“程序设计基础”单元的项目学习实践与反思

摘要：本文针对高中听障学生的认知特点，结合高中信息技术课程标准，以“抗疫小游戏制作”项目实施为例，剖析了“程序设计基础”在聋校高中信息技术教学中的有效实施方案，并结合实践与反思，提出了聋校项目式教学中促进高中听障学生计算思维发展的导学策略、支架搭建策略及有效评价策略。

关键词：项目学习;计算思维;听障学生

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2022）13-0039-04

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》（以下简称“课标2017版”）提出“把握项目学习本质，以项目整合课堂教学”的课程实施建议，并将“学会运用计算思维识别和分析问题，抽象、建模与设计系统性解决方案”纳入课程目标。这一目标与项目学习的“问题导向”特征相契合。

那么，在聋校高中的信息技术课堂中，如何有效地落实项目式学习，运用计算思维界定问题、抽象特征、形成方案并解决问题，从而达成课程目标并提升其学科核心素养呢？笔者在教学实践中，依据高中听障学生认知特点，开展了探索。

● 项目的设计与实施

1.项目缘起

计算思维在课标2017版中被界定为“个体运用计算机科学领域的思维方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动”。而编程作为计算思维教育的有机组成部分之一，在课标2017版中其相应的内容要求被描述为“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，体验程序的基本流程，感知算法的效率，掌握程序调试与运行的方法”。作为课标要求的具体体现，“程序设计基础”在粤教版教材中被安排在《必修1-数据与计算》（2019版）第四单元。教材中选择的编程语言是Python，在教学过程中需要落实的计算概念包括数据、运算符、表达式、函数、语法规则、程序的三种常用结构及其应用等;计算实践则包括递进与迭代、抽象与模块化、测试与调试等。依据本单元的目标，笔者结合新冠疫情真实情境，针对高一听障学生认知特点，设计了“抗疫小游戏——戴口罩”项目，旨在引导学生在亲历游戏创建的过程中落实和达成本单元计算思维培养目标。

2.项目分解与实施

游戏创建是发展素养的一种重要方法，可以提升信息素养，同样也可用于培养计算思維。同时，图形化编程能够将抽象的程序结果通过形象的方式直观呈现出来，有助于听障学生在观察、感知和体验的基础上，实现化抽象为形象、借形象明抽象的认知突破。因此，游戏的开发平台，笔者选择了图形化编程工具——WEEECODE。

游戏共分为五个场景，如下页图所示。玩家在指定时间内为不同角色戴上口罩则胜利，否则失败。游戏本身不复杂，但对于抽象思维相对薄弱且编程零基础的听障学生来说，也是一项不小的挑战。

在本项目实施中，笔者采取了融合策略，即借助流程图分析游戏推进流程及相关场景构成，并以游戏推进为框架自然而不生硬地将项目分解为若干子项（如表1），重构教学内容与教学环节。学生通过逐步完成一系列与项目相关的任务，理解各个任务的功能和关联性，加深对知识和技能的理解和运用，从而提升自己解决综合性问题的能力。

本项目按游戏推进流程自上而下逐步分解子项，帮助学生掌握计算概念从高到低的四个思维层次水平（如表2）。

3.项目展示与评价

在本项目评价过程中，笔者采取了过程性评价与终结性评价相结合的方式。过程性评价侧重对学生计算思维发展的评价，终结性评价侧重于对学生作品的评价。通过课堂实时检测、课堂观察、导学案反馈、作业投票与作品分析等方法具体落实。

（1）过程性评价

通过课堂观察笔者发现，从任务分解、算法分析、编程、调试到互测，每个环节学生都较为专注和投入，很自然地形成互帮互助，共同解决调试中的问题的氛围。这个项目预设是6课时完成，实际推进中游戏场景因涉及关系较为复杂，学生在编程中出现的问题较多。当时已临近期末考试，各科学业任务也较多，笔者一度担心项目不能如期完成。令人意想不到的是，学生们居然很乐意放弃周末休息，毫无怨言地来校调试和修改程序。这或许就是顺应学生能力与兴趣的项目之魔力吧。

