基于项目教学法的计算思维能力提升实践与思考

来源 :中国信息技术教育 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leovvex
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  针对信息技术学科,笔者将学生作为学习活动的主体,以生活为中心,采用主题式项目设计为教学法开展程序教学。这种教学,有利于克服传统教学“只见代码不见人”的弊端,采用的实例均来自学生生活,在实践过程中将新兴技能融合其中,达到理论与实践的完美结合,有利于塑造与提升计算思维能力,有益于全面提升综合素质能力。以Scratch、APP Inventor、Micro:bit等为代表的可视化、积木式编程工具,在精心设计的各类项目中,得到了广泛推广与应用,大大激发了学生的兴趣,提升了学生的创新能力,让信息科技课堂彰显更多活力。目前,这类课程早已成为中小学算法与程序设计教学的主流课程、时令课程。结合多年的教学实战经验,笔者总结得出这样的一个项目式教学流程:巧设项目—分解项目—设计项目—评价项目(含完善项目)—拓展项目。下面,笔者将通过一系列手机编程教学活动,尝试验证如何实施项目教学法,促进学生计算思维能力的提升。笔者授课对象为初二年级的学生,教学内容为《APP Inventor手机编程》系列区域课程。

● 巧设情境——确定项目


  恰到好处的情境创设,往往源于生活,这类情境问题既符合中学生的年龄特点和其关注的事物,又容易吸引学生,也不会脱离实际生活的应用。例如,笔者在讲解选择语句时,利用著名的数学游戏《蜗牛爬井》,邀请学生参与比赛,调动学生的积极性与参与热情,自然地引出本节课的主题,实现了将问题向生活化、项目化转化。引导学生思考,通过拖拉不同的滑块条,蜗牛需要的天数都不一样(如图1),进而让学生知道界面需求、算法需求,明确本节课的知识要点与实践的具体项目。

● 启发教学——分解项目


  利用现有的信息技能解决问题常用的化整为零的项目教学方式,将大项目分解为小任务,将复杂的问题分解为层层递进的小项目、能解决的小项目。一般手机编程有需求分析—界面设计—代码编写—调试完善四个过程。例如,《手机APP编程——BMI智能计算器》,首先对问题进行综合分析,理清思路,将问题分解成多个小项目,并逐步分解为几个需求,如自然语言描述、界面需求、算法的需求、块语言设计等,再将各个层次的需求转为独立的项目,逐一击破:利用流程图分析需求(如图2)—需要用户的身高、体重数据,因此需要增加文本框并修改相关属性(如图3)—根据算法,得出BMI的值,并根据国际标准,判断BMI的范围分成五类健康状况,完成代码的编写(如图4)—调试与分享作品,并评价(如下页图5)—根据需求,拓展功能并完善项目(如下页图6)。

● 自主协作——設计项目


  根据问题剖析,在BMI案例中分解得到上述五个小项目,完成了将问题转化为项目,从而实现学生发现问题到解决问题的转化,这一环节是解决重点、突破难点的重要环节,对于学生的计算思维的提升至关重要。一般而言,笔者采用项目引领、学案支撑这一教学方法开展自主探究,借助微课资源与易加平台开展个性化学习。学习能力强的学生,可以自主和协作相结合的学习方式,逐个击破小项目;学习能力差或有困难的学生,可以借助教学平台上的微课视频,开展有针对性的个性化学习。在这个环节,学生通过不同的探究学习方式实现了知识迁移与重构,进而能够培养学生自我建构知识体系、创新思维、计算思维等能力,提高学生解决实际问题的综合能力。

● 分享互评——评价项目


  每个人的付出都期待他人的认可,这在课堂教学过程中是非常关键的一个环节。笔者认为,课堂评价不仅要注重结果评价,更多的要重视过程性的评价。教师可以邀请学生分享展示他们的作品,注重学生在制作作品过程中的想法,在制作时遇到了什么困难,是如何解决的,还可以请其他学生评价,听取他们是否有不同的解决困难的方式,哪个方式更优化。这种思维火花的碰撞,让学生的作品更具有个性化,大大拓展了学生的思维空间,让学生的计算思维、逻辑思维均得到有效的提升。例如,在《石头、剪刀、布》这一课的教学中,不管“我”点击哪一种手势,该按钮中均有出拳与选择判断语句(如图7),有很多学生发现重复了,显得程序冗余,就尝试小学期间学习LOGO语言时定义过程的方式,完成了知识迁移,优化了程序。如今,大数据时代早已来临,笔者基于园区易加互动平台,开展生生互评(点赞)、教师点评(打星、留言)的方式(如图8),对学生的最终作品进行评价,优异的作品可以作为年级佳作在各班级展示,这种公正、公平、公开的评价方式,能够促进师生交流,鼓舞学生的士气,促进全体学生共同成长。

● 总结延伸——拓展项目


  在学生互评、教师点评引导的基础上,改进与完善程序,注重迭代优化的同时,关注项目的拓展与延伸,尽可能延伸到实际生活中去,启发学生思考,充分利用本项目的知识精髓。例如,笔者在教学《睡前故事》这一APP程序时,在总结知识要点的同时,引导学生思考如何利用音效播放器与选择判断结构相结合,定制出个性化的“智能音乐播放器”,随时随地选择播放自己喜欢的音乐。
  实践证明,基于项目的信息技术教学有其独特的优势,能够有效激发与培养学生利用计算思维解决实际问题的能力,带领学生将学到的技能应用于更广泛的领域,真正达到学以致用的教学目的。同时,项目教学法为学生提供体验、应用、实现计算思维与其他领域相结合的学习机会,发展学生在数字化环境中的适应力和创新力,培养具有敢于质疑、勇于挑战精神的创新型人才。俗话说“师傅领进门,修行在个人”,与此同时,我们也发现,对于中小学生计算思维能力的培养,单一运用项目引领的方式去解决问题还远远不够,在项目式教学法中,不能过于重视单一项目的完成,要更多地关注学生的分享、协作与成长。
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