以项目学习推进信息技术新课程的实施

牛静 周娟

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》教学实施建议中提出：“教师在教学中要紧紧围绕学科核心素养，凸显‘学主教从、以学定教、先学后教的专业路径，把项目整合于课堂教学中，重构教学组织方式，创设有利于学生开展项目学习的数字化环境、资源和条件，引导学生在数字化学习的过程中，领悟数字化环境对个人发展的影响，养成终身学习的习惯。”[1]

信息技术学科为什么要以“项目学习”为主要学习方式？教师把项目整合于课堂教学中，通过基于项目的学习，学生亲自动手实践获得技能，亲历运用学科思维方式方法解决问题的过程，亲身体会学科典型方法与策略，有效实现计算思维、数字化学习与创新等能力的提升。

本文以“制作BMI计算器”为例，结合项目学习的关键要素分析微项目在高中信息技术课堂中的应用，以项目学习推进信息技术新课程的实施，促进学科核心素养的培养。

“制作BMI计算器”微项目的设计依据

1.微项目定义

“根据课程大纲的要求，把去情境的知识情境化、项目化，紧密结合核心知识点设计真实情境的微型项目，项目学习活动能够在一两个课时的时间内完成，从而促进学生知识的建构，提高解决问题的能力。”[2]

选择结构和顺序结构、循环结构共同构成了结构化程序设计的三种基本结构，选择结构解决问题需要对给定的条件进行分析、比较和判断，并根据判断结果采取不同的操作，对初学者来说具有一定难度，不适合采用大项目、多个知识点一起探究学习，适宜以微项目的形式进行学习。

2.项目学习的关键要素

从不同角度分析，项目学习所蕴含的要素不同。从实施的角度分析，项目学习包括学习情境、问题驱动、探究行动、学习社区、项目成果五个要素，只有具备这五个要素，项目学习才有可能顺利、有效实施。[3]

“制作BMI计算器”微项目介绍

1.对应课程标准要求

“制作BMI计算器”项目属于必修课程模块1“数据与计算”中“算法与程序实现”的内容，课程标准中对相关内容要求为：“1.6从生活实例出发，概述算法的概念与特征，运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法。1.7掌握一种程序设计语言的基本知识，使用程序设计语言实现简单算法。通过解决实际问题，体验程序设计的基本流程，感受算法的效率，掌握程序调试与运行的方法。”[4]

2.项目教学目标

学生已经知道流程图常用符号的含义，能用流程图描述顺序结构算法，能实现简单的顺序结构程序。根据课程标准要求和学生情况，本项目的教学目标设定为：①认识选择结构，了解其特点及适用情况;②理解选择结构的执行过程;③学会利用流程图设计选择结构问题的算法;④学会使用Python语言中的if语句解决实际问题;⑤体验解决选择结构问题的全过程，体会编程解决选择类问题的方法。

3.项目概述

国家学生体质健康标准中，根据BMI值的范围可以分为低体重、正常、超重、肥胖四类。从小学一年级到大学各年级有不同的标准，男生、女生也有差异。学生知道自己的身高、体重，根据公式计算才能得出BMI指数，即使算出BMI指数也需要查阅标准才能知道所對应的类别。

在学习选择结构时，传统的方式是教师结合实例讲解语句的格式、功能，学生进行应用练习，实例通常人为地去除了许多复杂因素，如常见的BMI计算器不考虑年级和性别。本项目中，学生首先通过分析得出顺序结构不能实现对性别及相应BMI分类的判断，引出选择类问题。学生4人一组进行讨论，举出生活中的实例，在教师驱动性问题的启发下，共同总结归纳出：解决选择类问题的关键是首先明确判定条件，然后根据条件成立与否执行不同的操作，判定条件可能是一个或多个。在此基础上，学生分组讨论出“BMI计算器”要对性别和BMI值进行判断，细化为性别和4种BMI值分类标准共5个判定条件，通过教师提供的辅助学习网站，学生对单、双分支选择结构进行探究学习，结合绘制的流程图，交流双分支选择结构对性别进行判断并根据判断结果执行的过程。在判定了性别的基础上，学生分组探究选择结构的综合应用，通过不同的算法实现BMI计算器，展示交流，评估不同算法的效率，选出最优的算法。最后通过if语句实现算法，运行程序进行调试，完成了能根据输入的性别按照相应标准判断并输出所属分类的、更符合实际需求的“BMI计算器”，达成项目教学目标。本项目用两课时完成。

