高中信息技术项目化学习的实践——以停车场收费项目化学习为例

周少君 浙江省衢州高级中学

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》将信息意识、计算思维、社会责任作为信息技术的核心素养。核心素养的落实需要回归学习的本质，渗透到学生持续自我发现问题和自主解决问题中。因此，笔者在教学实践中尝试采用“提出任务、解读标准、自主探究、展示、评价”的项目化学习模式，以期有效落实核心素养培养。

●提出任务——项目学习情境与任务设计

在项目化学习中，通过设置真实情境，将学习内容和现实世界关联起来，引导学生从现有的经验和水平出发，在自主探索过程中逐步建立核心素养，并且能举一反三，主动迁移解决实际的问题。在真实情境的选择过程中，应以学科内容的核心知识和技能为重点。

结合新教材第二章、第三章的核心知识，笔者选择“我们身边停车场收费系统”这个项目作为情境，将“停车场收费”大项目分解为三个子项目（如图1），用4个课时完成。

图1

●讲解标准——评价量规的设计

评价设计应该优先于项目的教学设计。在项目开始时，学生分析项目，明确学习的方向和达成的目标，清楚怎样的行为和成果才算是达成目标，这样可以有针对性地进入到项目实践的探索中，真正实践“学”为中心的教学理念。

同时，基于量化的评价应贯穿整个学习过程，重点评价学生的发展层次和发展水平，关注对学生解决问题能力的评价，促进学生对知识的深度加工和核心素养的提升。本项目采用的评价量规如下页表1所示。

表1

●自主探究

项目一：停车场收费的抽象建模

（1）项目情境

某停车场收费规则如下：①1小时以内(含)免费，超过1小时后收3元/小时，不足1小时按1小时计费，以此类推；②每停放24小时内(含)最高收费30元；③次日累计叠加。项目一主要考虑24小时内(含)的停车收费情况。

（2）项目目标

用算法界定问题，对问题进行抽象描述并能正确建模。针对求解目标开展算法设计，用流程图画出完成任务的关键过程。

（3）项目评价（如表2）

表2

（4）学生活动

①提炼要素，加以确定与假设，根据收费规则抽象出求解目标以及已知条件。②从实际问题中抽象出可计算的数学模型。③算法设计，清楚描述数据处理过程（输入数据、处理数据、输出数据）。④根据以上分析，设计算法流程图。

项目二：用计算机编程解决停车场收费的一般过程

（1）项目目标

在算法实现过程中，明白系统中数据采集、发送、存储、计算及其算法的选择，用Python模拟实现停车场收费系统。

（2）项目评价（如上页表3）

表3

（3）学生活动

①自主学习if分支结构、if多分支结构的语法。②结合上节课的流程图，尝试使用if语句完成24小时内(含)程序设计。③在调试过程中，思考算法合理性，完成运行程序。④小组尝试完成超过24小时的停车收费程序实现。

项目三：停车场收费的系统测试与优化

（1）项目目标

系统测试与优化：培养用计算机编程解决问题的基本流程和程序调试与运行的方法，从而提升系统搭建的能力，促成核心素养提升。

（2）项目评价（如表4）

表4

（3）学生活动

①探究项目二的程序与现实生活停车场收费系统的区别，探究将输入的时长修改为根据驶入时间与驶出时间自动结算的解决方法。②根据项目二用计算机解决问题的一般步骤，优化抽象建模。③优化程序，调试程序。

在项目化实施过程中，除了使用综合性实践内容，还需要引导学生进行持续的自主探究，使学生能进行知识之间的关联从而形成体系。在实践中，笔者发现部分学生能整理出知识的关联导图。笔者认为这与项目实施过程中以下两个方面有关。

①有效的生生互动，发展学生计算思维。例如，在围绕“停车场收费”的问题中，项目一的核心目标是理解用算法解决问题的一般步骤。抽象建模环节实质上是对抽象建模的深度理解和数学学科中分段函数的迁移运用。学生在探究建模的过程中，从最初的停车规则抽象出“寻求停车时间t与停车费用p之间的数量关系”的问题。在讨论过程中，很容易得出t<=1时，pay=0，然后考虑停车时间t大于1的收费情况，有的学生就直接写出1

②有效的教师点拨，解决学生共性问题。例如，在项目二的编写程序环节，学生会遇到两个共性问题：其一，根据已学知识，写不出“判断t是整数”的表达式；其二，写不出处理停车时间不足1小时计1小时的表达式。教师在导学单中给出int()函数与math.ceil()，适时引导学生自学，提示是否可以使用这两个函数进行处理？学生在教师的引导下，通过int(t)=t?来判断t是否为整数，使用math.ceil(t)来处理不足1小时的情况。学生内化这两个函数的使用，使项目顺利执行。

●展示分享，评价点拨

有效的评估能激发学生的学习热情，引发学生共鸣。设置这个环节的核心目标是把评价作为促进学习的一个重要动力。

项目二的程序重点是单分支结构和多分支结构，展示结果如下页图2、图3所示。在展示环节中，让学生反思在问题解决的过程中碰到的问题，展示解决该问题的方法。例如，在程序实现阶段，程序运行错误，Python软件提示了什么错误信息，应该如何修改程序。学生在交流分享中，发现图2的单分支结构共有4个问题：①应该是if-else。②语句块不能顶格写。③格式中缺少冒号。④条件表达式中判断整数应改为int(t)==t；图3的print()函数中的变量不应该带引号。在调试运行后，最终的程序代码如下页图4所示。

图2

图3

图4

项目三考虑的问题是在停车场收费的实践操作过程中，不是根据输入的停车时长计算收费，而是自动根据驶入停车场时间和驶出停车场时间处理收费情况。如何处理时间，是重点之一。学生在分析讨论后，采用了秒的方法来处理时间。在确定处理时间的方法后，通过抽象建模—算法设计—程序设计—调试程序，最终的程序部分代码如图5所示，作品展示结果如图6所示。

图5

图6

在整个项目接近尾声时，各小组谈一谈在整个学习过程中的感想。学生从中进行对比、分析，体会每个小组在学习过程与成果上的经验。

●实践反思

1.突出真实性，让学习更有意义

真实的情境更容易激发学生的内驱力，真实的任务能驱动学生根据解决问题需要对任务进行自主界定。真实体验让学生的知识、思维在真实情境的持续交互中进行构建，促进学习的有效迁移。

2.分清项目化学习与任务驱动，让学习更高效

在教学实践探究过程中，教师常常将项目化学习与任务驱动法混淆。项目化学习的关键是高阶思维的培育和迁移，它以学生为中心，让学生自主发现问题，在不断的持续深入探究中，培养学生解决问题的能力，它主要强调的是学生在学习过程中的表现，教师只是担任协助者的角色。项目化学习培养的是学生的能力，而任务驱动法是学生根据教师指定的任务习得知识。