真实问题解决：计算思维项目式学习实施的有效路径

*本文系江苏省教育科学“十四五”规划2021年度一般课题“面向计算思维培养的项目式学习的实践与研究”（SJMJ/2021/13）的阶段性研究成果。

【摘 要】真实问题解决是计算思维项目式学习实施的有效路径，驱动并实现信息科技学科育人总目标。真实问题是项目式学习设计的起点，问题解决是项目式学习实施的核心，螺旋进阶是项目式学习实施的指向。基于真实问题解决的小学计算思维项目式学习要在设计真实问题驱动，经历问题解决过程，注重学生成果导向，提倡多元学习评价的同时，防止新课标教学“科学化”导致“枯燥化”的问题。项目式学习实施要专注于计算思维培养。

【关键词】真实问题解决；计算思维；项目式学习；有效路径

【中图分类号】G434  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2023）52-0043-04

【作者简介】陈宏斌，江苏省盐城市第一小学（江苏盐城，224005）教师，高级教师。

一、计算思维项目式学习实践误区分析

计算思维项目式学习的价值与作用得到了信息科技教师们广泛的认可，但受到传统讲授式教学惯性影响，教师仍然秉持“技术训练”式取向，导致教学实践中出现了一些偏差和误区。

（一）重外在形式，轻问题解决

目前，许多计算思维项目式学习设计与实施尚处在简单模仿层次，注重项目形式多样化和学生完整经历，却忽视了对项目式学习与计算思维的自然渗透与深度融合，导致有项目主题形式，却缺乏使用计算思维对现实问题进行抽象和分解并形成一系列耦合的算法设计方案。同时，有的计算思维项目式学习的流程与机制脱离了学生自发形成的迭代循环路径，教师强行介入项目主题选择，导致项目主题成了教师主导下的计算任务驱动活动，学生难以自主进行产品优化与改进，就难以完整地经历问题解决过程。缺乏对计算思维内涵的深度理解，看似经历了“抽象”和“自动化”两个阶段，但却并没有考虑到计算思维进阶要求。由于缺乏对计算思维项目式学习的深入研究，导致了项目式学习虽有较高的参与度，但未能有效地实现学生计算思维培养。

（二）重编程技巧，轻思维发展

小学生计算思维培养的主要载体是编程教育，因此在项目式学习活动中就要涉及大量的编程知识掌握和迁移。受到“技能化”倾向影响，很多小学计算思维项目式学习实施中，教师更多关注的是学生掌握了多少编程知识和技巧，而没有将眼光更多地放在计算思维发展上。小学计算思维项目式学习是让学生在真实体验活动中形成“概念—技能—思维”的认知能力。当过度关注编程技巧时，项目式学习就脱离了“初心”。

计算思维项目式学习的设计与实施要强化以真实问题解决作为有效路径，不忘“计算思维”初心，避免陷入“形式化”与“琐碎化”误区，从而聚力达成项目既定的学科核心素养目标。

二、指向真實问题解决：计算思维项目式学习设计与实施的基本要素

在进行计算思维项目式学习过程中，学生能够不断地突破原有的信息科技经验，建构起抽象分解、算法设计等计算思维知识，进而发展计算思维。乔纳森认为教育唯一真正的认知目标就是解决问题，在解决问题情境下建构的知识更容易被理解、保留和转化。真实问题解决是小学计算思维项目式学习实施的有效路径，驱动并实现信息科技学科育人总目标。

（一）真实问题：项目式学习设计的起点

项目式学习是当前义务教育课程改革所倡导的一种变革式学习方式，强调学生通过团队合作、主动探究等方式，协同解决真实生活情境中挑战性、开放性的劣构问题，进而培养学生的学科核心素养、高阶思维、问题解决能力等。项目式学习设计和实施过程中最为关键的因素是要解决问题设计，我们要让学生投身到问题解决过程中去。因此，真实问题是项目式学习设计的起点。真实的问题情境更能引起学生的共鸣，学生自然会代入场景去构思信息科技问题的解决方案，让计算思维教学能够更加有效地开展。计算思维项目式学习要关注真实问题，要让学生学会使用计算思维解决真实生活中的问题，并逐步建构自己的知识体系。计算思维项目式学习注重让学生体验探索和创新的乐趣，让学生参与真实的学习情境，有助于学生学习计算机科学相关核心思想的形成，促进其在项目式学习中综合思考能力的养成，获得探索和创新的乐趣。

