基于计算思维的高中信息技术项目教学模式研究

【摘要】核心素养是学科教育的灵魂，是当前教育改革的热词。其中，计算思维是高中信息技术核心素养中的重要维度，想要培养学生的信息素养能力，帮助学生未来更好地适应社会，教师应积极改变传统教学方法。而项目教学通过引领学生实际操作，完成项目任务，能有效发展学生的思维创造力，提升学生的问题解决与实践能力。基于此，本文从明确项目实施主题，合理设计项目流程等方面出发，概述了基于计算思维的高中信息技术项目教学的路径。

【关键词】计算思维  高中信息技术  项目教学模式

【中图分类号】G633.67   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2024）06-0049-03

计算思维是一种解决问题的思维方式，强调的是运用计算机科学的基本概念与原理，进行问题的分析，并设计解决方案，促进目标的最终实现。在高中信息技术课程中，基于计算思维实施项目教学，能为学生带来不一样的学习体验，可促进学生的深度学习，强化学生的信息素养能力。因此，高中信息技术教师应积极探寻基于计算思维的项目教学路径，通过引领学生完成项目任务，促使学生掌握信息技术的知识与技能，并有效强化学生的综合能力，促使学生获得更好的学习成长。

一、高中信息技术项目教学的概述

高中信息技术项目教学是指通过组织学生参与实际的信息技术项目，培养学生的信息技术能力和解决问题能力的一种教学方法。与传统的课堂教学不同，项目教学注重学生的主动参与和实践操作，通过解决实际问题，促进学生综合能力的提升发展。高中信息技术项目教学具有以下特征。首先，具有以实践为导向的特征。即项目教学强调学生的实践操作，通过具体的实际操作，有效培养学生的信息技术能力及问题解决能力。其次，具有凸显学生主体性的特征。项目教学注重学生的自主参与，学生在其中饰演重要角色，要求学生进行自主学习，或者与同伴进行合作学习。最后，具有综合性的特征。项目教学不仅要求学生理解理论知识内涵，同时要求学生综合运用所学知识和技能，发散思维，进行实际问题的解决，这对学生综合能力的培养有重要帮助。

二、基于计算思维实施高中信息技术项目教学的意义

首先，有利于激发学生的学习兴趣。在传统的高中信息技术课堂，大多数教师在教学时注重的都是基础知识与技能的传输，很少考虑学生多元能力的发展。且因教法固化陈旧，学生只有听，没有做的机会，极易产生学习的厌倦感。而基于计算思维的项目教学法，则通过将知识与实践相结合，引领学生在实际操作中学习和掌握知识，可切实调动学生的学习积极性，促进高效信息技术课堂的构建。

其次，能有效提高学生解决问题的能力。计算思维强调的是问题解决的过程，而不是单纯的知识传授。在高中信息技术教学中，教师基于计算思维有效开展项目教学工作，深化改革教学课堂，有效转变了学生以往被动接受知识的学习样态，学生在面对项目问题时，必须认真分析，设计、实施解决方案，这时能有效促进学生的计算思维发展，也能逐步提高学生的问题解决能力。

最后，有利于强化学生的信息素养。信息与网络技术在党的十九大报告中被多次提及，其指明了我国应从网络大国向网络强国迈进，借信息技术之力，为我国社会的发展提供支持。而高中生作为推动社会进步的主力军，强化信息技术教学对其更好地在社会立足有重要帮助。这时，教师基于学科素养中计算思维的目标，有效实施项目教学，引导学生深刻学习探究，能切实培养学生的沟通、协作及实践学习能力，也能强化学生的信息素养。

三、基于计算思维实施高中信息技术项目教学的路径

（一）基于计算思维明确项目实施主题

高中信息技术的核心素养中，包含计算思维这一重要维度，在此背景下，开展信息技术项目教学，教师必须明确项目的方向。也就是说，教师应立足教材确定项目的主题，如果项目主题不明，会直接影响信息技术教育的效率和质量，也难以培养学生的计算思维能力。因此，基于计算思维开展高中信息技术项目教学时，教师应凸显学生的课堂中心主体地位，结合高中生的认知与发展规律以及教材内容，确定项目的要求和主题内容，以此促进项目活动的顺利进行。

