PBL理念下初中編程類思維課堂的實(shí)踐與思考

于雅莉

摘要：為順應(yīng)學(xué)科課程改革的發(fā)展需求，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、學(xué)科核心素養(yǎng)和可持續(xù)發(fā)展能力，教師應(yīng)積極推進(jìn)有效的思維課堂建設(shè)。本文作者運(yùn)用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)理念開(kāi)展教學(xué)，有效促進(jìn)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，為思維課堂的構(gòu)建提供有力的策略支撐。在實(shí)際操作中，關(guān)注學(xué)生的主體地位，轉(zhuǎn)變教師角色，教師對(duì)知識(shí)進(jìn)行分析和重組，設(shè)計(jì)有效的支架材料，驅(qū)動(dòng)學(xué)生開(kāi)展自主探究活動(dòng)，促進(jìn)思維的進(jìn)階發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PBL;思維課堂;初中信息技術(shù)

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2021）17-0000-03

浙教版新版初中《信息技術(shù)》與舊版本相比，更加關(guān)注學(xué)生的發(fā)展，因此，如何在落實(shí)理論技能的同時(shí)培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展觀念和能力的學(xué)生，使其能夠應(yīng)對(duì)信息社會(huì)發(fā)展成為教師關(guān)注的焦點(diǎn)。然而編程課堂中經(jīng)常出現(xiàn)的“學(xué)而不思”的情況，是阻礙學(xué)生發(fā)展的首要問(wèn)題，因此，教師要關(guān)注學(xué)生在課堂上的思維活動(dòng)，激發(fā)其學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，讓其在活動(dòng)中明晰所學(xué)的知識(shí)技能有何用、何時(shí)用、怎么用。在用所學(xué)知識(shí)技能解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題的過(guò)程中，所產(chǎn)生的歸納、演繹、判斷、意義等思維活動(dòng)，對(duì)思維品質(zhì)的提升有重要推動(dòng)作用，因此，在初中信息技術(shù)教學(xué)中探索思維型課堂實(shí)施策略非常重要。

● PBL理念下初中編程類思維課堂結(jié)構(gòu)探析

PBL理念下初中編程類思維課堂結(jié)構(gòu)分為項(xiàng)目引入、項(xiàng)目分析、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目挑戰(zhàn)、總結(jié)評(píng)價(jià)五個(gè)環(huán)節(jié)（如圖1）。

在項(xiàng)目引入環(huán)節(jié)，教師作為組織者，帶領(lǐng)學(xué)生融入項(xiàng)目情境，明確項(xiàng)目目標(biāo)和學(xué)生在項(xiàng)目中的角色，使學(xué)生在真實(shí)的生活情境中，明確項(xiàng)目問(wèn)題，確保項(xiàng)目探究有效進(jìn)行。在項(xiàng)目分析環(huán)節(jié)，教師作為引導(dǎo)者呈現(xiàn)問(wèn)題鏈，組織學(xué)生根據(jù)問(wèn)題鏈進(jìn)行探究分析，使學(xué)生融入問(wèn)題情境，在問(wèn)題分析探究中形成認(rèn)知沖突，激發(fā)思維的動(dòng)態(tài)發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)探究的動(dòng)力。在項(xiàng)目實(shí)施階段教師則主要充當(dāng)組織者組織學(xué)生正確使用提前設(shè)計(jì)好的知識(shí)支架開(kāi)展探究活動(dòng)。學(xué)生在攀爬腳手架的過(guò)程中，在已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上完成新知的自主建構(gòu)。在項(xiàng)目挑戰(zhàn)環(huán)節(jié)教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者提煉、重構(gòu)知識(shí)難點(diǎn)，設(shè)計(jì)多元支架助力學(xué)生高階思維的形成。這個(gè)階段關(guān)注學(xué)生思維的應(yīng)用遷移品質(zhì)，重視教學(xué)難點(diǎn)的突破，解決相似概念、規(guī)律的辨析和理解難題，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決較復(fù)雜問(wèn)題的能力，使學(xué)生在類比、分析、重組等訓(xùn)練活動(dòng)中掌握創(chuàng)造性思維的方法。在總結(jié)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)教師根據(jù)學(xué)生認(rèn)知起點(diǎn)及教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)表，明確評(píng)價(jià)指標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行評(píng)估和反思。自我監(jiān)控是自我意識(shí)在思維中的內(nèi)在呈現(xiàn)，也是思維架構(gòu)的最高層次，學(xué)生在總結(jié)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)一方面展現(xiàn)項(xiàng)目成果，小組之間或組內(nèi)進(jìn)行評(píng)價(jià)，另一方面使用評(píng)價(jià)量表，進(jìn)行自我評(píng)價(jià)、檢查和控制，對(duì)項(xiàng)目整體進(jìn)行總結(jié)反思，審視項(xiàng)目探究過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和不足，將新的知識(shí)技能與原有知識(shí)技能進(jìn)行重組，構(gòu)建自我認(rèn)知結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)自我監(jiān)控的思維能力。

