微项目教学法在信息技术课堂实施后对高中生计算思维影响的调查研究——以信息技术《必修1：数据与计算》教学为例

闫娜

（吉木萨尔县第一中学，新疆 吉木萨尔县 831700）

随着社会的发展，信息技术与人们的学习和生活越来越密切，未来已来，信息化社会的新时代已经到来，信息技术也已成为我国经济发展的重要支柱和网络强国的战略支撑。在信息化时代，问题的呈现方式变得更加复杂，同时对每个人解决问题的能力都提出了更高的要求，计算思维作为一种解决问题的思维方式，能够提供一种广泛应用于工作、学习和生活中的组织和分析问题的新视角，同时，它可以连接计算机科学与其他学科领域，提高人们对于计算能力的理解。［1］计算思维也有助于提高学生的核心竞争力、创造力，有利于培养学生最优化解决问题的能力，是信息化时代学习者必备的思维方式。

2018 年1 月，我国教育部制定并发布了《普通高中信息技术课程标准（2017 年版2021 修订版）》（以下简称“新课程标准”），新课程标准指出：高中信息技术课程旨在全面提升全体高中学生的信息素养，并将计算思维列为信息素养之一，说明计算思维越来越受到教育研究者的关注和重视。

作为一名高中信息技术课程的一线实施者，到底如何才能将新课程标准的要求落实到位？如何才能真正培养学生的计算思维？近年来，项目教学法在我国基础教育课程教学中得到了广泛的应用并取得了不错的效果，而且新教材也提倡采用项目教学法，高中信息技术课时有限，因此，笔者尝试通过微项目教学法培养高中生的计算思维。

一、调查对象和调查方法

（一）调查对象

实验对象为新疆吉木萨尔县第一中学高一6 个自然班学生，其中，3 个班级为实验组，另外3 个班级为控制组，共计298 人，实验组150 人，对照组148 人，其中男生132 人，女生166 人。

6 个班级均为平行班，以前均未有过《数据与计算》课程的系统学习，实验组学生系统接受为期16 个主题的微项目式教学，对照组学生按照传统模式进行教学。

实验组的前测回收问卷：有效150 份，1 份无效，后测回收问卷150 份，全部有效，且无缺失；对照组的前测回收问卷：有效148 份，无效2 份，后测回收有效问卷148 份，无缺失。

（二）调查方法

对课程实施以后的效果调查主要采用问卷调查法，同时与笔者的长期观察及个别访谈相结合。本次实施所采用的工具分别为《吉木萨尔县一中高中信息技术课必修一教学现状调查教师访谈提纲》《吉木萨尔县一中高中信息技术课必修一学习现状调查问卷》《“必修1：数据与计算”知识水平测试卷（前/后测）》，其中《“必修1：数据与计算”知识水平测试卷（前/后测）》分别由39 道题目组成，采用四级评分制，经过备课组仔细研究商讨，试卷为同质试卷，此试卷的维度分别是：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。

二、调查研究结果

本次检测是将信息技术核心素养的四个维度渗透到知识水平测试卷中进行，为了避免练习效应，前后测使用不同试卷，试卷经过备课组成员认真反复研究与充分讨论后形成，测试卷难度系数相当，属于同质。

（一）实验组与对照组前测差异检验

将实验组和对照组前测数据进行独立样本t检验，得到结果如表1。表1 显示，在《必修1：数据与计算》前测检验中，计算思维的维度均分实验组略高于对照组，但无显著性差异，也就是说实验组与对照组在计算思维核心素养方面属于同质，说明本次研究对象的选取是合理的，满足实验条件，实验可以进行。

表1 前测（实验组及对照组）各维度平均数以及差异比较

（二）实验组前后测差异检验

将实验组两次测量进行组内重复测量结果进行差异分析，得到结果如表2。通过表2 得知，干预后实验组在3 个维度出现显著性提高，其中计算思维更是达到异常显著（p＜0.001），而信息社会责任无显著差异。由上述可得，此次微项目式教学对实验组学生的计算思维提升有显著效果，说明微项目教学对提升学生计算思维起到了很大促进作用。《数据与计算》课程是学生之前没有学习过的内容，实验组学生经过项目式学习以后总分提高显著，是项目式教学起了主导作用，所以通过这个阶段的测试可以看出，项目式教学是非常有效果的，对高中《数据与计算》课程学习是适用的。

