夏國(guó)生

[摘 要] 高中信息技術(shù)項(xiàng)目式教學(xué)旨培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新和信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面的核心素養(yǎng)。文章以學(xué)習(xí)遷移理論為指導(dǎo)，提出了具有實(shí)踐意義的三個(gè)教學(xué)策略，即提煉算法策略、替換要素策略和逆向思維策略，結(jié)合項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)例，對(duì)每個(gè)教學(xué)策略進(jìn)行了解釋和論證，為項(xiàng)目式教學(xué)的深入開(kāi)展提供了參考依據(jù)。

[關(guān)鍵詞] 信息技術(shù);項(xiàng)目式教學(xué);遷移理論

一、學(xué)習(xí)遷移理論對(duì)項(xiàng)目式教學(xué)策略設(shè)計(jì)的啟示

心理學(xué)家賈德（C.H.Judd ）認(rèn)為，先期學(xué)到的知識(shí)之所以能遷移到后期，是因?yàn)槲覀冊(cè)谙绕趯W(xué)習(xí)中基于經(jīng)驗(yàn)對(duì)一般原理做出了概括，使一般原理可以部分或全部運(yùn)用在先后兩次的學(xué)習(xí)活動(dòng)之中。根據(jù)這一理論，兩次活動(dòng)之間存在的共同部分，是遷移產(chǎn)生的必要前提，而遷移產(chǎn)生的關(guān)鍵是學(xué)習(xí)者需要在兩次活動(dòng)中，概括出它們之間的共性，表現(xiàn)為主體對(duì)經(jīng)驗(yàn)的概括。

基于以上理論，筆者得到的啟示：在項(xiàng)目式教學(xué)過(guò)程中，教師要幫助學(xué)生總結(jié)、概括解決某類(lèi)問(wèn)題的原理，分析問(wèn)題解決情境中的相同或相似要素，反思問(wèn)題解決的思路和技術(shù)路線(xiàn)。

二、促進(jìn)遷移教學(xué)策略的設(shè)計(jì)及實(shí)例

筆者從促進(jìn)有效學(xué)習(xí)遷移的角度提出了幾個(gè)策略，即提煉算法策略、替換要素策略和逆向思維策略，并分析了這些策略所適用的項(xiàng)目式教學(xué)的特征，以信息技術(shù) “數(shù)據(jù)與計(jì)算”一課為例，進(jìn)行說(shuō)明。

（一）提煉算法策略

提煉算法策略是指教師在進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)時(shí)不能僅僅滿(mǎn)足于讀懂代碼，還要深挖代碼背后的算法邏輯，要知其然更知其所以然。代碼僅是算法邏輯的表征，只有理解了解決問(wèn)題的具體算法，才能做到舉一反三，有效遷移。

以“非數(shù)值計(jì)算”一節(jié)為例，其中講到了遞歸算法。教師如果直接講解教材中的“漢諾塔”游戲，對(duì)初識(shí)遞歸算法的學(xué)生來(lái)說(shuō)，稍有難度，學(xué)生很容易產(chǎn)生畏難情緒。因此，筆者做了以下安排：首先，拋出一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算項(xiàng)目，給定一個(gè)列表，返回列表中所有數(shù)的和。對(duì)于這樣一個(gè)小規(guī)模的項(xiàng)目，學(xué)生利用之前學(xué)過(guò)的循環(huán)結(jié)構(gòu)就能解決，具體Python代碼如圖1所示。

其次，鼓勵(lì)學(xué)生提出質(zhì)疑：如果沒(méi)有循環(huán)語(yǔ)句怎么辦？教師可以引導(dǎo)學(xué)生把循環(huán)語(yǔ)句改寫(xiě)成遞歸算法的語(yǔ)句，如圖2所示。

再次，教師和學(xué)生一起總結(jié)遞歸算法的本質(zhì)：①遞歸算法必須有一個(gè)基本結(jié)束條件;②遞歸算法必須能改變狀態(tài)向基本結(jié)束條件演進(jìn);③遞歸算法必須調(diào)用自身。

最后，教師和學(xué)生一起將遞歸算法的思想應(yīng)用于“漢諾塔”項(xiàng)目：①“漢諾塔”項(xiàng)目的基本結(jié)束條件（只有1個(gè)盤(pán)片，直接將盤(pán)片從A柱移動(dòng)至C柱）;②“漢諾塔”項(xiàng)目可以向基本結(jié)束條件演進(jìn)（如果有N個(gè)盤(pán)片，可以看作由下層的1個(gè)盤(pán)片和上層的N-1個(gè)盤(pán)片）;③“漢諾塔”項(xiàng)目會(huì)調(diào)用自身（調(diào)用自身的遞歸算法，將N-1個(gè)盤(pán)片又可以看作下層的1個(gè)盤(pán)片和上層的N-2個(gè)盤(pán)片，以此類(lèi)推）;于是，學(xué)生就可以將遞歸思想遷移到解決“漢諾塔”游戲的項(xiàng)目中來(lái)了，具體的Python代碼如圖3所示。

