基于计算思维的小学信息科技项目式教学实践探究

摘 要：在新课程标准落实过程中，基于计算思维培养展开信息科技项目式教学实践对深化课程改革、促进学生全面发展具有重要意义。文章以发展学生核心素养为目的，采取案例分析等方法对基于计算思维的小学信息科技项目式教学实践进行研究，并提出如下参考建议：指向计算思维，合理设计学习项目；设计驱动问题，促进项目环节实施；组织教学互动，强化项目探究体验；组织交流展评，呈现项目教学成果；活用计算思维，实现项目拓展迁移。

关键词：小学信息科技；项目式教学；计算思维

中图分类号：G427" " " " " " " " " " " " " " " " 文献标识码：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文章编号：2097-1737（2024）04-0008-03

在《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）中，计算思维被列为学科核心素养之一。因此，在小学信息科技教学实践中，培养学生的计算思维已成为课程的重要任务。计算思维的培养要依托真实的问题解决过程，且其最终目标是问题的解决。项目式教学则是一种涉及学习情境的、以问题为导向的教学方法，是基于现实世界的以学生为中心的教育方式。由此可见，基于计算思维培养要求，在小学信息科技课程教学中展开项目式教学实践对促进《课程标准》的落实具有重要意义。具体而言，

基于计算思维的小学信息科技项目式教学实践可以从以下几个方面展开：

一、指向计算思维，合理设计学习项目

项目设计是实施项目化教学的关键。在基于计算思维发展的小学信息科技项目式教学实践中，教师应先整体梳理各课程模块的教学内容，明确学情以及课程中包含的育人价值，确定教学目标，指引后续教学活动的有序开展。在完成立项之后，教师再综合考虑学生的学习兴趣、学情及真实情境所蕴含的教育价值等因素，设置任务驱动，引导学生的探究方向，激发学生在现实情境中探究解决复杂任务的兴趣，从而更好地解决项目任务，让学生的计算思维得以提升[1]。

例如，在讲授闽教版信息技术六年级（下册）“体验人机互动”的少儿编程学习软件相关知识时，学生拓展学习了“列表”后，教师可以整合软件的所有知识，联系现实生活中的“抽奖活动”，设计拓展性综合活动项目“探秘抽奖程序”。具体来看，该活动项目主要包含属于软件编程的拓展内容，主要以“抽奖程序”

的设计展开，着重引导学生经历程序开发的项目化流程，研究身边的算法，指向利用计算机科学知识来解决身边的真问题，进而培养计算思维这一核心素养。项目内容主要围绕《课程标准》中提出的数据、算法这两大主线内容展开：数据主线主要涉及数据的组织与呈现，即在“抽奖程序”的算法设计中，涉及对软件“列表”这一数据结构的使用；算法主线围绕抽奖程序这一身边的算法，主要涉及对真实问题的分解，算法的描述、执行，解决问题的策略等。项目围绕生活中的抽奖程序展开，以真实问题为导向，着重培养学生解决问题的计算思维：引导学生在项目化的情境探究中体会程序设计中的设计、开发、测试和迭代优化；在真实问题的分析中领会自上向下分解任务的思想；在学习原理的过程中理解计算机科学的“编码”这一概念。此外，教师对学情进行了全面分析，了解到六年级的学生已经掌握了软件编程的基础知识与技能，拓展学习了“列表”的应用，具备学习、完成本项目编程基础，且在生活中对“抽奖”这一活动比较熟悉，但是对“抽奖程序”的运作原理缺乏具体而深刻的认识。在此基础上，教师设计了项目发展目标：掌握程序开发类项目开发的基本方法；能够利用列表设计抽奖程序，实现随机抽奖；能够灵活运用计算机程序，解决实际问题；提升自主探究能力和数字化学习能力。综上，在明确了项目内容、学情、项目教学目标等关键信息之后，教师可为学生展现项目，并引导他们以小组合作的方式展开项目探究。

二、设计驱动问题，促进项目环节实施

新课程对计算思维的定义有很强的可操作性，提取关键要素，能形成以下可操作的计算思维实施过程，包括抽象、分解、建模、设计算法、模拟、仿真、验证、反思优化和迁移运用。而项目式教学能涵盖计算思维的培养过程，通过确定问题、设计步骤、实施步骤、评估迭代、泛化推广等步骤培养学生计算思维。基于此，在基于计算思维的小学信息科技项目式教学实践中，教师应面向问题解决设计具有驱动作用的问题，引导学生一步步深入学科思想方法的逻辑底层，不断演变、迭代，直至思维形成。