例如，在开展教科版高一《信息技术必修1》第二单元“2.1计算机解决问题的过程”这一课程教学时，本课的教学目标要求教师激活学生对Python语言进行探索的积极性，能使学生对算法的方法进行分析与描述，以此培养学生的计算思维。针对本节课的教学目标，为更好地实施项目教学工作，教师就应基于教学任务与学生的认知学情，来明确项目的主题。这时，教师考虑到高中生的思维意识较中、小学生阶段得到了极大提升，教师可紧紧围绕学生的兴趣进行项目设计，如让学生参与互动版“最强大脑”的小游戏来活跃课程气氛，激励学生进入课程，之后引导学生对游戏运行步骤算法进行分析。教师应充分发挥自身引导者的作用，使学生解决计算机问题，算法分析是最重要的环节，通过这样的方式使学生“知其然”，更能探究“其所以然”，以此培养学生的计算思维。此种明确项目主题，围绕教材与学生兴趣实施项目教学的方式，既能调动学生的主观能动性，也能启迪学生的思维，提升学生的学科素养。

（二）基于计算思维合理设计项目流程

在高中信息技术项目教学中，不仅要明确项目主题，合理设计项目流程也是关键的环节，其是促进项目教学工作顺利开展的保障。而在实践教学中，部分教师虽进行了项目教学，但因缺乏对项目的合理设计，导致教学效果差强人意，自然也不利于发展学生的计算思维。因此，基于这一素养能力，开展信息技术项目教学时，教师应将教材内容作为切入点，结合学生学情设计具体项目，以此使每个学生都能积极参与其中，获得良好学习能力的发展。

例如，在开展教科版高一《信息技术必修2》第四单元“4.3信息系统安全管理”这一课程教学时，为强化基于计算思维的项目教学效果，教师应合理设计项目流程，首先，先将项目的名称确定下来，如“如何防止校园网络被黑客攻击”，该主题既具有实际意义，又能引起学生的兴趣，使学生更愿意投入到项目中去；其次，规定项目的具体要求，如了解黑客攻击的常见手段和防范方法，掌握网络安全的基本知识和技能，设计和实施简单的网络安全方案等；最后，明确项目的目标，即设计并实施一个能够有效防止黑客攻击的网络安全方案，抵御至少一种常见的黑客攻击手段。在合理设计好这些项目流程后，教师将项目任务告知学生，并让学生进行实操来培养学生的计算思维素养。此种科学合理设计项目流程开展教学的方式，能让学生有目的、有计划地进行学习，对于强化学生对知识的掌握以及学科核心素养的提升有重要的帮助。

（三）基于计算思维细化项目教学任务

在基于计算思维开展高中信息技术项目教学时，进行项目教学任务细化的主要原因是，每个学生都是特别的存在。因来自不同的家庭和文化背景，学生的认知接受能力均不相同，为充分调动学生的学习兴趣，使每位学生都能学有所获，都能发挥出自身的特长，展现自身的才华，教师应对项目的学习任务进行细化处理，并为每个层次的学生都制定针对性的学习任务，以此使每个学生都能积极参与到探究学习过程中，获得计算思维的发展提升。

例如，在开展教科版高一《信息技术必修2》第三单元“3.4信息系统的数据处理”这一课程教学时，本节课要求学生结合教材给定的任务进行需求分析，能有效运用算法解决问题，从而形成数据的安全防护意识。尽管随着信息技术的高速发展，当前电脑、手机、iPad等电子设备越来越常见，但高中生最多就是拿这些电子设备学习一些App中的课程或者打打游戏，对该部分知识的认识极为浅薄。这时，为有效基于计算思维开展信息技术的项目教学工作，教师可围绕教材中呈现的项目“借阅图书功能设计”，将项目任务进一步具象，让学生进行学习思考，即“用户登录信息怎样被信息系统验证？”“怎样运用用户个人的关键信息进行系统自动化查询？”“想要高效预约图书，应怎样让系统实时更新数据？”在细化完这些项目任务后，由学生结合自身能力思考完成，这既能调动学生的学习积极性，也有利于培养学生的计算思维。这时，教师应认真观察，记录学生在项目活动中遇到的问题，有效完善教学活动方案，有针对性地讲解学生存在的问题，以此实现项目教学的目标。