“制作BMI计算器”微项目分析

1.学习情境

基于项目的学习强调要让学生去解决一个真实或者虚拟真实的问题，以此来锻炼现实生活中需要用到的解决问题的技能，同时可实施、可操作性更强，相关情境类别可以是与学生的日常生活、学习活动直接相关的主题，也可以是人文、艺术领域的相关主题，还可以是学生的兴趣爱好、科技发展、社会现象等主题。

本项目以一个真实情境——“制作BMI计算器”引入主题，基于学生每年的体质健康测试，贴近学生的生活，方便他们在生活中监控自己的BMI指数及所属分类，督促自己加强体育锻炼，同时将选择结构的学习与项目融合，实现学科知识的掌握与学科能力的培养。

2.问题驱动

“基于项目的学习是学生在教师引导下发现问题，以解决问题为导向开展方案设计、新知学习、实践探索，具有创新特质的学习活动。”[5]问题的复杂度要能够撑起探究活动，本项目的关键性驱动问题有3个：

①如果你是用户，使用这款“BMI计算器”，你希望得到什么样的结果？如何得到确定的分类？

以终为始，学生首先需要明确任务目的是什么，明确要计算机做什么，输出什么结果，引出选择类问题。

②生活中的选择类问题都有哪些？如何决定怎么选择？

在现实生活中，需要进行判断和选择的情况很多，让学生说一说生活中都有哪些选择类问题。学生的回答通常首先聚焦在可选择的不同方案上，而忽略选择不同方案的前提条件，也就是判定的条件，结合实例通过“如何决定选择某个方案？”这样的问题，引发学生思考解决选择类问题的关键是明确判定条件，通过问题结合实例引出判定条件可以是一个或者多个。

③同学们使用了不同的算法对BMI值进行判定得出分类，哪个更好？为什么？

同一个问题可以有不同的算法，明确不同的算法可能执行效率不同，结合流程图分析执行过程，讨论、评估不同算法的效率，强调算法的优化对于程序，特别是复杂程序的重要性，培养学生对解决问题的过程与方法进行评价和反思的习惯。

3.探究行动

探究活动1：生活中的选择类问题——确定、分析问题

驱动问题：生活中的选择类问题都有哪些？如何决定怎么选择？

通过师生共同分析，明确了3个问题：①选择类问题首先要确定判定条件。②判定条件可以是一个或多个，多个判定条件可能是针对同一个判断对象，也可能是针对不同判断对象。③根据判定条件成立与否选择不同的操作。

选择结构的重点是分析条件的构成，条件用于“判断”，决定执行方向。通过驱动性问题带动学生思考，在这样的探究过程中，将生活中选择类问题的判定条件进行分析、归纳（如图1），一是为实现后续项目活动做铺垫，二是使学生开始抽象并建立选择结构的模型，初步实现计算思维能力的培养。

探究活动2：分析讨论“BMI计算器”的判定条件及条件的划分与执行

在探究活动1的基础上，学生分组讨论出“BMI计算器”的判定条件——性别和4种BMI值分类标准，在判定性别的基础上再根据4种BMI值分类标准进行判定，4种分类标准判定的都是BMI值，即判定条件针对的是同一个对象，为后续应用多分支选择结构做铺垫。

探究活动3：实现性别的判定——设计算法

根据辅助学习网站上提供的选择结构3种形式——单分支、双分支、多分支的相关知识及简单范例，学生分组探究，分析选择结构3种形式的执行过程，绘制流程图解决对性别的判定，小组展示交流，明确单、双分支选择结构的应用，教师从算法的合理性、相对完整性以及方案优化或改进的可能性提出建议。

