基于项目学习的学生计算思维能力培养模式初探

张浪标

【摘要】 信息技术学科核心素养包括四个方面：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。其中计算思维是每个人应具有的基本能为之一，因此，培养学生的计算思维就显得尤为重要。本文从如何在项目学习的教学模式中培养学生计算思维进行分析探讨，并用《智能地图实时显示拥堵》的教学设计案例进行研究。

【关键词】计算思维;信息技术;项目学习模式

为了落实立德树人的根本任务，教育部编制并颁布了《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》，但信息技术教育出现了一些问题。在学生层面，部分学生有较强的求知欲，但还有很大一部分学生学习热情不高。学生计算思维得不到较好的提高;在教师层面，还有部分教师采用任务驱动式的教学模式，对程序设计教学中不重视计算思维能力的培养。计算思维作为一种思维方式，需要在解决问题的过程中不断经历分析思考、实践论证、反馈调整而逐步形成。项目学习是基于情境的学习，能促进学生计算思维的发展。从认知科学、心理学和社会学结合的角度来看，开展项目学习能够有效培养学生的计算思维。

一、计算思维

本次课程标准修订，引入了“计算思维”作为信息技术学科的核心素养之一。“计算思维（Computational Thinking，CT）是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为。CT 的本质是形式化、模型化、自动化和系统化。它是如同所有人都具备“读、写、算”（简称 3R）能力一样，都必须具备的思维能力”。在大数据、云计算的信息化时代，计算思维利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，我们应该重视学生计算思维的培养。

二、项目学习模式

项目学习法是指在教师的指导下， 项目交由学生来完成，包括教学分析、选择项目、实施项目、成果交流、多元评价。其中教学分析包括教学内容分清重难点和学情分析。选择项目教师要根据教学分析和学生兴趣进行确定，要给学生提供分析问题的工具和方法策略上的指导，引导学生利用计算思维进行推理还要根据学生情况合理分组。实施项目主要是学生自主和小组结合一起研究分析、分析问题、解决问题提出一套可行的算法步骤后并采用恰当的方法迭代优化设计方案，进而发展学生的计算思维。成果展示交流是各组对自己作品向大家汇报展示。多元评价主要包括三个方面：小组自评、小组互评以及教师评价。如下图所示：

三、信息技术项目学习中学生计算思维能力的培养

（一）重视信息技术课程地位

现在我们忽视了信息技术的教学，但如果缺乏足够的信息技术项目学习的训练，很难培养学生良好的计算思维。因此，信息技术教学必须进一步提高信息技术编程课程的地位，保证足够的教学时间。

（二）在项目学习中提高学生利用计算思维的积极性

要想真正培养学生的计算思维，必须从生活实际出发，注重结合实际。如，设计班级随机点名或抽奖程序、评分设计表、智能地图“显示實时拥堵”等。教师应该鼓励学生积极将计算思维方法运用于处理生活小事中，学生在生活中学会利用计算思维建模并解决相关问题。

（三）优化项目学习模式中培养学生计算思维的教学设计

在信息技术教学中优化开展项目学习能够有效培养学生计算思维。本文以必修模块1 数据与计算中实施智能地图“显示实时拥堵”为案例进行项目学习教学设计，通过典型的应用案例，让学生了解数据采集的过程、并学会分析和可视化表达的基本方法，以培养学生的计算思维。下表介绍了“智能地图”这一教学内容开展项目学习以培养学生计算思维的教学设计，供大家参考：

四、结束语

项目学习各小组成果水平差异也大，也可能出现项目过大或过小的问题。教师应从学生的实际和从对学生计算思维的培养出发，为学生的学习发展奠定良好的基础。同时教师在数据与计算这一模块的项目学习教学设计的时候，要充分挖掘提炼“数据采集”的技能要求、典型可示范的问题以及该问题所对应的计算思维的具体过程与表现，并注意项目学习的连续性，这样才能激发学生利用计算思维去分析和解决数据与计算类的问题。

参考文献：

[1]周以真.计算思维[J].中国计算机学会通讯，2007.3.

[2]肖小桃.关于高中信息技术课堂教学中实施项目学习的思考[J].教育教学研究，2019.