基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)模式初探

張浪標(biāo)

【摘要】 信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)包括四個(gè)方面：信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任。其中計(jì)算思維是每個(gè)人應(yīng)具有的基本能為之一，因此，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維就顯得尤為重要。本文從如何在項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)模式中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維進(jìn)行分析探討，并用《智能地圖實(shí)時(shí)顯示擁堵》的教學(xué)設(shè)計(jì)案例進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算思維;信息技術(shù);項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式

為了落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)，教育部編制并頒布了《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，但信息技術(shù)教育出現(xiàn)了一些問(wèn)題。在學(xué)生層面，部分學(xué)生有較強(qiáng)的求知欲，但還有很大一部分學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高。學(xué)生計(jì)算思維得不到較好的提高;在教師層面，還有部分教師采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)模式，對(duì)程序設(shè)計(jì)教學(xué)中不重視計(jì)算思維能力的培養(yǎng)。計(jì)算思維作為一種思維方式，需要在解決問(wèn)題的過(guò)程中不斷經(jīng)歷分析思考、實(shí)踐論證、反饋調(diào)整而逐步形成。項(xiàng)目學(xué)習(xí)是基于情境的學(xué)習(xí)，能促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展。從認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)和社會(huì)學(xué)結(jié)合的角度來(lái)看，開(kāi)展項(xiàng)目學(xué)習(xí)能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

一、計(jì)算思維

本次課程標(biāo)準(zhǔn)修訂，引入了“計(jì)算思維”作為信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)之一。“計(jì)算思維（Computational Thinking，CT）是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為。CT 的本質(zhì)是形式化、模型化、自動(dòng)化和系統(tǒng)化。它是如同所有人都具備“讀、寫(xiě)、算”（簡(jiǎn)稱 3R）能力一樣，都必須具備的思維能力”。在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的信息化時(shí)代，計(jì)算思維利用海量數(shù)據(jù)來(lái)加快計(jì)算，在時(shí)間和空間之間，我們應(yīng)該重視學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。

二、項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式

項(xiàng)目學(xué)習(xí)法是指在教師的指導(dǎo)下， 項(xiàng)目交由學(xué)生來(lái)完成，包括教學(xué)分析、選擇項(xiàng)目、實(shí)施項(xiàng)目、成果交流、多元評(píng)價(jià)。其中教學(xué)分析包括教學(xué)內(nèi)容分清重難點(diǎn)和學(xué)情分析。選擇項(xiàng)目教師要根據(jù)教學(xué)分析和學(xué)生興趣進(jìn)行確定，要給學(xué)生提供分析問(wèn)題的工具和方法策略上的指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算思維進(jìn)行推理還要根據(jù)學(xué)生情況合理分組。實(shí)施項(xiàng)目主要是學(xué)生自主和小組結(jié)合一起研究分析、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題提出一套可行的算法步驟后并采用恰當(dāng)?shù)姆椒ǖ鷥?yōu)化設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維。成果展示交流是各組對(duì)自己作品向大家匯報(bào)展示。多元評(píng)價(jià)主要包括三個(gè)方面：小組自評(píng)、小組互評(píng)以及教師評(píng)價(jià)。如下圖所示：

三、信息技術(shù)項(xiàng)目學(xué)習(xí)中學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

（一）重視信息技術(shù)課程地位

現(xiàn)在我們忽視了信息技術(shù)的教學(xué)，但如果缺乏足夠的信息技術(shù)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的訓(xùn)練，很難培養(yǎng)學(xué)生良好的計(jì)算思維。因此，信息技術(shù)教學(xué)必須進(jìn)一步提高信息技術(shù)編程課程的地位，保證足夠的教學(xué)時(shí)間。

（二）在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中提高學(xué)生利用計(jì)算思維的積極性

要想真正培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，必須從生活實(shí)際出發(fā)，注重結(jié)合實(shí)際。如，設(shè)計(jì)班級(jí)隨機(jī)點(diǎn)名或抽獎(jiǎng)程序、評(píng)分設(shè)計(jì)表、智能地圖“顯示實(shí)時(shí)擁堵”等。教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生積極將計(jì)算思維方法運(yùn)用于處理生活小事中，學(xué)生在生活中學(xué)會(huì)利用計(jì)算思維建模并解決相關(guān)問(wèn)題。

（三）優(yōu)化項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的教學(xué)設(shè)計(jì)

在信息技術(shù)教學(xué)中優(yōu)化開(kāi)展項(xiàng)目學(xué)習(xí)能夠有效培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維。本文以必修模塊1 數(shù)據(jù)與計(jì)算中實(shí)施智能地圖“顯示實(shí)時(shí)擁堵”為案例進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)，通過(guò)典型的應(yīng)用案例，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)采集的過(guò)程、并學(xué)會(huì)分析和可視化表達(dá)的基本方法，以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。下表介紹了“智能地圖”這一教學(xué)內(nèi)容開(kāi)展項(xiàng)目學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的教學(xué)設(shè)計(jì)，供大家參考：

四、結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目學(xué)習(xí)各小組成果水平差異也大，也可能出現(xiàn)項(xiàng)目過(guò)大或過(guò)小的問(wèn)題。教師應(yīng)從學(xué)生的實(shí)際和從對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)出發(fā)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí)教師在數(shù)據(jù)與計(jì)算這一模塊的項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要充分挖掘提煉“數(shù)據(jù)采集”的技能要求、典型可示范的問(wèn)題以及該問(wèn)題所對(duì)應(yīng)的計(jì)算思維的具體過(guò)程與表現(xiàn)，并注意項(xiàng)目學(xué)習(xí)的連續(xù)性，這樣才能激發(fā)學(xué)生利用計(jì)算思維去分析和解決數(shù)據(jù)與計(jì)算類的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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