角度、多个方面对展示和阐述自身学习成果，并采用不同的评价标准来衡量他们对知识的理解程度和应用能力。同时，高中信息技术教师还应该注重教学评价对学生学习和发展的重要作用，通过学生自评、小组互评、教师评价等多种形式，将过程性评价和诊断性评价相结合，全面地了解和掌握学生学习过程及知识水平、综合素质发展状况，对学生的学习态度、学习行为等进行综合评估，有效发展学生的计算思维水平，为学生未来的学习和发展奠定基石。教师还可以采取问卷调查法对学生项目完成成果进行综合评估，如在“编程控灯利出行”项目完成后，教师可以让学生根据项目完成实际填写相关调查表，通过“在编程过程中遇到哪些困难？你是如何解决这些困难的？如何理解程序设计？是否喜欢程序设计？为什么？”等问题，并根据学生填写情况，结合学生学习表现和行为，形成过程性评价表，从而更好了解学生学习情况，并为他们提供更好的指导和支持。

结束语

“编程控灯利出行”项目可以作为本文研究的主要参考，为活动设计和实施具有一定的指导意义。在实际教学中，高中信息技术教师应该鼓励学生根据日常生活和学习中的实际问题，设计出具有针对性的项目，使学生能够从真实情境中获取知识，并运用计算机技术来解决这些问题，进而培养与发展学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，提升学生综合素质与计算思维，促进学生的全面、健康发展。