（二）问题解决：项目式学习实施的核心

项目式学习与计算思维有异曲同工的效果，项目式学习强调项目主题要来源于真实生活情境，并在问题解决过程中掌握学科知识和习得高阶思维能力，而计算思维就是使用信息科技工具和手段进行问题解决的过程，是隶属于问题解决范畴的，因此，计算思维培养最好是要通过项目式学习方式进行。学生通过解决真实生活常见的问题，制定并执行信息科技问题解决方案，形成问题解决能力，发展计算思维等学科素养。计算思维项目式学习就是要整合计算机学科问题与真实生活情境问题，在项目式学习过程中进行问题拆解、模式识别、抽象归纳与算法设计，并参考自主学习任务单，提供计算思维四步骤的引导辅助。

（三）螺旋进阶：项目式学习实施的指向

计算思维并不是简单的线性结构，而是不断进阶发展的螺旋结构。例如利用计算思维项目式学习培养计算思维，学生每次接受新知识都是建立在先前学习的基础之上，不断增加计算的复杂程度和深度，以此建构连贯且逐步上升的计算思维体系。计算思维项目式学习实施就是要以螺旋式进阶方式呈现知识和任务，确保学生在掌握新概念的同时，能够不断运用抽象、分解、算法设计等核心概念。螺旋进阶体现在核心概念的一贯上，即同一概念前后多次重复出现。例如，“抽象”这一概念在项目式学习的不同任务中不断重复出现，但随着任务的深入，“抽象”相关的思维复杂程度有所提升，学生首先会了解抽象是什么，然后能够掌握一系列从真实世界进行抽象的方法，接着探索将抽象应用于解决问题的方法。随着项目式学习的层层递进，学生对计算思维概念的学习由具体到抽象，难度逐步升高，其思维深度也实现了由低阶到高阶的跨越。

三、基于真实问题解决的计算思维项目式学习设计模型

结合计算思维培养特点，再考虑到项目式学习设计与实施步骤，笔者将基于真实问题解决的计算思维项目式学习模型分为四个关键环节：设计真实问题驱动，经历问题解决过程，注重学生成果导向，提倡多元学习评价。

（一）设计真实问题驱动

计算思维项目式学习的开端就是要让学生产生强烈的参与动机，让学生明白自己要解决问题的价值与意义，并进一步厘清最终的学习任务是什么。问题是学习的起点，教师首先要开发一个真实的问题，问题设置得适当与否是问题解决学习的关键。真实问题是有效驱动学生积极参与计算思维项目式学习的关键所在。真实问题能够让学生带着强烈的内驱力投身到项目任务完成过程中，从而攻克难关、解决问题。在进行计算思维项目式学习设计时，教师要基于学生视角挖掘真实生活中值得探索和解决的挑战性问题。真实问题要来源于日常生活实践，要与真实世界产生联系并与学生自身体验相关。为培养学生的计算思维，教师必须考虑到能够激发学生积极参与，学生能够使用信息科技工具和手段解决真实问题的学科实践活动中获得专业知识和学科思维。真实问题为计算思维项目式学习的有效实施提供了必要的探索支架。

（二）经历问题解决过程

认知的发展需要学习者在问题情境中，通过行动探索问题解决的策略，进行具身实践，以实现自身认知的持续深化。计算思维项目式学习遵循信息科技“问题解决过程”，即“问题驱动—问题分解—模式识别—算法设计”。通过计算思维的四步骤引导教学，逐步由简入繁，引入信息科技工具，最后设计相关算法并解决问题。在整个真实问题解决过程中，学生亲身经历每個问题解决的步骤，这种持续、真实、深入的探究，才能够引发深度思考，实现计算思维的生成。在计算思维项目式学习过程中，教师需要转变思维方式，从以往的“教师为中心”转变为“学生为中心”，学生在项目式学习中做问题解决的“主人”，能够主动参与项目，并对自己的学习负起责任。例如，教师先以真实生活问题及各学科任务为主题，说明如何运用计算思维解决问题的过程，请学生分组讨论一些生活上有待解决的真实问题，并运用计算思维找出解决问题的方法。