探究活动4：实现4种BMI值分类标准的判定——设计算法

在解决4种BMI值分类的判定前，学生首先需要明确：这是在判定性别的基础上，体现了选择结构的综合应用。鼓励学生利用流程图设计不同的算法，可以用4个单分支选择结构顺序执行实现，也可以用多分支选择结构实现，展示不同的算法，交流不同算法的执行流程，比较、评估不同算法的效率，得出用多分支选择结构实现的算法效率更高，最后，归纳出应用选择结构解决问题的分析图（如上页图2）。

探究活动5：实现BMI计算器功能——编程并调试

模仿辅助学习网站上的语句格式和范例，编写BMI计算器的程序代码。选择结构的程序代码不是教学重点，但是对于学生来说，语句的格式、语句之间的缩进关系、条件表达式等知识点也有一定难度，需要小组成员协商合作，也需要教师的辅导，在“尝试—验证—修正”的试错过程中，学会使用if语句实现选择结构，体验解决选择结构实际问题的全过程。

探究过程中，教师创造条件和机会，搭建数字化学习环境，提供学习资源，通过问题引导学生把生活中相对复杂的选择类问题进行分析归纳，找出解决问题的核心思路和算法，并编程实现，学生在探究的过程中实现知识的构建，在思考、讨论、协作的过程中解决实际问题，学科核心素养计算思维能力和数字化学习能力得到发展。

4.学习社区

项目学习强调学习活动中的合作，从问题的发现、问题的提出，到方案的制订、新知学习，再到最终问题的解决，应是在教师驱动问题引导下，学习资源支撑下，学生通过合作自主探究完成，学习社区是实现项目学习的基础和保障。

本项目中师生共同归纳生活中的选择类问题及应用，学生利用教师搭建好的数字化学习平台，分组完成BMI计算器算法的设计及程序的实现，组间讨论评估不同算法的效率，体现了学习社区中师生间的相互合作以及生生间交流、质疑、协作的关系。

5.项目成果

项目学习的目的是解决学生在现实生活中所遇到的不同类型的问题与困难，所以注重行动和实验，注重过程和结果，项目成果通常是以演示文稿、视频、动画、程序、APP等信息技術作品为主，不仅阐述选择探究主题的原因，呈现所学知识、技能，而且反思、分享实施的过程以及从项目中学到了什么。

本项目的中间成果为小组合作绘制的BMI计算器的流程图，最终成果不仅包括BMI计算器程序，也包括师生归纳出的应用选择结构解决问题分析图，从实际生活中的选择类问题入手，抛开任何一种程序设计语言中实现选择结构具体的语句格式，把选择类问题从条件的角度进行分类、归纳、抽象，学生遇到实际问题时可以从选择结构的3种基本形式中选取恰当的形式，这是学生解决选择类问题的难点，也是关键。在成果的课堂展示和交流评价过程中，学生思考算法及程序在应用过程中的优势与不足、用途与局限，养成对算法及程序主动质疑、评价并优化的能力。

无论项目大小，必须具备真实情境、问题驱动、探究行动、学习社区、项目成果这五个要素，学习才能真正发生。信息技术学科采用基于项目的学习方式，不仅可以让学生实现构建知识、能力提升、思维发展，实现学科核心素养的培养，更重要的是让学生未来可以利用所学面对并解决真实世界的复杂问题。

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[M].北京：人民教育出版社，2017：44.

[2]焦金金.项目学习模式下的微型课程设计研究[J].软件导刊，2010（12）：5.

[3]李冬梅.2018省教研员课标培训[DB].（2018-02-27）.http：//library.ttcdw.com/libary/jygl/jc/jiaoxueguanli/150373.html.

[4]中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准[M].北京：人民教育出版社，2017：13.

[5]中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准[M].北京：人民教育出版社，2017：45.