基于“小项目”学习的计算思维培养策略研究
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摘 要：文章针对实施项目学习教学中出现的问题，从教与学观念、课程容量、学生水平差异等方面进行分析，引入 “小项目”理念，通过简化项目实施程序、优化项目学习内容、浅化项目学习难度等措施，在不改变项目学习本质的基础上，逐步提高学生对项目学习模式的掌控力，以促进计算思维的提高。并结合App Inventor程序设计教学模块为例，介绍了“小项目”在项目学习下培养计算思维的策略应用。
关键词：项目学习;计算思维;新课程标准;教学策略
中图分类号：G424.21 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2020）02-0067-03
一、引言
2017年，教育部公布《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》（以下简称《新课标》）。其课程实施建议要求：“把握项目学习本质，以项目整合课堂教学，并在项目实践中渗透学科核心素养。”[1]笔者在基于项目学习培养学生计算思维的教学实践中，取得了一定的成效，但也遇到了不少的问题。问题的出现往往导致项目完成度不高，影响学生积极性，进而影响计算思维的培养。基于此，本研究从教与学观念差异、课程容量差异、学生水平差异性等方面进行分析，针对本校学生实际情况引入“小项目”理念，通过简化项目实施环节，优化教学内容等措施，取得比较明显的效果，促进了学生计算思维的提高。
二、项目学习下的计算思维培养概述
如何基于项目学习进行计算思维培养？从计算思维的定义可看出，计算思维是一种思维活动，而产生这一系列思维活动的过程，正是学生构建知识、解决问题的过程。[2]因此，笔者将该过程建立在项目学习中，基于项目学习让学生在完成一个个完整项目的过程中，利用计算机处理的方式去产生解决问题的方案，以促进学生计算思维的提高。并在项目实施的各个环节对如何实现计算思维的培养作了相关说明，具体如表1所示。
三、项目学习下的计算思维培养在实施中的问题及成因分析
1.教与学观念上的差异
项目学习与计算思维无论对教师还是学生都是新生事物，虽说信息技术课堂早已从“以教师教为中心”的教学模式转向“以学生学为主体”的学习模式，但学习方式上依然为任务式的被动学习，并且更多地体现为教师根据教学内容提供教学资源，驱动学生根据任务、学习资源进行学习，本质上未改变学生“要我学”的主观能动性。而项目学习完全要求师生从被动的任务式学习提升为师生的主动式学习，要求师生以项目为主线，循序渐进地完成一个个完整的项目，并要求在项目学习中善用计算思维解决问题。这对师生而言都是一个非常大的转变，两者观念上的差异性很大，没有教师带着的“教”，学生的主动“学”往往显得无所适从，甚而学习方向都难以把控。
2.课程容量的差异
传统教学的课堂组织形式基本以一课时一知识点为主，当堂任务当堂完成，并且信息技术课程更多以“学技术”“学操作”为主，知识点关联性不强。而项目学习的任务，全面检测学生的实践与创造能力，为完成一个项目所需掌握的知识容量更大，要求知识点的完备性、综合性更强，要求借助计算机解决问题的思维方法更灵活，必须借助各种技术工具与手段、方法，小组成员通力合作完成，往往消耗几个课时，效果还不一定很好。
3.学生水平的差异
本校作为地区D类生源的城郊高中，学生的接受能力存在客观上的不足，且学生之间的学习水平差异性也较大，这对组织项目学习带来了一定的困难。面對一个个需要动手、动脑、动心的“项目”，学生往往有“吃不下”的现象，师生都比较疲惫，不仅对学生学习的积极性打击较大，对能力与思维的培养也有所遏制。
四、“小项目”下的计算思维培养教学策略应用
从上述问题分析可知，教与学观念上的改变让学生无所适从，客观存在的学生水平差异一时难以弥补，再加上课程的容量更是压倒了学生，学时的限制也制约着项目的完成度。如果项目无法完成，计算思维的培养更是无从谈起，反而打击了学生学习的积极性。因而，笔者认为，基于项目学习培养计算思维，特别在项目学习的初始阶段，从传统的教学模式到项目学习模式的过渡不宜过大，项目学习的容量和项目学习的难度也不宜过大，特别是面向条件一般的学校与学生，更适宜循序渐进地推进。
笔者引入了“小项目”概念，从环节小、内容小、难度小的项目入手，选择适合学生发挥的项目，安排的小项目尽量在1-2课时内完成，在帮助学生逐渐理解项目学习过程与方法的同时，提高完成项目的成就感，同时通过引导学生在完成项目的过程中，体验利用计算机分析描述问题、分解问题、解决问题的过程，以实现学生计算思维的提高，具体应从以下几个方面着手。
1.小项目——小在环节简化
