項(xiàng)目式教學(xué)在Python教學(xué)中的探索與實(shí)踐

姚水花 廣東省廣州市增城區(qū)荔城中學(xué)

高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)由信息意識(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)任四個(gè)核心要素組成。其中，計(jì)算思維的培養(yǎng)是四個(gè)核心素養(yǎng)中尤為重要的一個(gè)。計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)，要完成計(jì)算思維的培養(yǎng)，程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)必不可少。因此，筆者在分析了所在學(xué)校高中生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，以及Python的教學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用項(xiàng)目式教學(xué)方法，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)Python知識(shí)，提升核心素養(yǎng)。

● 研究背景

信息技術(shù)課程對(duì)于高中生來說是一門邊緣學(xué)科，他們將大部分時(shí)間和精力都投入到九大文化課的學(xué)習(xí)中，對(duì)信息技術(shù)課的學(xué)習(xí)熱情不高。但在廣東，學(xué)完高中信息技術(shù)課程就要參加合格性考試，因此學(xué)生對(duì)于能否通過考試有一定的壓力。

Python的語(yǔ)法簡(jiǎn)潔并且開源，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)，但難點(diǎn)是如何讓學(xué)生運(yùn)用這門語(yǔ)言編寫程序解決日常生活中的問題，并形成思維習(xí)慣。因此，可在教學(xué)中結(jié)合生活實(shí)例，采用項(xiàng)目式教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，通過“問題分析—設(shè)計(jì)算法—編寫代碼”進(jìn)行問題求解。這樣的教學(xué)過程既實(shí)踐了教材大綱提倡的“項(xiàng)目式教學(xué)”，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的計(jì)算思維。

● 項(xiàng)目式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

項(xiàng)目學(xué)習(xí)以問題為起點(diǎn)，以探究為核心，面向真實(shí)生活，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，重視實(shí)踐體驗(yàn)，能夠提高學(xué)生綜合分析能力及解決問題的能力。筆者在進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)的同時(shí)，進(jìn)行大單元設(shè)計(jì)，完成了整個(gè)項(xiàng)目即為完成整個(gè)單元的學(xué)習(xí)。筆者歸納總結(jié)了項(xiàng)目式教學(xué)的課堂教學(xué)模式，如圖1所示。

圖1

1.情境創(chuàng)設(shè)

創(chuàng)設(shè)情境，可以是游戲互動(dòng)、視頻觀看、故事引入等。創(chuàng)設(shè)的情境結(jié)合學(xué)生的生活，可以更好地激發(fā)學(xué)生的好奇心，從而引起學(xué)生的思考。

2.項(xiàng)目說明

項(xiàng)目說明是指講述項(xiàng)目的任務(wù)要求、需要完成的效果，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，為接下來要完成的項(xiàng)目指明方向。例如，在“校運(yùn)會(huì)的計(jì)算思維”主題中，需要跟學(xué)生說明每節(jié)課的任務(wù)，如設(shè)計(jì)一張海報(bào)、統(tǒng)計(jì)選手人數(shù)、編寫程序，并讓學(xué)生用思維導(dǎo)圖的形式展示。

3.項(xiàng)目分析

項(xiàng)目分析是指分析完成項(xiàng)目必須習(xí)得的知識(shí)，完成項(xiàng)目的步驟與過程，在這個(gè)過程中，教師可以根據(jù)學(xué)生的情況，準(zhǔn)備必要的腳手架。

4.項(xiàng)目實(shí)施

項(xiàng)目的實(shí)施過程，以學(xué)生學(xué)習(xí)為主，教師指導(dǎo)為輔，教師指導(dǎo)學(xué)生按計(jì)劃完成每個(gè)階段的學(xué)習(xí)任務(wù)。在這個(gè)階段，教師需要為學(xué)生準(zhǔn)備素材（自制微課或文字材料），學(xué)生則根據(jù)材料進(jìn)行自學(xué)。

5.作品展示

學(xué)生上臺(tái)展示作品，并分享創(chuàng)作過程中遇到的問題，以及解決的辦法等。學(xué)生通過作品展示吸取經(jīng)驗(yàn)，從而更好地改進(jìn)自己的作品。

6.課堂總結(jié)

教師總結(jié)項(xiàng)目完成的情況，并表?yè)P(yáng)優(yōu)秀學(xué)生，指出在項(xiàng)目完成中存在的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)遷移，拓展思路。