同时，笔者借助希沃白板、问卷星等技术设计课堂互动小游戏和检测问卷，及时了解和把握学生对每节课知识点，特别是计算概念和计算实践等知识与能力的掌握与发展情况，导学案也是引导学生巩固每节课学习内容的有效工具。依据测试结果和导学案反馈会在下一节课适时调整课堂教学策略，切实保障项目学习中每个环节知识与技能的落实。

（2）终结性评价

本项目的产品是WEEECODE小游戏程序文档，它是一组对象与事件的集合，可在WEEECODE环境下运行。终结性评价采取学生投票与教师作品分析相结合的方式。

笔者选择希沃反馈器技术来支持学生作品的展示与投票，同时设计了评价表，从作品完整性、正确性、创新性三个维度对学生提供的29件作品做了细致分析。作品提交率100%，72.4%的作品各项配置完整无缺;89.7%的作品功能测试基本正确，62.1%的作品设置无误且功能测试完全正确;86.2%的作品有一定的外观创新和突破，且34.5%的作品有功能整改或添加;另有7%的作品存在较多的问题，评分低于60。进一步数据追溯，笔者发现，尽管大部分作品都有一定的外观创新，但是这项得分最高的五位学生均来自美术班;而在功能创新方面，需要学生在充分理解代码的前提下，对程序按需求做修改或增添。这对学生的计算思维有更高要求，而其中得分较高的三位学生均来自普通班。

● 项目实施反思

1.导学策略

如何有效引导听障学生在项目式学习中落实知识体系的建构并促进计算思维发展？笔者认为具体的导学策略包括三方面。

（1）导基础促探究

教师要能够依据渐进性与循序性原则厘清并明确项目中蕴含的基础知识与基本技能，它们是项目得以顺利推进的基石。加强基础引导有助于学生自主探究活动的顺利开展，同时也有助于学生能够借力扎实的基础与丰富的经验顺利实现迁移。

（2）導问题促思考

项目式学习属于问题解决学习，其根本目的是促进学生的深度学习。在项目式学习中依据情境将问题逐级分解并引导学生逐步解决是促进深度学习、培养高阶思维的途径。

（3）导关系促迁移

迁移是“一种学习对另一种学习的影响”。在项目学习中，引导学生厘清概念与概念、概念与事物、事物与事物间的关系，有助于学生顺利地联系起已有的知识经验、认知结构、技能态度等，实现正迁移，从而更有效地解决探究情境中的新问题。

将上述策略有机组合并运用于聋校信息技术课堂的项目学习中，有助于听障学生更全面、准确地获取知识、习得技能、发展思维。

在本项目中，笔者选择的创作平台是WEEECODE，其中涉及舞台、场景、背景、角色等基本概念，理解这些概念及其关系并掌握平台的基本操作是学生后续能够顺利开展本项目系列探究活动的基础。为此，笔者将上述学习内容专设1课时，并通过教师主导下的任务驱动式学习来具体落实。围绕着学习目标，设计了“初识平台”“创建启动场景”“创建说明场景”三个具体任务，引导学生在游戏体验的基础上，分析了解游戏流程，感知体会场景构成，理解掌握相关概念;借助流程图、学案与思维导图等可视化学习工具指导学生在观察、思考与填写的基础上逐步梳理出舞台、场景、角色与背景的关系;通过任务逐级完成，引导学生进一步体会角色、背景与舞台的关系，掌握角色与背景的添加方法，感知不同添加方法的区别与联系。

随着项目的推进，学生在自主完成启动和说明场的建构后，会发现舞台因角色堆叠而显得较杂乱。此时教师抛出问题引导学生观察、比较和思考：①启动场景和说明场景分别包括了哪些背景和角色？（生据观察描述）②希望点击旗帜后看到的是哪些背景和角色？（启动场景的）③实际看到了什么？（说明场景中角色和背景也出现了）④希望说明场景的角色什么时候出现呢？（按下空格键）通过层层设问，引导学生在观察、思考与分析的基础上，逐步感知有效控制场景切换的意义、作用与条件，为后续事件、事件源、激发条件等基本计算概念的学习奠定了认知基础。