可以看出，PBL理念下初中信息技術(shù)思維課堂結(jié)構(gòu)在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中關(guān)注學(xué)生在認(rèn)知沖突、自主建構(gòu)、應(yīng)用遷移、自我監(jiān)控四個(gè)方面的思維品質(zhì)，這四個(gè)方面在PBL教學(xué)開(kāi)展的五個(gè)環(huán)節(jié)中并非一一對(duì)應(yīng)，而是融合貫通的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，隨著項(xiàng)目開(kāi)展的不斷深入，思維層次逐漸提升。

● PBL理念下初中編程類思維課堂設(shè)計(jì)與實(shí)踐

下面，筆者以浙江教育出版社出版的《信息技術(shù)》八年級(jí)上冊(cè)第二單元第十課《循環(huán)結(jié)構(gòu)——while循環(huán)》為例（循環(huán)結(jié)構(gòu)知識(shí)結(jié)構(gòu)如圖2所示），詳細(xì)說(shuō)明PBL理念下初中信息技術(shù)思維課堂的具體應(yīng)用。

1.項(xiàng)目設(shè)定

第二單元Python程序基本結(jié)構(gòu)“便捷驛站的難題”項(xiàng)目立足當(dāng)前電子商務(wù)行業(yè)發(fā)展，以便捷驛站為背景，通過(guò)項(xiàng)目探究完成一個(gè)智能的驛站結(jié)算系統(tǒng)。本項(xiàng)目是“便捷驛站的難題”的子項(xiàng)目之一，用一個(gè)課時(shí)落實(shí)while循環(huán)一課知識(shí)的學(xué)習(xí)。

2.項(xiàng)目目標(biāo)

①通過(guò)對(duì)項(xiàng)目問(wèn)題的分析，認(rèn)識(shí)并理解條件循環(huán)的概念，感受循環(huán)的思想。②通過(guò)優(yōu)化智能結(jié)算程序，理解并掌握while循環(huán)的執(zhí)行流程和語(yǔ)法格式，理解循環(huán)條件的現(xiàn)實(shí)含義。③通過(guò)優(yōu)化智能結(jié)算程序，體驗(yàn)抽象和建模及程序?qū)崿F(xiàn)的思維過(guò)程，內(nèi)化計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的一般過(guò)程，形成解決問(wèn)題的學(xué)科思維。

3.項(xiàng)目具體實(shí)施

（1）項(xiàng)目引入。教師出示項(xiàng)目資料，介紹項(xiàng)目的背景，明確學(xué)生作為程序開(kāi)發(fā)員，解決項(xiàng)目背景中所描述的異常情況，同時(shí)呈現(xiàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）項(xiàng)目分析。展示前面課時(shí)學(xué)生完成的程序代碼（如圖3），接著呈現(xiàn)問(wèn)題鏈：“客戶輸入哪些數(shù)值會(huì)導(dǎo)致計(jì)算出的價(jià)格不符合實(shí)際？是否驗(yàn)證過(guò)你的想法？你認(rèn)為當(dāng)前對(duì)異常值的處理方式合適嗎？如果不合適，你認(rèn)為應(yīng)該如何處理？通過(guò)分析，認(rèn)為應(yīng)選擇哪種結(jié)構(gòu)解決項(xiàng)目任務(wù)？”引導(dǎo)學(xué)生以小組討論的形式根據(jù)問(wèn)題鏈分析問(wèn)題，明晰異常數(shù)據(jù)的范圍、測(cè)試過(guò)程和擬采取的處理方法。在分析的過(guò)程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)之前編寫(xiě)的程序并非適用所有情況，現(xiàn)實(shí)情境與已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生矛盾，形成認(rèn)知沖突，認(rèn)知沖突的“兩難情境”能夠激發(fā)學(xué)生探究、思考的熱情，促進(jìn)思維的發(fā)展。