（二）替換要素策略

替換要素策略是通過(guò)“替換”的手法，將項(xiàng)目式教學(xué)中問(wèn)題解決的關(guān)鍵要素保留，在多個(gè)項(xiàng)目和情境中，替換成非關(guān)鍵要素，讓學(xué)生體會(huì)關(guān)鍵要素在不同情境或項(xiàng)目中的應(yīng)用。這種做法有助于學(xué)生牢固地把握解決問(wèn)題的關(guān)鍵要素，在今后遇到含有這些要素的情況時(shí)，能準(zhǔn)確地識(shí)別和應(yīng)用。

例如，在“數(shù)據(jù)的計(jì)算”一節(jié)中筆者用到了“雞兔同籠”的例子來(lái)解釋數(shù)據(jù)的計(jì)算：今有雞兔同籠，上有三十五頭，下有九十四足，問(wèn)雞兔各幾只？解決該問(wèn)題的關(guān)鍵要素在于未知數(shù)要符合已知條件，具體的Python代碼如圖4所示。

為了促進(jìn)學(xué)習(xí)的有效遷移，我們把問(wèn)題解決中的非關(guān)鍵要素（雞和兔的數(shù)量）替換為公雞、母雞和小雞的數(shù)量，而關(guān)鍵要素（未知數(shù)要符合已知條件）保留，于是就有了“百雞百錢(qián)”的項(xiàng)目：雞翁一值錢(qián)五，雞母一值錢(qián)三，雞雛三值錢(qián)一。百錢(qián)買(mǎi)百雞，問(wèn)雞翁、雞母、雞雛各幾只？其Python代碼如圖5所示。

經(jīng)過(guò)了這種替換要素的策略實(shí)踐，學(xué)生在碰到包含“未知數(shù)要符合已知的條件”這個(gè)關(guān)鍵要素的問(wèn)題時(shí)，就能迅速地將這種算法遷移過(guò)來(lái)解決問(wèn)題了。

（三）逆向思維策略

逆向思維策略是指在項(xiàng)目式教學(xué)的收尾環(huán)節(jié)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生反思解決問(wèn)題的全過(guò)程，沿著解決思路，進(jìn)行逆向思維，深刻把握各個(gè)因素之間的關(guān)系，將已知條件轉(zhuǎn)變?yōu)槲粗獥l件，未知條件轉(zhuǎn)變?yōu)橐阎獥l件，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)相關(guān)因素的鑒別能力，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，促進(jìn)學(xué)習(xí)的有效遷移。

以“加密與解密”中的“愷撒密碼”項(xiàng)目為例。愷撒加密技術(shù)是指明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一個(gè)固定數(shù)目進(jìn)行偏移后被替換成密文。當(dāng)偏移量是3的時(shí)候，所有的字母A將被替換成D，B變成E，以此類(lèi)推，用Python代碼表示愷撒密碼的話(huà)，結(jié)果如圖6所示。

教材中提供了愷撒加密的Python代碼，而在實(shí)際教學(xué)中，為了讓學(xué)生真正理解愷撒加密技術(shù)的原理，筆者要求學(xué)生將愷撒加密代碼改寫(xiě)成愷撒解密代碼，即輸入密文，讓程序輸出明文。學(xué)生要完成這一項(xiàng)目就必須進(jìn)行逆向思維，而且不能簡(jiǎn)單地將字符的偏移量從加3變成減3，由于判斷條件已經(jīng)根據(jù)問(wèn)題情境發(fā)生了改變，具體的Python代碼如圖7所示。

這樣的策略既能鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)所得，促進(jìn)學(xué)習(xí)的有效遷移，又能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力。

本文以高中信息技術(shù)項(xiàng)目式教學(xué)策略為研究主題，以學(xué)習(xí)遷移理論為指導(dǎo)，提出了具有實(shí)踐意義的、促進(jìn)學(xué)習(xí)有效遷移的實(shí)際策略，結(jié)合筆者提供的項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)例，對(duì)每個(gè)策略進(jìn)行了解釋和論證，為項(xiàng)目式教學(xué)的深入開(kāi)展，提供了借鑒。值得注意的是，高中信息技術(shù)項(xiàng)目式教學(xué)旨培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新和信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面的核心素養(yǎng)。因此，教師要根據(jù)具體教學(xué)項(xiàng)目的特點(diǎn)，有目的地選擇適用的教學(xué)策略。

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