（四）基于计算思维分工协作有效完成

项目化教学有一个显著的特征就是合作性，顾名思义是需要团队之间协作完成的，只有团队合作，相互交流学习探究，才能促进学生更高层次的思考，有效培养学生的核心素养。因此，基于计算思维开展高中信息技术项目化教学时，不仅要明确项目主题、设计项目流程、细化项目任务，还要鼓励学生进行合作学习，从而共促项目任务的高质量完成。

例如，在开展教科版高一《信息技术必修1》第五单元“5.2探秘人工智能”这一课程教学时，本节课的教育目标是让学生通过学习，能对人工智能技术的概念、应用领域、发展新趋势以及在信息社会中的作用和影响有所明确。针对本节课的内容，在基于计算思维实施项目教学时，就应综合教材与学生学情，引导学生分工协作完成，这时教师将学生分为几个小组，让每个小组负责研究人工智能某一特定领域，如无人机救援、自动驾驶等。每个小组需要完成以下任务：首先，收集和整理关于所选领域的资料，包括基本概念、发展历程、最新研究成果等；其次，分析所选领域在信息社会中的影响，如对经济发展、社会生活、教育等方面的影响；最后，制作一份关于所选领域的报告，并在课堂上进行展示。在此过程中，通过引导学生以小组的方式分工协作完成项目任务，不仅可有效培养学生的计算思维，还能培养学生的协作能力。

（五）基于计算思维展示成果多元评价

基于计算思维的信息技术项目教学中，学生完成项目任务，并不是教师教和学生学的终点。这时，教师必须明确展示和反馈，在项目教学中发挥的作用，引导学生展示自身的项目成果，并结合学生的项目完成情况进行评价，进一步强化学生的信息技术水平。而从传统的项目教学情境来看，很多教师进行的评价，带有一定主观性的色彩，且评价方式单一、程式化，导致学生并不能获得真正长足的发展。因此，在展示项目成果后，为进一步培养学生的学科素养，教师还应展开多元化的评价。首先，增加评价形式，重视过程性的评价。信息技术学科最显著的特征就是实践性强，在学习时引导学生进行探索和尝试是非常重要的。因此，教师应该将评价的重心从结果转移到过程，关注学生的学习策略、问题解决能力以及合作精神等方面，密切观察学生的课堂表现、查看学生的项目记录、收集学生的反馈等方式，全面了解学生学情，从而做出更公正和准确的评价。其次，增加评价主体，让学生积极参与自评和互评。以往由教师进行评价的方式，会导致学生对评价结果不认同，甚至产生抵触的学习情绪。因此，教师应鼓励学生参与到评价过程中来，让学生成为评价主体，通过自评和互评，让学生更好地了解自己的优点和不足，从而进行针对性改进，这也有助于培养学生的自我反思能力和批判性思维。

总而言之，基于计算思维的高中信息技术项目教学，是一种具有广泛应用前景的教学模式，既有利于深化学生的学习效果，也能切实强化学生的学科素养。因此，高中信息技术教师应对此予以高度重视，在实践工作中，通过基于计算思维明确项目实施主题、合理设计项目流程、细化项目教学任务、分工协作完成任务以及展示成果多元评价的方式，有效提升信息技术项目教学的实效性，以此构建高效的信息技术课堂，促使学生学科综合能力的发展。

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作者简介：

苏一超（1984年—），女，汉族，山东人，本科学历，一级教师，研究方向：信息技术。