（三）注重学生成果导向

义务教育信息科技课程实现了从培养“技术的消费者”到培养“技术的创造者”的价值转变。计算思维培养也是这种价值转变下的目标转换。要成为“创造者”就要有创新产出，要有学习成果。计算思维项目式学习要注重学生成果导向，要以最终的成果来引导学生全身心地投入和实践。项目成果既是学生计算思维项目式学习的成果展现，也是学生学习思维能力和品质的保证。教师要鼓励学生通过最后的项目成果展示来实现计算思维的整合和升华。项目式学习的重点是映照现实意义的“产品”。计算思维项目式学习成果可以有很多种，包括程序作品、创客作品、作品原型、算法设计图等。

（四）提倡多元学习评价

项目式学习强调“教—学—评”一体化设计，学习评价在学习过程中具有重要的学习导向和促进作用。计算思维项目式学习评价要提倡多元评价，才可以突破实施困境，提升学生计算思维培养成效。学习评价的多元性可以从项目式学习过程丰富、评价类型丰富、评价方法多样和评价内容全面等角度来认识。在学生开展计算思维项目式学习评价之前，教师要及时给出学习评价标准（量规），引导学生产生目标导向；在项目式学习过程中，要有形成性伴随性评价，让学生及时改进自己的学习进度和效果；在项目式学习结束后，要从多种学习维度，对多项学习成果进行总结性评价。计算思维项目式学习评价可以包括公开展览与汇报以及项目完成过程中的各类学习实践等。计算思维项目式学习评价要以学习过程、项目质量、展示效果等维度开发相应的评价工具，进行贯穿活动的过程性评价与针对结果的终结性评价。

四、计算思维项目式学习实施注意事项

（一）防止新课标教学“枯燥化”

计算思维项目式学习得到了教育界人士的广泛认可和普遍推广，但缺乏真实问题解决内核却容易使得项目式学习僵化，并不能引发小学生产生浓厚的学习兴趣，反而容易陷入死板的流程化进程中。当信息科技课程正在从文件课程走向经验课程时，教师更要警惕计算思维培养“枯燥化”。计算思维项目式学习要牢牢抓住真实问题解决这一内核，整合大单元教学，在对课标和学情研究把握的基础上，整合单元内容，构建层层进阶的整体教学。教师采用多课时项目式学习，确保项目有序推进，落地生根，学生在学习编程知识的同时，培养了计算思维能力，从而促进了四大核心素养的发展。

（二）项目式学习实施要专注于计算思维培养

对于计算思维项目式学习要专注于推动培养计算思维。项目式学习可以培养学生多种高阶能力，例如交流能力、批判性思维、问题解决能力等，但要注意实施时要培养的是学生使用信息科技工具和手段解决问题的能力。项目式学习实施时要牢牢地把握好计算思维这一核心目标，让学生能够运用信息科技相关知识与技能，使用创造性思维获得多种概念与构想，经历抽象、分解、概括和算法设计的过程，并制作成品。

在真实的世界中综合地使用知识解决复杂问题，是新时代教育改革的趋势。真实问题解决让我们探寻到了立德树人的有效路径。信息科技课程实施既要抓住项目式学习这一学习方式变革的关键，又要融入真实生活情境，培养学科核心素养。真实问题解决是义务教育信息课程实施的本质要求。指向真实问题解决的计算思维项目式学习要通过创设真实情境，选择贴近生活的学习内容来进行教学，激发学生的创作兴趣，采用问题求解式教学策略，将计算思维的内容理念融入任务探究中，使学生在任务达成的过程中锻炼计算思维能力。真实问题解决要有真实情境、真实需求、真实过程、真实生成、真实交流、真实理解等。当然教师也并不是“唯真实”，而是要挖掘真实问题解决的本质含义，让学生领悟真实问题的潜在意义，明白使用信息科技知识与工具综合解决问题的教育本质。责任编辑：金茂喆