小组合作教学法在初中信息科技计算思维课中的应用

摘 要 计算思维不仅是信息科技课程的核心素养之一，同时也是深受各国重视的一种思维模式。小组合作教学法在信息科技课程中应用广泛，将其与计算思维教学结合能提升教学质量。首先从分组策略、任务设计、评价方式入手分析小组合作教学法应用于初中信息科技计算思维课的教学策略，然后对应计算思维的六大要素，详细阐述教学模式及应用案例。

关键词 小组合作教学法；计算思维；信息科技

中图分类号：G633.67 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2024）17-00-04

0 引言

当前，计算思维教育很受重视，很多国家甚至将计算思维融入国家教育战略。我国对计算思维也高度重视，在最新修订的《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中，计算思维是信息科技学科的四大核心素养之一。很多省份已将计算思维的相关内容编写入信息技术教材中，如2020浙教版《信息技术》八年级上册教材中增加了“Python程序设计基础”“算法与程序设计”等相关内容。笔者所在学校主要通过校本教材进行可视化编程软件教学来提升学生的计算思维。这些课程一般涵盖算法、基本的程序编写等内容，具有逻辑性强、抽象难理解等特点，传统的教学手段难以适应这样的教学内容，初中生也容易产生畏难情绪导致学习效果不佳[1]。小组合作教学法能够很好地解决这些问题，让学生通过互助、合作等方式，共同解决学习难题，让教学取得更理想的效果。

1 教学策略

1.1 精准分组

无序、随机的分组不利于组内的合作和组之间的良性竞争，教师可以通过先开展摸底测试了解每一位学生的计算思维水平，再进行分组。

笔者通过研究，找到了国际认可的科学的计算思维测试工具——“Bebras国际计算思维挑战赛”的试题。该项比赛是2004年由国际计算思维联盟发起并首次举办的，旨在通过趣味试题提升各年龄段学生对计算机科学、算法的兴趣，进而培养学生的计算思维。教师可以从试题库中选取一定量的题目，对学生开展40分钟的闭卷测试，从而精准掌握学生计算思维的水平。例如，笔者从“Bebras国际计算思维挑战赛”的试题中选取了8道题目对学生进行测试（具体可扫描图1），在能力维度上，包含评估、概况维度各1道题，分解、抽象、算法维度各2道题；在难度系数上，5道题为易，3道题为中；在题目设计上，追问学生选择的原因，而不是单纯看学生选择的答案。这样的测试能够真实、全面、综合地反映学生的计算思维能力，帮助教师精准掌握每一位学生学前的计算思维水平。

教师干预的分组一般有两种方式，一种是将同类水平的学生放在同一组，另一种是将不同水平的学生放在同一组[2]。笔者建议采用后一种分组方式，一是可以避免组与组之间的总体水平差距过大，充分运用小组积分来激发学生争夺集体荣誉的积极性；二是便于让组内不同层次的学生开展互帮互助，真正发挥小组合作的优势。

教师可以根据学生计算思维测试的结果，结合学生自愿组合的意愿，保证小组内包含好、中、差三个层次的学生，并适当平衡每组的人数，根据学生推举确定小组长。

1.2 两类任务

小组合作教学法离不开任务的驱动，学生学习任务的设计尤为关键。笔者认为必须设计好两类任务：一是避免小组形同虚设的小组合作任务；二是保证个人学习效果的个人任务。

小组任务应具备一定的合作必要性和难度，万不可每一项任务都进行小组合作，这很容易导致部分学生浑水摸鱼，对其个人成长不利。在教学内容相对简单的时候，小组任务可以设计为个人作品的有机结合，从而达到1+1＞2的效果。以“顺序结构思维”一课为例，该课的教学目标为让学生通过在源码编辑器中添加音符声音，创作出一首歌曲，一个人完成这个任务是比较困难的，耗费的时间也比较多，笔者将其设计为小组任务，要求组内自行分工，每人编写一小节歌曲脚本，最终合并成一首完整的歌曲，这既能锻炼学生的合作能力，又能避免组员之间的抄袭。在教学内容相对较难的时候，小组任务可以设计为分类任务，将总任务进行分解，根据子任务的难易将他们分配给组内相应层次的学生。以“环游柳州游戏棋”一课为例，该课为教材中最后一个综合案例，并在原有基础上增加了一个拓展知识点——列表的应用，可以将有列表的部分脚本让学有余力的学生完成，其他层次的学生完成游戏棋的其他部分，最后再合并为一个完整的程序。这样的设计让小组任务落到了实处，让每个层次的学生在合作的同时都得到了成长。