（3）項(xiàng)目實(shí)施。學(xué)生通過(guò)問(wèn)題分析，根據(jù)對(duì)三種結(jié)構(gòu)的理解，明確應(yīng)采用循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)解決問(wèn)題，自主學(xué)習(xí)支架材料中關(guān)于for循環(huán)和while循環(huán)的內(nèi)容，通過(guò)辨析發(fā)現(xiàn)for循環(huán)在該問(wèn)題場(chǎng)景中不適用，理解for循環(huán)和while循環(huán)的聯(lián)系和區(qū)別。接著學(xué)生借助支架材料分析循環(huán)條件和循環(huán)體并繪制出while循環(huán)的流程圖，在此基礎(chǔ)上寫(xiě)出while循環(huán)語(yǔ)句。這個(gè)階段的重點(diǎn)在于學(xué)習(xí)支架的設(shè)計(jì)，將for循環(huán)和while循環(huán)的概念、流程圖、語(yǔ)句結(jié)構(gòu)對(duì)比呈現(xiàn)，一方面有助于學(xué)生理解兩種循環(huán)結(jié)構(gòu)的異同，另一方面根據(jù)已有的for循環(huán)知識(shí)，對(duì)比學(xué)習(xí)while循環(huán)，做到知識(shí)的遷移。學(xué)生在閱讀了學(xué)習(xí)支架后，根據(jù)問(wèn)題分析情境中的循環(huán)條件和循環(huán)體，完成由現(xiàn)實(shí)問(wèn)題抽象建模的高階思維過(guò)程。

（4）項(xiàng)目挑戰(zhàn)。在這個(gè)環(huán)節(jié)主要突破本課難點(diǎn)，即break和continue的區(qū)別與聯(lián)系，并對(duì)本課所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，解決更為復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。首先教師提出挑戰(zhàn)任務(wù)：在while True無(wú)限循環(huán)的情況下實(shí)現(xiàn)結(jié)算的功能。學(xué)生在測(cè)試過(guò)程中再次出現(xiàn)認(rèn)知沖突：如何改變循環(huán)的執(zhí)行順序？由此引入循環(huán)控制語(yǔ)句，使學(xué)生通過(guò)支架材料明晰break和continue兩種循環(huán)控制語(yǔ)句的區(qū)別，并促進(jìn)學(xué)生用自己的語(yǔ)言描述二者的不同之處，明白應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇使用合適的循環(huán)控制語(yǔ)句來(lái)解決問(wèn)題。

教師在學(xué)生完成挑戰(zhàn)任務(wù)的基礎(chǔ)上提出“由于驛站規(guī)模的問(wèn)題，店家決定不受理超過(guò)50kg的物品，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)需要提醒超重并重新輸入”這一進(jìn)階任務(wù)，要求學(xué)生綜合利用本節(jié)所學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的應(yīng)用遷移。

（5）項(xiàng)目評(píng)價(jià)。課堂評(píng)價(jià)貫穿整個(gè)課堂，學(xué)生使用while語(yǔ)句優(yōu)化結(jié)算程序后，以小組為單位展示成果，學(xué)生從程序運(yùn)行效果、代碼格式、程序的簡(jiǎn)潔性等幾個(gè)方面進(jìn)行互評(píng)，并對(duì)各組的程序給出修改建議。在挑戰(zhàn)任務(wù)中，學(xué)生對(duì)用weight>0結(jié)合循環(huán)控制語(yǔ)句是否能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)算功能產(chǎn)生分歧，通過(guò)共同分析，發(fā)現(xiàn)是縮進(jìn)的問(wèn)題，由此總結(jié)縮進(jìn)在Python程序設(shè)計(jì)中起著重要作用。在展示評(píng)價(jià)中形成正確的調(diào)試程序的方法，快速發(fā)現(xiàn)程序問(wèn)題所在，是學(xué)生思維活動(dòng)的結(jié)果。項(xiàng)目最后，引導(dǎo)學(xué)生填寫(xiě)項(xiàng)目評(píng)價(jià)量表，從項(xiàng)目探究、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目成果、項(xiàng)目協(xié)作四個(gè)方面進(jìn)行自評(píng)，對(duì)自己在整個(gè)項(xiàng)目中的表現(xiàn)全面反思和分析，調(diào)動(dòng)學(xué)生的反省性思維，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)并合理調(diào)控。

