项目化任务系统在Python教学中的应用

徐伟

一、项目化任务系统教学模式概念

项目化任务是把多个任务当作一个项目进行处理，在项目内部按照规定的流程将这些任务一步步完成，整体看来是以项目为核心的任务驱动式方法。它的目标就是在资源有限的条件下，利用已有的知识、技能或工具等，通过最合理有序地处理，并最终高效地完成任务。项目化任务的实施，加大了学校的设备投入，发行了多媒体教学软件和校园网教育软件，有效地填补了教育资源的缺口。教师负责对教学内容进行整理和拆分，分层次管理和分配任务，带学生逐级突破Python学习的重点和难点。项目化任务系统教学模式依据构建主义学习理论中有关教学方法的观点，核心指标在于学习者对所学知识的理解，以培养学生的问题解决能力和自主学习能力为重点目标。

二、Python语言的学习成为主流趋势

随着人工智能时代的到来，其中Python以其简单易读的语法、明了快速的程序编写、多平台兼容的脚本基础以及高效率的代码开发功能一跃成为编程语言热度榜首，并一举收获了无数年轻初学者的喜爱，并成了他们的入门首选。2017年7月，国务院发布的《新一代人工智能发展规划》重点强调人工智能对推动未来中国发展的重要性，Python作为最接近人工智能的语言在教育界的重要性不言而喻。

三、项目化任务系统在Python教学中应用的可行性分析

（一） Python的特点

1.简单易读的语法。Python的语言贴近交流的自然语言，易读性强，适合初学者学习。

2.明了快速的程序编写。相较于传统的C语言或者Java来说，Python的关键字更少，且语法结构简单定义明确，比较容易读懂和进行代码编写。

3.跨平台功能强大。作为一种解释型语言的Python，可移植性强，跨平台开源且模块众多，所有人都可以参与修改，成长属性高。

4.高效率的代码开发。擅长处理字节流的各种模式，具有很好的开发速度。

Python由于其免费、开源及简洁优雅的特点，在各个领域都有着广泛的应用。NASA从1994年起就把Python作为主要语言，美国最大的在线云储存网站Dropbox，每天数十亿文件的上传和下载全都依靠Python来实现。除此之外，国内的腾讯、网易、百度、阿里、淘宝、新浪、豆瓣等公司都在使用Python完成各式各样的任务。诸如人工智能、Web开发、科学计算、生物信息、天体物理等领域都能看到Python的身影。

（二）Python教学过程出现的问题分析

就目前初中Python教学情况来看，虽然Python符合初中生基本认知并且能对他们日后的编程学习打下良好基础，但是初中Python教学效果与素质教育教学目标仍有着不小的差距。主要问题有以下几点：1.基础不足，难度较高。虽然Python属于较为简单且偏自然的编程语言，但是对学生的逻辑思维和动手能力仍有着一定的相对较高的要求，这样自然容易引发学生的畏难心理，从而失去学习Python的兴趣。2.学习动力匮乏浇灭学习热情。学生对编程主要停留在丰富多彩的多媒体世界，并没有产生稳定的学习动机，这样下去学习欲望会随着时间渐渐流逝，学生对编程学习动力不足热情熄灭自然就学不进去了。3.教师的教学方式相对单一，课程资源缺乏吸引力。传统机械的教学和新兴知识的结合必有匹配不适的问题存在，单一呆板的模式甚至会变相放大Python代码枯燥乏味的语言短板，限制学生思维的发散和创造能力的提升。综上，构建一个全新的教学体系模式十分必要和紧迫。

（三）项目化教学特征及优势

项目化教学突出特征就是分层次逐级有序地高效解决问题。首先通过情境导入的方式，引导学生发现问题，教师以明确任务的方式带领学生主动思考并去积极行动解决问题。其次鼓励小组内进行踊跃探讨，然后小组分工收集相关资料并制订出相应方案。教师在学生身边检查他们的任务进度，并对过程中碰壁的学生进行恰当的点拨。最后学生展示学习成果，以重在过程的教学原则评估学生表现，结尾处拓展延伸给出总结。项目化任务系统教学模式通过这种分层的任务，以纵深式流程化模式尽可能避免中间环节出现纰漏，让学生能由浅入深地理解所学的知识。