每个教学内容中重点的个人任务应该进行分层处理，针对学生的实际情况，至少将任务分为基础层和提高层两个层次，在满足基本学习目标的同时，也要尽量让学有余力的学生“吃得饱”。例如，“带你游环江”一课是画图类和动作类脚本相结合的综合应用，笔者设计的基础任务目标为能够编写1个角色的指定图案绘制，提高任务目标为2个及以上角色配合完成指定图案的绘制，添加1个角色，增加了脚本匹配的难度。

1.3 综合评价

为充分调动学生的学习能动性，不能只进行结果性评价，而应将过程性评价和结果性评价相结合，对学生、小组开展综合性评价。笔者在教学实施过程中，以分数的形式对学生的个人任务、小组任务、课堂表现等方面进行评价。

2 教学模式

笔者对应计算思维的抽象、分解、概括、算法、选择最优方案、评估、推广等要素[3]，设计了分析问题、制定方案和计划、探究实践、交流分享、拓展应用、总结评价等环节，形成了小组合作教学下的初中计算思维教学模式，从而在教和学的过程中都紧紧围绕计算思维，让学习的过程本身也是在应用计算思维。

2.1 析：分析问题，分解要素

在计算思维中，抽象要素需要学生能够理解问题，分解要素即能够将问题的解决进行分解分析。

在本环节中，教师可先展示本课最终作品效果，再引导学生利用思维导图分析问题。当目标比较简单时，可设定为个人任务，然后组内交流定下组内方案；当目标比较复杂时，可以将其设定为小组合作任务，组内合作完成。

2.2 定：制定方案，画流程图

计算思维中的概括要素要求学生能根据情况制定方案，算法要素需要学生能用算法的思路来解决问题，选择最优方案要素需要学生能从几种解决方案中找到最适合的解决策略。

在本环节中，教师引导学生将关键的程序用流程图展现解决方案，要求组内分享，并通过讨论定下本组的最优解决策略。

2.3 做：脚本实践，评估方案

在计算思维中，评估要素指的是通过自我印证和检验来评估调整方案的可行性。

在本环节中，教师根据学生学情，通过教师讲授或学生自学探究，帮助学生掌握本课涉及的关键语句。再根据程序的难易程度，设定为个人或小组任务，完成相关脚本的编写，并进行自我调试完善。

2.4 调：交流分享，调整作品

在本环节中，教师指导学生进行作品的组内分享，并按照教师给出的标准，开展自评和互评，然后根据意见进行调整。

2.5 拓：拓展应用，举一反三

在计算思维中，推广要素指的是学生能通过举一反三，将本课所学知识进行推广应用。

在本环节中，教师给出相关拓展任务，让学有余力的学生能够进行自我提升。

2.6 评：总结提升，综合评价

最后，开展本课小结，并对照个人评价表（表1）、小组评价表（表2），开展自评、互评和师评[4]。

3 应用案例

以自编校本教材中“柳州城市宣传员”一课为例，笔者综合应用以上教学策略和教学模式，开展基于小组合作教学法的提升计算思维的信息科技课堂教学。本课位于“顺序结构”主题章节，为本教材中第一个实践项目，需要三个课时完成此项目的教学。

3.1 第一课时

本课时目标为完成项目的分析、方案制定。

3.1.1 个人分析宣传片，小组综合总导图

【情景引入】教师播放柳州城市宣传片并展示最终成品，引出项目目标任务：在源码编辑器中制作图文并茂并配有本土音乐的柳州宣传片，成为小小城市宣传员（教师将真实情境和问题解决相结合，构建接近学生生活实际的教学情景）。

【个人任务】请你根据问题介绍，结合你自己的理解，用思维导图绘制出宣传片的整体规划图。思维导图应该包含背景、角色以及他们的造型及行为（学生独立思考进行问题分解，将抽象的任务文字转换为可视化的思维导图，分解出子任务，为之后的实践任务打下基础）。

【小组讨论】请在组内分享自己的思维导图，最终每个组形成一个统一的项目总导图（小组内部进行思维碰撞、讨论完善，相互取长补短）。

【展示分享】教师展示有缺漏的小组导图，请其他小组进行补充完善（利用集体智慧，帮助有困难的小组达成目标）。

3.1.2 个人绘制流程图，小组商定总方案

【教师讲解】本项目制作关键是要将三妹和背景的脚本配合好，实现景点按照我们预想的顺序进行介绍，并且介绍台词和背景图片一一对应。下面以介绍白莲洞为例（见图2），通过“等待4秒”的指令，让白莲洞背景的图片和介绍白莲洞同时出现，在切换到白莲洞背景后，通过“等待3秒”的指令，与三妹的介绍时间匹配，以此保证整个程序能够图文匹配地按顺序运行（讲解顺序结构的特点，教会学生分析方法）。