2.支架搭建策略

学习支架可让学生经历更为有经验的学习者所经历的思维过程，有助于学生对知识，特别是隐性知识的体悟与理解。学生通过内化支架可以获得独立完成任务的技能。在聋校信息技术课堂的项目学习中，有效的支架搭建可遵循以下原则。

（1）先导后探，由繁至简

支架的实质在于借助支架的“导”服务于撤离支架的“探”。支架搭建的最终目的是引导学生借助支架发展思维、体悟知识、形成技能，并能够在脱离支架后独立完成项目和制作作品。因此，项目中支架的搭建需要遵循由繁至简、逐步隐退的原则。如果说项目初期教师可依据学生认知特点与思维水平，通过设问、建议、向导、图表等多种形式设计支架，引导和帮助学生更好地理解和掌握双基并逐步形成和内化分析与解决问题的思维模式，那么，随着项目的逐步推进，教师则需要渐进地撤离支架，放手让学生学会脱离支架展开独立探究。

例如，在本项目中，教师在指导学生完成第一个子项目时，重点运用思维导图和流程图帮助学生在分析与体验游戏结构的基础上理解舞台、场景、角色与背景等概念的关系;在项目推进过程中则更多地运用导学案、表格和图表引导学生感知和体会各项目分析的模式，比较不同事物或概念间的区别与联系;而在游戏创建的尾声时，教师则基本撤消了支架，放手由学生借助项目过程中积累的经验和形成的模式独立完成相关场景的创设与事件的设置。

（2）工具可视，抽象渐变

借助视觉获取信息是听障学生的特点，同时，听障学生的抽象思维相对薄弱且遗忘率较高。因此，选择可视化的支架工具，并借助循序渐进的学案逐步引导听障学生巩固与消化当堂习得并实现思维由形象到抽象的提升是聋校项目学习中支架搭建需遵循的另一原则。结合信息技术学科特点，可视化的支架工具一般包括图表、表格、流程图、思维导图、导学案。结合不同项目情境，通过这些可视化支架工具的组合运用，可以引导学生学会运用简洁、直观的方式分析和比较信息，及时展示和呈现学生的动态思维成果，有效地实现内隐思维恰当外显，有助于教师及时发现、展示和解决学生思维过程中的亮点与堵点。

例如，“事件、事件源、激发条件”是本项目中基本的计算概念，也是顺利落实本项目编程的基础。游戏各场景的对象（角色和背景）都会涉及相关事件与激发条件的设置与选择。笔者在引出这些概念后，会进一步引导学生在有序观察的基础上，借助表格开展思考并完善导学案中的表格填空，通过观察、思考与分析帮助学生逐步理解概念及其相互关系，引导学生有效地突破认知难点。

3.信息技术学科项目学习的有效评价

项目学习评价对项目实施各个环节起到诊断、激励和促进的作用，并有助于后继其他项目的有效开展。而对于“学习结果”的评价则需要结合不同学科，依据相应的课程标准具体分析。评价可采取过程性评价与终结性评价相结合、质性评价与量化评价相结合的方式。

聋校信息技术学科项目评价的重要依据之一是课标2017版。本项目是一个编程实践项目，学习结果的评价更侧重于学生计算思维的评价。笔者在本项目中重点运用了课堂观察、知识点在线检测及作品评价等方式实施了相应的定性与定量的评价。评价能够在一定程度上反映出不同层次听障学生计算思维发展水平的差异，但还不够细致，有较大的改进空间。

而事实上，关于计算的评价国外已从不同角度开展了相应的研究，并形成了一系列有价值的量表与网站，值得参考。

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，2018：13-15.

[2]孙继红.聋校编程教学中听障学生计算思维的培养策略[J].中国信息技术教育，2018（18）：35-38.

[3]李松林.教改前沿——基于深度学习的课堂变革[J].四川教育，2018（01）：3-6.

[4]董艳， 杜宣萱， 郭育晖.项目学习与任务驱动之差异分析[J].教育，2019（13）：6-10.

作者简介：孙继红，南京市聋人学校信息中心主任，中学高级教师，南京市信息技术学科带头人，教育硕士，课题负责人。

本文为江苏省“十三五”重点资助课题“促进高中听障学生计算思维发展的项目学习策略研究”的阶段性研究成果。