例如，在“探秘抽奖程序”的项目教学中，教师结合现实生活组织学生观看一玩具店老板的求助视频，了解生活中商店抽奖的真实需求，并提出问题：一玩具店老板因为生意不景气想要搞一次抽奖活动，你能利用自己所学的软件编程知识帮助他设计一款抽奖程序吗？在这一环节中，教师通过短视频再现真实情境、真实问题——为某玩具店设计一个抽奖程序，引导学生走进项目。接下来，教师为学生展示了项目学习的各个环节以及相关问题。其中，在“编码奖项，实现随机抽奖”环节，教师提问：“抽奖程序要想实现随机抽奖，要完成哪些步骤？”在“问题导向，项目再分析”中，教师提问：教师开发的随机抽奖V1.0版存在怎样的问题？在“建立列表，存入数据”中教师提问：

用程序抽奖与现实生活中用抽奖箱抽奖有怎样的关联？在“随机抽取，完成项目”中教师提问：“如何从列表中提取数据、实现抽奖？”各组学生基于各环节的问题展开互动讨论，为项目的实施构建初步方案。在这一环节中，教师以创设的真实性问题为情境，进行立项，然后利用各环节的问题带领学生循序渐进，利用对数学模型和数据结构的理解，完成项目任务，实现计算思维的有效发展。

三、组织教学互动，强化项目探究体验

在培养学生计算思维的过程中，教师要特别关注计算思维的加工过程。目前，在小学信息科技教学中，

部分教师在创设情境时引出问题，带领学生识别与理解问题之后，习惯于立即进入创新展示环节。但是，有许多学生还没有理清解决问题的思路，对思维形成过程还缺乏深刻的体验，从而影响了计算思维的发展[2]。对此，在小学信息科技项目式教学实践中，教师应加强互动交流，为学生创造探究学习的空间，使他们在不断尝试的过程中找到解决方案，进而领略利用计算机解决问题的精妙之处，感受计算思维形成的过程，为计算思维的迁移打好基础。

例如，在“探秘抽奖程序”的项目教学中，教师在不同教学环节与学生展开互动，以强化学生对项目学习的体验，进而循序渐进地发展学生的计算思维。具体来看，操作如下：

（1）编码奖项，实现随机抽奖。教师引导学生梳理项目开发流程：立项—需求分析—设计方案—开发程序。本环节教学重点在于以问题导向的方式，引导学生设计编程实现的方案；通过随机抽奖V1.0程序，

梳理项目开发的流程；利用随机数与造型切换指令，让学生认识到程序中用数字表示对应奖项体现了计算机科学中的编码思想，使学生对抽奖程序“知其然，知其所以然”，并培养其计算思维。（2）问题导向，项目分析。教师发布随机抽奖V1.0版程序投入使用后的趣味视频，从视频可知：随机抽奖程序投入使用10分钟就出现了5个一等奖。由此引出抽奖中的概率问题，并引导学生测试现有程序，激发学生优化项目设计的热情。为提高学生的探究体验，教师利用实物抽奖箱辅助学生完成算法的设计和数据模型的设计；而学生则通过团队讨论，共同设计抽奖的方案。在这一环节，教师结合真实的问题情境，提出概率问题，让学生体会测试程序的重要性；通过程序抽奖的例子，让学生体会数据在编程中的作用。（3）建立列表，存入数据。教师为学生提供学案、微课，启发学生类比现实生活中的抽奖箱，使学生认识到初始化列表数据就是在抽奖箱中放入奖项，进而通过团队合作建立抽奖列表，完成数据的存入。程序算法的设计往往来自生活经验的类比。在这一环节，教师拓展引入抽奖程序设计的原理，可引导学生借助生活中抽奖箱加以理解，并通过类比展开探究，从而理解算法指令的作用。通过设计，

学生能够体会到算法源于生活，也可以认识到自己设计的程序可以解决生活中的问题，强化“算法服务生活”的意识。（4）随机抽取，完成项目。教师引导学生思考：如何从列表中将数据取出？学生在学案引导、微课支撑下，合作探究，完成程序设计，并通过随机抽奖进行测试。在项目指导过程中，教师让学生用列表中的“第几项于列表”来完善抽奖程序的随机抽奖，加深了学生对列表这一数据结构读取的认识，也培养了学生“测试程序”的意识。