表2 前测、后测差异检验（实验组）

（三）对照组前后测差异检验

对照组两次检测进行差异分析，得到结果如表3。根据表3 显示，经过一段时间传统教学后对照组信息技术核心素养的4 项值都有增长，但各个项的增长分值都没有显著差异，总分均分有显著性差异。

表3 前测、后测差异检验（对照组）

由上述可得，对照组学生《数据与计算》模块传统教学之后学生学习整体总分出现显著性差异，这说明传统教学也是有效果的。由于《数据与计算》模块课程学生之前没有系统学习过，所以经过传统教学后，学生成绩有所增长也是合理的。

（四）实验组与对照组后测差异检验

将实验组与对照组后期检测结果进行差异分析，得到结果如表4。根据表4 显示，经过常规教学和微项目式教学之后，实验组及对照组学生核心素养能力均得到了提高，其中实验组与对照组计算思维呈现极其显著的提高，且经过微项目式教学之后实验组学生总分均分增长较明显，与对照组比较提高幅度较大，两者差异极其显著，这说明微项目式教学更有利于学生《数据与计算》基本知识的掌握与计算思维核心素养的提升，说明微项目教学法更有效，验证了实验提出的假设是成立的，说明实验与预期的效果相符合，参与了微项目学习的高一学生通过一年的时间，计算思维显著高于未参与的学生，这与之前有过相关研究的人员的研究结论一致。

表4 后测的差异检验（实验组及对照组）

综合来看，经过一学期多的微项目教学干预，研究基本达到了预期的效果，经过干预的学生在知识掌握程度与计算思维方面有显著提高，说明微项目教学法有助于提升学生计算思维，当然还需后期的追踪观察实验再进一步证实。

三、研究结论

本研究以培养学生计算思维为出发点，通过查阅大量文献、深入一线调研、教研组集体讨论，选择高中学生实施微项目教学进行探索研究，为验证微项目教学法培养计算思维的可行性与有效性，实施了16 个主题的教学活动，分为四个阶段进行，每个阶段结束后，教研组集体商讨、反思、分析效果、提出修改意见并应用到下一阶段教学中逐步完善，研究结论如下：

一是验证了微项目教学法有助于培养学生计算思维的有效性。本次研究在高中信息技术《必修1：数据与计算》课程中实施微项目教学法，通过实施前后数据分析发现，微项目教学法在《必修1：数据与计算》中实施后提升了高中生信息技术核心素养——计算思维，随着这种教学法的一步步深入，学生渐渐适应和习惯了这种模式，每次上课前会询问教师今天有什么新的项目，表现出很期待，学生在课堂信息活动中慢慢能够采用计算机处理问题的方式界定问题、抽象特征、建立模型、合理有效组织数据，能够运用合理的算法形成解决问题的方案，并能迁移到与之相关的生活中，这说明微项目教学法实施以后，实验组学生的计算思维有不同程度的提升。［2］

二是微项目教学法有助于学生基础知识的掌握。项目式学习的三大理论基础是建构主义学习理论、实用主义教育理论和发现学习理论［3］在微项目教学法实施的过程中，学生为了完成项目，需要去自主学习相关知识，理解相关内容，通过测试发现，学生主动学习的效果会更好，自主建构的知识学生会记得更深刻，说明微项目教学法起到了促进作用，能够帮助学生将基础知识掌握得更牢固。

四、研究不足与展望

（一）不足之处

一是取样不充足、周期短。此次研究仅涵盖学校将近300 名高一学生，且实验组只有150 名学生，未能涉及高二、高三年级学生，覆盖面广度不够，取样也不够充分，而且实验仅为期16 周，实验对象少、周期短，导致数据的收集和实验的结论可能有些片面，因此会影响研究的代表性和权威性，推广性不强，虽然取得了一些积极的应用效果，但是更加准确和真实的效果仍需较长的时间来探索。

二是后续追踪不够、评价不够多元。本次研究对教学干预的持续性效果缺乏检验，追踪不够，对学生的评价方式也比较单一，这多少会对教学方案的评估产生影响，同时对这次研究结果的推广造成一些影响，后期对教学设计案例还需通过长期实践进一步细化完善，形成一套多元可量化的评价机制，不断完善这种教学模式，取得更有价值的结论。［4］

（二）展望

一是将微项目教学法应用于高中信息技术课程后，不仅仅提高学生的计算思维这一个核心素养，而是全面提升全体高中生的包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等四个方面的信息技术核心素养。

二是将微项目教学法用于信息技术课程的必修二以及所有选择性必修教学中，并逐渐推广到其他学科学习。