四、项目化教学模式在Python教学中的具体实施过程

（一）一般思路

1.基于真实情境的项目设计

Python教学的学习项目设计在初期对项目内容的考虑应该基于学生真情实感的需求，应选择生活化的真實情境学习内容以激发学生的学习兴趣。同时项目设计要紧扣教材知识体系，充分利用已有的教学资源，并且展现信息技术学科的特色和风格。

2.基于团队合作的项目规划

团队合作的重点除了尽可能完美达成任务指标，还有必不可少的一点，就是要让团队中的每一个成员都尽可能全身心地投入团队协作中。为了实现以上双重目标，教师要在保证项目设计好真实情境的情况下，制定好完善的行动纲要，对各小组同学进行明确的任务分工，并且鼓励在有余力的条件下积极帮助其他同学的行为。然后教师在旁监督，并耐心引导学生集团队的力量，完成设计方案里每一步的项目分配任务，以期培养学生的问题分析能力和团队合作能力。

3.基于实践探究的项目实施

项目实施的过程本质上就是学生在实践项目设计方案并不断找出问题、分析问题并解决问题的过程，在这个过程中学生可以在交流沟通和独立思考下发现自我潜能，通过小组的分工协作、探讨交流以及实践试错等方式，他们能够将学到的知识迁移到所行项目中，从而提升各方面的素质和能力。教师作为实践项目的领头人，在学生陷进问题的死胡同里时，要及时伸出援手，给他们提供解答或者是适当的点拨，帮助他们寻找到解决问题的关键所在，以期学生获得自主学习的乐趣和成就感。

4.基于互动共享的项目交流

从散碎的理论到系统化的课本以及知识体系形成，通常需要经过内容的校对、排版以及印刷、课本发放和教师理论知识讲解这一系列较为烦琐的过程。但任何事物定位都处于一种持续变化的发展状态下，学科中的各项理论知识也在随着社会的发展不断进行填充、修整，以此发挥知识在社会经济发展的重要作用。这种以书面形式作为主要内容的传统教学方式存在信息滞后性的弊端，无法帮助学生及时了解到学科领域内出现的各种全新理论知识。而随着项目化任务在教学工作中的应用，不但能够帮助教师根据教材中的知识点进行知识面的适当拓展，同时能让教师根据中小学阶段学生身心发展的具体特点，将一些知识领域出现的全新研究成果适度向学生进行传授，帮助学生的知识体系得以持续更新，有助于强化数学知识点的时效性，提高教学工作的质量和效果。项目完成之后让各小组推选处小组代表，就各自完成的项目作品进行解说，最后展开一场讨论交流会。在交流过程中，教师可以引导学生，鼓励他们充分发挥自己的主观能动性，不论对错畅所欲言地发表自己在项目团队合作实践里遇到的问题，又是通过什么样的方式解决的这些问题，最后收获了怎么的感悟，等等。小组在任务行进过程中，项目规划、项目分工、项目具体实施等方面都是可以展开讨论和分享的点。这是一场思维碰撞的过程，也是同学们提升素养和收获成长的过程。

5.基于多元开放的项目评价

通过项目化任务模式的引入，学生可以在教师进行知识传授讲解的过程中，针对自己产生的疑问及时向教师进行反馈，教师则可以在接受到学生基础知识的疑问反馈后，进行针对性讲解，又或者教师可以凭借在教学平台中下发带有层次性的课后作业，在学生完成后，凭借大数据的搜集和分析，针对各个层次学生出现的知识缺陷给予针对性指导，提高师生互动的频率以及强度，推动学生知识学习过程中的全方位立体发展。项目化学习围绕是否实现教学目标展开，注重对学生学习过程的评价，秉承以学生思维能力创造能力的提高为导向，通过学生、同伴和老师等多方的团队合作，对学生的学习态度、活动参与度、知识掌握程度、任务完成度及最终项目作品进行综合评价，以期达到全面考查学生发展的目的。

（二）项目化教学——以教材循环语句为基础，设计猜数游戏

《中小学信息技术课程指导纲要》指出：“初中信息技术教学应以兴趣为起点，以活动为载体，螺旋上升地设置教学内容，要让学生在玩中学、做中学。”为了能够让学生在兴趣的带领下全身心投入编程的学习中，并在玩和做的过程里收获学习Python带来的乐趣和成就感，笔者选择了项目化任务系统的方法进行教学。计算思维的培养注重提出任务、分析任务（分解任务和抽象类比）、算法设计、编程实现、概念深化与知识拓展等环节的设计。围绕项目化任务系统的前中后三个阶段，本次“猜数游戏”的教学基本流程分为以下三大步骤：确定项目主题，制订项目计划;项目活动探究，作品制作与交流;成品交流与展示，活动评价。