四、组织交流展评，呈现项目教学成果

计算思维的形成是一个过程，而引导学生展示思维形成过程并进行有效评价是促进学生综合发展的必要步骤。在小学信息科技项目式教学实践中，教师应注重项目展示评估，即通过搭建平台、引导分享交流，呈现学生的项目学习成果以及计算思维发展的情况；通过多元评价，对学生的学习情况进行反馈，指出学生在计算思维发展中存在的不足，并引导他们进行更深层次的学习和理解[3]。

例如，在“探秘抽奖程序”的项目学习指导中，教师安排展示互评环节，组织学生对抽奖程序进行展评，引导学生从测试结果中是否实现抽奖来评价。在展示过程中，教师要求各组派代表走上讲台，展示抽奖程序的设计成果，并分享本组项目学习的心得体会。在评价环节，教师一方面将评价贯穿于学生项目学习的全过程，通过评价引导、激励各组学生不断探索，完成程序设计；另一方面融合过程评价与结果评价，利用量表对项目完成情况进行打分。在评价量表中，“项目成果”部分包含“项目流程”“随机抽奖”等内容，并从完成度、创新度等角度进行打分；“小组合作”包括“问题讨论”和“编程合作”两部分内容，让学生通过自评、互评形成评价结果。通过设计这样的展评活动，教师能够对学生的项目学习情况形成更加全面深入的了解，同时能够引导学生总结项目学习经验，深刻体会计算思维发展过程。

五、活用计算思维，实现项目拓展迁移

信息科技课程教学的主要目的不仅仅是引导学生学习技术实践，更多的是学习解决问题的方法，并将其应用到更新的技术学习过程中。根据《课程标准》的要求，学生计算思维的培养过程包括“迁移应用”这一重要步骤。但是，从小学阶段学生的计算思维发展情况来看，他们在课程学习中虽然掌握了一定的技术技能，但是在迁移应用方面存在一定的障碍。对此，在小学信息科技项目式教学实践中，教师应适当拓展项目内容，引导学生活用计算思维，解决生活中类似的问题，实现迁移应用，为学生的终身发展提供支持[4]。

例如，在“探秘抽奖程序”的项目学习中，学生通过抽奖程序这一项目的研究，发现一个软件的开发需要经历立项、设计、开发、测试等环节，同时在实际开发中了解了计算机科学知识，学会了如何将具体的奖项编码成数字，发展了计算思维。为了促使学生迁移所学，学会用计算机科学的眼光观察生活中的事物，学会用计算机科学的语言表达生活中的原理、用计算机科学的思维解决生活中的问题，教师为学生构建新的情境，并提出抽奖活动的新要求，促使学生在原来的程序基础上进行优化，实现知识的拓展迁移。在这一过程中，学生能够再次经历分析需求、设计方案、编写程序、测试程序、迭代优化的过程，实现对项目学习内容的举一反三，真正将计算思维融入现实生活中，提高用计算思维解决问题的能力[5]。

六、结束语

总之，随着《课程标准》的不断落实，教育工作者应继续深入研究项目式教学的应用方法，通过联系学生生活实际、培养学生算法意识，进行跨学科综合学习，推动项目式教学的有效开展，进而帮助学生树立正确价值观，形成信息意识，发展计算思维，提高数字化合作与探究能力，发扬创新精神，践行信息社会责任。

参考文献

吕勇钦.项目式学习在小学信息科技教学中的应用研究[J].教师，2023（17）：78-80.

杨恬.项目式学习在小学信息科技教学中的实践与思考[J].中小学电教（教学），2023（4）：67-69.

葛盼盼.基于计算思维的小学信息技术项目式教学实践研究：以小学Scratch程序设计课程为例[J].中国教育技术装备，2021（17）：79-81.

王斌峰.利用项目式学习培养学生计算思维的策略：以小学信息技术学科为例[J].学苑教育，2023（24）：64-66.

徐健美.小学信息科技课堂中项目式教学的实践路径[J].中小学电教（教学），2023（11）：76-78.

基金项目：本文系2023年度漳州开发区小学教育教学研究“以核心素养为导向的小学信息科技项目式教学设计研究”（立项号：ZKTX2023-015）的研究成果。

作者简介：陈舜娥（1974.3-），女，福建莆田人，任教于厦门大学附属实验小学，综合组组长，一级教师，本科学历，曾荣获“漳州招商局经济技术开发区优秀教师”，在漳州市首届、第二届中小学创客大赛中被评为“优秀指导教师”。