针对教与学理念上的差异，通过对项目实施环节进行简化处理，尽快帮助学生迅速理解项目学习的内涵，扭转学生依赖教师“等、靠、要”的做法。按照项目学习的实施过程描述，一般可分为六个环节（选定项目→规划设计→探究活动→项目实施→成果交流→活动评价），并且六个环节以线性呈现。换言之，只要其中一个环节出问题，就会影响到后面的所有环节，这对课堂效率的损失无法估量。
笔者曾在App Inventor程序教学的一节课上，按常规的实施过程进行，在选定项目环节和情境引入的带动下，学生的兴致还能调动起来，但在规划设计、探究活动环节开始之后，问题就逐渐出现，学生在长久以来“学操作”观念的影响下思维僵化，对用文字描述问题、论证项目可行性、预估需应用到的知识点等开展状况不佳，在项目实施阶段难以善用计算思维进行问题求解。因而，对项目实施环节简化，目的是在环节上尽量少出问题，出问题能尽快解决，紧紧抓住项目学习的内涵进行适当调整，具体如图1所示。 教师除前期做好教学准备外，还将项目学习六个环节简化为四个环节，引导学生做好任务分析与项目实施，在确保项目能开展的情况下，拓展学生的思维。而在完成项目实施阶段，再反过来让学生按已完成的作品对当初的规划设计进行修改，再次激发学生的思维，对当初规划项目时的漏洞或更需要完善的地方进行修改，这样通过项目学习环节简化，保证了项目能顺利进行，在反馈前期工作时又能加深对项目学习内涵的理解，形成良性循环。
2.小项目——小在内容优化
针对课程容量差异、信息技术课时较少的特点，如何保证学生既能掌握知识，又能在此基础上培養计算思维，即尽量在最短的时间取得较大的教学效果。那么，对教学内容的优化必不可少，优化的方向以教材特点和学生实际为根据，围绕着计算思维的培养来进行。教师在现有的条件下需对教学内容有详细、整体的研究。依据本校的教学环境和学生情况，在不偏离教学目标的情况下，进行教学内容的构建、优化。例如，在App Inventor程序设计教学中，笔者对教学内容进行三个层次的构建，以“基础项目—进阶项目—高级项目”逐步推进，具体如表2所示。
基础项目以偏简单的任务构成，安排1课时完成，重点在完成项目的同时帮助学生掌握项目学习的方法。待学生有一定的项目开发经验时，适时安排进阶项目，一般1-2课时完成。进阶项目除了要熟悉项目开发的步骤外，更多体现在能灵活运用计算思维去解决问题，实现基于项目学习的计算思维培养。而高级项目，主要检验学生前期的学习成效，对项目学习方法和计算思维进行综合性运用，一般3课时完成。这样，通过对教学内容进行优化，从基础性的小项目入手，逐步提升基于项目学习的计算思维培养。
3.小项目——小在难度浅化
针对学生学习水平差异情况，面对新颖的教学模式和教学内容，选择项目的难度要符合当下学生的认知水平，方便学生运用计算思维展开分析思考，加深学生对计算思维的理解和运用。上述的教学内容优化也指出，宜由浅入难，前期重横拓，后期入纵深，通过将项目的难度浅化，调动学生的积极性，提高学生的成就感。而如何将难度浅化，教师可以将项目的问题分解，帮助学生将大问题化为各个小问题，慢慢地能够去分析问题，并用文字去描述项目实现的步骤，最后解决问题，达到基于项目学习培养计算思维的效果。例如，笔者在讲授《贪吃球项目》时，通过作品规划表（见表3）和教师引导，将计算思维中的描述问题、分解问题、问题抽象、算法提出、程序实现等各方面清晰并且有针对性地落实，不一定需要面面俱到，但必须条理清晰同时照顾学生的不同起点水平。有些课侧重于描述问题、分解问题，有些课堂侧重于问题抽象、算法实现等等。有些问题教师可以采取填空或排序的方式，从而使学生更容易入手。
五、应用“小项目”教学策略的总结与反思
上述内容为笔者在基于项目学习培养计算思维上的一些做法，基于项目学习培养学生的核心素养，是新课程标准提倡的教学实施建议。然而由于客观差异性的存在，不同学校有不同的校情，我们在不改变项目学习本质、不偏离教学目标的情况下，因材施教，对教学实施作适当调整。
从“小项目”入手是笔者基于本校层次学生采取的教学策略。由于水平有限，对基于项目学习培养计算思维所涵盖内容的理解还不是很全面，需要进一步论证和完善充实。也希望能够借此为同行在基于项目学习培养计算思维的方法、方式上提供参考，以达到相互交流学习、相互促进的目的。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.
[2]教育部基础教育课程教材专家工作委员会.普通高中信息技术课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018.
（编辑：李晓萍）
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