【个人任务】请你选取一个景点的介绍，完成三妹和背景对应的流程图（学生模仿教师的方法，掌握关键语句的解决策略）。

【组内分享】请在组内交流自己绘制的流程图，再根据组员意见修改补充完善，确定本组解决方案（发挥小组帮扶作用，确保分析思路正确）。

3.2 第二课时

本课时目标为完成项目中图文部分的制作。

3.2.1 自学相关积木块，个人做基础任务

【自学新知】请你通过课本、软件中的“帮助”模块、微视频，学习本课需要用到的相关积木块的使用方法（图文制作所用到的对话、等待积木块知识比较简单，学生通过自主学习即可掌握，提高学生的自学能力）。

【个人任务】请你根据思维导图和流程图，完成宣传片的图文制作，至少介绍3个柳州经典要素（对应上节课的分解，实现脚本程序的编写）。

3.2.2 小组内外作分享，个人调整好作品

【展示分享】教师展示遇到困难的作品，并请同学帮助解决。展示优秀作品，请同学点评（教师通过典型错误的修正帮助有困难的同学，通过展示优秀作品引导学生学习修正）。

【调整完善】请你和组内伙伴交换评价作品，完成评价表（表3），根据同伴建议再次修正自己的作品及流程图（组内互助互评，在脚本实践的过程中，评估之前制定的方案并作相关修正）。

3.2.3 拓展应用并推广，小组共同来完成

【小组拓展】请小组选定一个本组优秀作品，并增加小螺哥角色，实现通过三妹和小螺哥的对话配合图片介绍柳州（拓展推广顺序结构的应用，增加一个角色也增加了脚本的复杂度，设计为小组任务能加快任务的完成时间，并为下一节课的任务作好铺垫）。

【展示分享】教师展示优秀小组作品，请同学点评。

3.3 第三课时

本课时目标为完成项目中音乐部分的制作。

3.3.1 自学相关积木块，个人做基础任务

【个人任务】请你通过软件中的“帮助”模块、资源包中的微课自学“MIDI音乐”模块，在源码编辑器中至少将4小节乐谱制作成MIDI音乐，并编写播放脚本（MIDI音乐模块脚本知识较简单，让学生在任务中掌握新知）。

【展示分享】教师展示遇到困难的作品，并请同学帮助解决（教师巡堂及对典型错误的修正进行展示，确保学生都能掌握基础新知）。

3.3.2 拓展应用并推广，小组共同来完成

【小组任务】成员分工合作（配乐师、程序设计师、文案策划师、作品推荐师各1～2人），完成一个配乐且图文并茂的柳州经典景点介绍作品（小组成员在上一节课作品的基础上，通过分工合作，调整音乐修改文案，形成最终的综合作品）。

【展示分享】教师展示优秀小组作品，并请其他小组点评。

【知识拓展】本项目作品中，我们编写的角色、背景、音乐脚本都是按照自上而下的顺序依次执行，像这样的结构就是顺序结构，你能列举生活中顺序结构的例子吗（呼应本章节内容，进一步提升学生的计算思维能力）？

3.3.3 个人小组作总结，开展自评和他评

【本课小结】说说通过柳州宣传片的项目制作，你学到了什么？

【自评他评】请你打开评价表，完成对个人和小组的自评、互评。

4 结束语

教师应统筹规划小组建立、任务设计、学生评价这几大核心，并做好对小组协作、教学内容等的指导，让小组合作落到实处。在关于计算思维的初中信息科技课堂中，有效地应用小组合作教学法，能够让学生通过互助互学更好更快地完成学习任务，从而真正提升计算思维。

5 参考文献

[1] 卢国梁，岳晓明，姜兆亮.线上线下混合式教学在计算思维课堂中的应用[J].创新创业理论研究与实践，2021，4（23）：56-58.

[2] 孙德彪.小组合作教学法在初中信息技术教学中的应用[J].家长，2021（23）：123-124.

[3] 华俊.基于Scratch培养初中生计算思维实践[J].中国信息技术教育，2020（8）：53-56.

[4] 姚改飞.信息技术课小组合作学习有效性的策略探究[J].学苑教育，2021（6）：59-60.

作者简介：陈琳，柳州市龙城中学科研处主任，一级教师。