劉海玲 魏東

目前，計算思維的發(fā)展如火如荼，并滲透到中小學(xué)信息計算課堂教學(xué)中。那究竟什么是計算思維？如何通過信息技術(shù)教學(xué)提升學(xué)生的計算思維能力？這類問題都值得探討。項目式教學(xué)法是指師生共同合作完成整個項目，開展項目式教學(xué)的價值在于讓學(xué)生能夠分析實際問題，并綜合運用知識、視野、技能等方面的能力，通過發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、分解問題、解決問題等一系列過程，最終解決實際問題。這種教學(xué)模式，有助于提升學(xué)生的計算思維能力，塑造出符合時代需要的創(chuàng)新人才。筆者所在學(xué)校的八年級學(xué)生在小學(xué)期間已完成Scratch編程的學(xué)習(xí)，同時，他們對智能手機(jī)具有濃厚興趣，以手機(jī)APP開發(fā)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的編程訓(xùn)練，更易激發(fā)他們在短時間內(nèi)開發(fā)出一些功能強(qiáng)大的應(yīng)用?；谝陨弦蛩?，筆者選擇App Inventor課程作為培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力的理想工具，開展實踐研究。

對于八年級的學(xué)生而言，模仿程序不會很困難，但是如何獨立完成一個完整的、具有個性化創(chuàng)新性的程序，是相當(dāng)困難的，學(xué)生需要在特定的情境下，設(shè)想要制作的模型，分析模型有哪些需求，如何將需求化繁為簡、化整為零。這就需要確定一個主題項目，再把項目分解成幾個小任務(wù)，逐個擊破，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。下面，筆者以“灌籃高手”這一項目為例，談?wù)劸唧w的教學(xué)實踐。

● 巧設(shè)情境，確定項目

“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，興趣是最好的老師。作為課堂教學(xué)的組織者，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入課堂，能夠根據(jù)教學(xué)目標(biāo)巧設(shè)情境，盡量運用生活情境創(chuàng)設(shè)項目，將生活問題項目化，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動機(jī)。在本節(jié)課教學(xué)中，筆者以很多學(xué)生都喜歡看的《灌籃高手》動畫片導(dǎo)入，拉近師生之間的距離。很多學(xué)生都喜歡球類運動，但是都會碰到一個問題，那就是身邊沒有計分板，要是能在隨身攜帶的手機(jī)上安裝一個具有計分功能的APP，該有多好。就這樣，筆者通過動畫引出了本節(jié)課的主題項目——制作“灌籃高手”計分器。

● 分析需求，化整為零

筆者拋出主題活動后，抓住關(guān)鍵點，引導(dǎo)學(xué)生思考：如果要下載一款手機(jī)計分軟件，你希望軟件具有哪些功能？學(xué)生根據(jù)實際情況進(jìn)行分析，學(xué)會思考：需要哪些功能？功能通過什么組件實現(xiàn)？核心組件的工作流程是怎樣的？界面如何布局？利用算法如何實現(xiàn)。學(xué)生在這個環(huán)節(jié)里對項目進(jìn)行綜合分析，將一個完整的項目分解成若干個小任務(wù)，并得其細(xì)化為自然語言描述、需求分析（如下頁圖1）、設(shè)計界面、算法設(shè)計（如下頁圖2）、塊語言設(shè)計等小環(huán)節(jié)，再逐個擊破。通過思維碰撞，學(xué)生能夠完整、系統(tǒng)地分析，計算思維能力得到提升，為項目的完成奠定了理論基礎(chǔ)。

● 分步實施，不斷調(diào)試

1.設(shè)計界面

作品UI界面如何布局？需要創(chuàng)建哪些組件？每個組件實現(xiàn)哪些功能？筆者引導(dǎo)學(xué)生巧用平面布局與表格布局等功能規(guī)劃程序界面，調(diào)整各組件屬性，使軟件界面美觀大方。

2.編寫程序

如何實現(xiàn)計分功能的算法設(shè)計，并根據(jù)分值運算、判斷、呈現(xiàn)比賽結(jié)果，這是教學(xué)的重點及難點。筆者提示學(xué)生，可利用投籃的類型，顯示當(dāng)前的分值，再根據(jù)條件語句實現(xiàn)比賽結(jié)果的判定?？蛇@個環(huán)境的代碼塊冗長，因此可以先完成1分球的程序的編寫。筆者依靠導(dǎo)學(xué)案、微課等資源的支撐，將大問題化解成若干小問題，再利用小代碼構(gòu)建大程序，這種化整為零的教學(xué)方法，既能順利完成既定的教學(xué)目標(biāo)，又能培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決實際問題的能力，這對計算思維能力的培養(yǎng)尤為重要。

3.調(diào)試完善

完成模塊搭建和代碼的編寫之后，學(xué)生利用AI伴侶檢測、調(diào)試程序，并能及時根據(jù)模擬的手機(jī)程序運行情況，調(diào)整界面或代碼塊。這個環(huán)節(jié)著重培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，學(xué)生通過獨自調(diào)整、完善作品，逐漸學(xué)會利用計算思維來解決實際問題。

● 拓展思維 改版升級

學(xué)生在完成基礎(chǔ)功能的模塊運行過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的作品只實現(xiàn)了加分與判斷結(jié)果功能，其實，還有優(yōu)化升級模塊功能，如添加比賽倒計時功能，在比賽開始、結(jié)束時增設(shè)開場、結(jié)束音樂的功能。有的學(xué)生利用標(biāo)簽顯示比賽時長，再結(jié)合計時器與數(shù)字滑塊顯示倒計時;有的學(xué)生認(rèn)為作品不僅可以用于籃球賽，還可以用于其他比賽，用戶可以在文本框中自主設(shè)定比賽時長（如圖3），這樣作品會更靈動、更完美。在本環(huán)節(jié)中，筆者提供了微課資源，激勵學(xué)有余力的學(xué)生在作品中融合個性化創(chuàng)意，進(jìn)一步優(yōu)化、迭代、更新。

● 結(jié)語

北京大學(xué)李曉明教授在2019年12月做的“對計算思維的理解與教學(xué)實踐”主題報告中，提出計算思維問題求解的教育教學(xué)應(yīng)重在實踐，尤其是結(jié)合學(xué)科交叉的實踐。當(dāng)前，利用App Inventor可視化編程工具與實用的項目相結(jié)合的方式，將理論與實踐有效融合，在培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)方面得到了廣泛應(yīng)用，學(xué)生綜合應(yīng)用能力得到了有效的檢驗，計算思維也日趨受到認(rèn)可與重視。作為一線教師，要將相關(guān)理論與實踐相結(jié)合，以項目研究為抓手，巧設(shè)情境，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會利用算法與計算思維的方式，提升分析問題、轉(zhuǎn)化問題、分解問題、解決問題的能力。

項目式教學(xué)法具有獨特的優(yōu)勢，學(xué)生通過一個完整的項目研發(fā)，能夠塑造、延伸創(chuàng)新能力和計算思維，但是，就目前的教學(xué)實踐而言，僅靠以上方式來提升所有學(xué)生的計算思維、創(chuàng)新能力，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。