1.确定项目主题，制订项目计划

（1）教师活动

a.课前了解和分析学生的基本学习情况;b.呈现项目主题——提出任务。

上课伊始，用PPT展示游戏规则：随机选定一名A同学在内心想一个范围在1到100之间的自然数，然后让其他同学猜数。每个同学只能猜一次数，猜错了转为下一个同学猜。学生猜对数字，则该同学胜利;如果学生猜错数字，则A同学要给出提示，回答数字是猜大了还是猜小了，直到有同学猜对为止。其次，分小组体验这个游戏。以上游戏结束之后，引出本次课程的项目主题：用Python程序实现这个猜数游戏。

（2）学生活动

分析理解项目，根据发放的学习任务单制订完成该项目的实施计划，最后进行小组分工合作。

2. 项目活动探究，作品制作与交流

（1）教师活动——提供支持

在这个教学过程中，教师要为学生提供适当的教学资源，同时向学生进行启发性的情境提问，比如，刚才的游戏里需要对数字的大小进行判断，那么在Python编程里要用什么结构来实现这个判断呢？当玩家猜错数字之后，玩家仍然可以继续进行数字猜测，那么以上的重复过程可以通过Python编程的什么结构来实现呢？利用诸如以上的这些问题去引导学生分析项目任务，拆解任务目标，一步一步脚踏实地利用所学完成整个项目。当学生遇到不能自己解决的困难时，教师要及时进行适当的点拨和答疑解惑。

（2）学生活动

a.分析任务。根据学习任务单跟着教师的引导，梳理游戏的整个过程，并就如何将游戏过程中的实际问题设计成编程语言的计算机问题进行思考和讨论，以便提升学生抽象类比的计算思维能力。

b.算法设计。经过了任务分析的环节之后，学生基本能够理解猜数游戏的所有思路，并对现实问题转化成计算机问题也逐渐形成了自己的简单认识。到了算法设计的环节，我们将结合学习任务表思考秘密数以及重复输入的算法设计。把猜数游戏的问题进行整体的抽象化和数字化，建立模型并最终找到解决的方案。

c.编程实现。经过同学之间的分工合作，按照流程图和教师给的案例微课资源，组织讨论并认真弄懂任务单中出现的每句代码含义，并补全代码表。之后放到编译器中进行调试运行，直到最终成功。

3. 成品交流与展示，活动评价

（1）教师活动——作业点评

教师对学生提交的作品和程序进行点评，并针对其中出现的普遍问题进行讲解和强调，最后总结本次猜数游戏项目的所有知识点，就如何进行算法设计、代码编写以及综合知识点经验进行概括和点评。例如，有些同学使用while循环时会联想到for循环，但是在尝试for循环之后发现它是次数循环，而如果应用到本次猜数项目的算法设计就还需要break语句的协助。于是，在這个探究的过程中，学生就能够更加深入地了解break语句和continue语句之间的区别，也能够更加熟悉while循环和for循环恰当的使用方法。

（2）学生活动——概念深化和知识拓展

学生在作品和程序的展示过程中，可以通过观摩其他小组的成果并对自己小组的作品思路设计进行对比分析和总结概括。这样对深化知识、内化理论、系统修订和完善自己今后的作品和程序都有很大的帮助。在项目化教学中，学生通过自主的参与和同学间的合作沟通中，运用自己学过的综合知识，提高了自己的问题分析能力和解决能力。

五、结语

项目化学习对激发学生学习兴趣、培养探索精神、提升学生自主探究能力及团队合作能力有着天生的优势。所以，在初中Python教学中可以多采用项目任务系统的教学模式开展教学工作。教师在认真学习项目化理论知识后，要结合具体教学工作展开学习实践，努力激发学生对于Python编程的学习热情，以期让学生在实践活动中获取新知识，提高学习能力和思维能力，以此使学生得到全面发展，并将培养学科核心素养落到实处。

（左毓红）