● 項(xiàng)目式教學(xué)的實(shí)踐案例

本單元要求學(xué)生能夠采用計(jì)算機(jī)可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型、合理組織數(shù)據(jù)；通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運(yùn)用合理的算法形成解決問題的方案。要求學(xué)生掌握一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本知識(shí)，使用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單算法，通過解決實(shí)際問題，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的基本流程，感受算法的效率，掌握程序調(diào)試與運(yùn)行的方法。

根據(jù)新課標(biāo)與項(xiàng)目學(xué)習(xí)法的要求，筆者以教科版高中信息技術(shù)《必修1 數(shù)據(jù)與計(jì)算》第二單元“編程與計(jì)算”為例設(shè)計(jì)了項(xiàng)目設(shè)計(jì)項(xiàng)目——“猜猜看——編寫猜數(shù)游戲”，并把整個(gè)單元的學(xué)習(xí)過程融入到該項(xiàng)目當(dāng)中，具體單元設(shè)計(jì)如表1所示。

表1

1.情境創(chuàng)設(shè)

游戲體驗(yàn)：5位學(xué)生背對(duì)黑板，教師在黑板展示0～99中的一個(gè)數(shù)字，接下來，讓5位學(xué)生輪流猜數(shù)字，其他同學(xué)當(dāng)裁判，猜錯(cuò)了，下一位同學(xué)猜，猜對(duì)了游戲結(jié)束。

在游戲結(jié)束后，教師引出問題“如何編程實(shí)現(xiàn)‘猜數(shù)游戲’？”，通過展示已有的猜數(shù)游戲，讓學(xué)生思考：一個(gè)猜數(shù)游戲應(yīng)該具備有哪些功能？編程過程需要運(yùn)用到哪些知識(shí)？

2.項(xiàng)目說明

引導(dǎo)學(xué)生回憶猜數(shù)游戲的過程，把游戲的過程以表格形式展示。學(xué)生經(jīng)過思考總結(jié)得出游戲步驟，如下頁(yè)表2所示。

表2

3.項(xiàng)目分析

教師提前準(zhǔn)備導(dǎo)學(xué)案和學(xué)習(xí)資源，學(xué)生則進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。項(xiàng)目的實(shí)施分成數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出三個(gè)階段，項(xiàng)目要求學(xué)生對(duì)每個(gè)階段進(jìn)行相應(yīng)的代碼設(shè)計(jì)。在每個(gè)階段中學(xué)生自主學(xué)習(xí)該階段的相關(guān)知識(shí)完成自測(cè)題目，并上機(jī)完成代碼編寫與調(diào)試。

4.項(xiàng)目實(shí)施階段

（1）第一階段：數(shù)據(jù)輸入

在這一部分，涉及的知識(shí)點(diǎn)是變量、賦值語(yǔ)句、輸入語(yǔ)句、int函數(shù)。學(xué)生完成的代碼如圖2所示。

圖2

（2）第二階段：數(shù)據(jù)處理

在這一部分，涉及的知識(shí)點(diǎn)是分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、輸出語(yǔ)句。具體代碼如圖3所示。

圖3

（3）第三階段：數(shù)據(jù)輸出

一個(gè)程序最少有一個(gè)輸出。數(shù)據(jù)輸出的設(shè)計(jì)：公布這個(gè)數(shù)，并提示游戲結(jié)束，代碼如圖4所示。

圖4

5.作品展示

展示猜數(shù)游戲作品；引導(dǎo)學(xué)生分享創(chuàng)作經(jīng)驗(yàn)；拓展思路，進(jìn)行知識(shí)遷移。

6.課堂總結(jié)

總結(jié)學(xué)習(xí)的過程，利用思維導(dǎo)圖匯總知識(shí)結(jié)構(gòu)圖。表?yè)P(yáng)優(yōu)秀學(xué)生，同時(shí)指出學(xué)生的不足之處。

●總結(jié)

筆者在學(xué)期末對(duì)實(shí)驗(yàn)班1班、普通班2班進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果證明該項(xiàng)目式教學(xué)在提高學(xué)生核心素養(yǎng)方面有促進(jìn)作用。實(shí)驗(yàn)班平均分為69.49，普通班為60.91，如表3所示。

表3

通過教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為項(xiàng)目式教學(xué)應(yīng)用在程序設(shè)計(jì)課堂上，不僅可以兼顧學(xué)生的知識(shí)習(xí)得，解決學(xué)生考核的問題，還可以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。結(jié)合知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行大單元項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)，填補(bǔ)了項(xiàng)目式教學(xué)知識(shí)習(xí)得不足的缺點(diǎn)，能更好地發(fā)揮項(xiàng)目式教學(xué)的作用。