基于项目化编程，培养学生计算思维的信息技术课堂实践

季菲 江苏省常州市朝阳新村第二小学校

● 项目化学习对计算思维培养的意义

项目化学习是以学生为中心、教师为辅导的一种教学方式。根据教学内容的具体情况教师制订教学内容，引导学生去学习、体验、互动、合作、探究，从而激发学生自主学习的兴趣。而具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题的解决中。通过项目化学习中解决问题的方式和学生自主探索的方式，能更好地提升小学生计算思维。同时，在这个基础上，让学生的信息素养和计算思维得到更好的提升，从而将这种思维理念代入到其他学科的学习中。

● 人工智能“超级翻译家”的设计框架

学生在学习人工智能编程的过程中，必然要面对高门槛高难度的技术。尽管可以利用图形化编程将其封装成积木块，中小学生也能操作，但学生的理解差异和学习障碍仍然存在。因此，教师可以考虑利用项目化学习降低学习难度。下面，笔者以教学项目“超级翻译家”为例，谈谈如何利用图形化编程软件，让学生对人工智能的智能识别内容有初步的了解，并体会人工智能无穷的魔力。

1.激趣立项

项目主题越贴近生活越容易激发学生的兴趣，因此，教师要考虑如何吸引学生对翻译官这个内容产生兴趣，同时要贴近现实生活，让学生发挥主观能动性，通过学习提高计算思维，运用自己的知识独立解决问题，进而收获不止于课堂的内容，最终提升学生的综合素质和信息素养。

在项目化学习中，情境的创建更需要结合全部内容进行长期的规划，并起到承上启下的作用，让学生在学习中不断产生疑问，从而想要去解决更多的问题。所以，教师可引导学生欣赏北京冬奥会的各项比赛，让学生了解各项运动以及比赛中使用的高科技，并设想自己能为冬奥会做哪些力所能及的事。

2.教学分项

教师以接待不同国家运动员要如何沟通的情境为例，引入“超级翻译官”项目。在确立项目后，学生通过合作交流思考翻译官需要哪些能力，并利用网络了解如何成为一个翻译官，如何做一名合格的翻译官。学生通过小组合作讨论自己的感想。

3.程序项目

在制作程序阶段，学生通过了解，发现可以利用图形化编程软件中的文字朗读、文字翻译、语音识别等功能来达到超级翻译官的目的。接着，借助“超级翻译官”情境进行分层学习，即分别学习文字朗读、文字翻译、语音识别（百度AI插件）等功能。

通过一系列的翻译器设计，学生得出以下设计思路：①当按下某个按键时，电脑等候麦克风进行语音输入（人工智能—语音识别）；②语音识别后转为文本（人工智能—语音识别）；③文本对应翻译成目标语言（人工智能—翻译）；④把翻译的文本朗读出来（人工智能—文字朗读）。具体操作过程如上图所示。

4.反馈评价

评价是活动设计中的重要环节，是学生对知识掌握情况的自我验证，在“超级翻译官”项目中，对学生的评价要多元化，教师可以对项目过程进行分段评价，师生共评，甚至可以将项目成果放在相关的交流网站中，让更多的网友一起来参与。

5.拓展延伸

图形化编程软件中的人工智能插件不能过于依赖硬件，这样在资源不足的情况下，学生可以在课余通过其他图形化软件自主平台进行学习。在“超级翻译官”的项目学习中，笔者告诉学生可结合其他硬件，制作出可以真正使用的翻译器。

● 结语

编写程序的过程常常比较繁杂，为了完成教学任务或者在面对学生个体复杂情况时，很多教师往往先通过示范模仿让学生掌握技术操作，在此基础上再学习如何解决其他实际问题。这种教学方式趣味性不足，无法提高学生学习兴趣，学生之间缺乏合作协商的行动意识，不能举一反三，且学生对知识的了解也是一知半解，他们把大量精力都放在模仿、修改上，不能很好地理解所需学习的内容，因而也就不利于计算思维的培养。因此，教师要善于借助项目学习，首先引导学生把具体现象变为抽象问题，将问题细化，抽丝剥茧，提取问题的核心部分，使其更容易类比。其次分解问题，根据问题的整体，将问题分化成多个相对独立的模块，或以功能划分，或以知识难易划分，待学生逐块解决。在已有知识的基础上，对已知方法进行改造，使其能迁移解决一系列相似问题。最后将分解后的问题进行概括，学生如果能够形成完整的解决思路，则对该解决问题的方法进行评估，若不能解决目标任务，需要再次对问题分解，直至学生对抽象的分块能够通过已有的认知完成。