● 應(yīng)用效果分析及反思

1.應(yīng)用效果

對(duì)筆者所在學(xué)校八年級(jí)四百余名學(xué)生開(kāi)展本項(xiàng)目式思維課堂，通過(guò)后期訪談可知，大部分學(xué)生在項(xiàng)目引入階段能夠?qū)Ρ竟?jié)課的項(xiàng)目目標(biāo)有清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)自己的角色有明確的定位，真實(shí)的工作場(chǎng)能激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，學(xué)生表現(xiàn)出了比傳統(tǒng)課堂更明顯的積極性。在學(xué)習(xí)支架設(shè)計(jì)上，通過(guò)對(duì)課本知識(shí)進(jìn)行分析并重組，尋找新知識(shí)與原有知識(shí)的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，使學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知起點(diǎn)借助支架進(jìn)行再加工和再創(chuàng)造，完成知識(shí)的重新建構(gòu)，實(shí)現(xiàn)思維的動(dòng)態(tài)發(fā)展。學(xué)生思維活躍性得到充分調(diào)動(dòng)，項(xiàng)目成果的完成率和效果有明顯改善。

2.反思及建議

（1）項(xiàng)目的選定。項(xiàng)目主題的選擇是設(shè)計(jì)教學(xué)的關(guān)鍵一環(huán)，也是難度較大的一環(huán)。項(xiàng)目與任務(wù)驅(qū)動(dòng)突出的區(qū)別之一是項(xiàng)目化學(xué)習(xí)需營(yíng)造出真實(shí)的工作場(chǎng)，有明確的任務(wù)要求，要求教師能夠擁有更為開(kāi)闊的視野，將知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系，尋找項(xiàng)目主題的切入點(diǎn)。此次活動(dòng)選取日常生活中常見(jiàn)的快遞行業(yè)場(chǎng)景，與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)相適應(yīng)，能有效激發(fā)學(xué)生的興趣，使其快速融入到實(shí)際問(wèn)題中，設(shè)計(jì)的問(wèn)題緊密連接知識(shí)點(diǎn)，給學(xué)生提供了真實(shí)的挑戰(zhàn)。在項(xiàng)目操作上，項(xiàng)目的問(wèn)題還需考慮學(xué)生的認(rèn)知水平，使學(xué)生在當(dāng)前認(rèn)知的基礎(chǔ)上有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)新的知識(shí)和技能，并掌握問(wèn)題分析的方法，有效引發(fā)學(xué)生的思維能力向高階發(fā)展。

（2）評(píng)價(jià)的使用。課堂評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生思維水平的反饋，應(yīng)融入到學(xué)習(xí)的全過(guò)程。因此，課堂評(píng)價(jià)的思路也要更開(kāi)闊，要從多維度評(píng)估學(xué)生的發(fā)展，將評(píng)價(jià)自然地融入到學(xué)習(xí)環(huán)境中。在上述課堂實(shí)踐中，通過(guò)將評(píng)價(jià)指標(biāo)前置，幫助學(xué)生明確項(xiàng)目學(xué)習(xí)的目標(biāo)，時(shí)刻糾正任何偏離目標(biāo)的課堂行為。在評(píng)價(jià)形式上，不拘泥于某種特定的形式，而是根據(jù)項(xiàng)目目標(biāo)、項(xiàng)目運(yùn)行情況、學(xué)生情況等要素選擇合適的評(píng)價(jià)形式。