摘要：隨著信息科技的快速發(fā)展與廣泛應用創(chuàng)生出一個全新的數(shù)字化環(huán)境，賦予信息科技課程新的內(nèi)涵。與此同時，計算思維日益成為人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，新課標也將計算思維列為信息科技的核心素養(yǎng)。圖形化編程作為小學生培養(yǎng)計算思維的依托工具之一，有著明顯的思維性和趣味性，項目化學習則強調(diào)學習者在新的情境中運用所學解決問題。圍繞小學編程課項目化學習的核心問題，即計算思維的培養(yǎng)展開研究，從課標出發(fā)，以有趣的文字為教學內(nèi)容，依據(jù)計算思維解決問題的過程開展項目化學習，為促進學生信息科技核心素養(yǎng)的階段性發(fā)展保駕護航。

關(guān)鍵詞：計算思維；圖形化編程；項目化學習

一、前言

信息科技以新理念、新業(yè)態(tài)、新模式全面融入人類經(jīng)濟、政治、文化、社會、生態(tài)文明建設(shè)各領(lǐng)域和全過程。數(shù)字時代賦予了信息科技課程新任務，加強信息科技教育，提高全民數(shù)字素養(yǎng)與技能已成為學校教育的重要任務?！读x務教育信息科技課標標準（2022年版）》（以下簡稱課標）明確提出信息科技課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)主要包括：信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任。大量研究表明，項目化學習在強調(diào)學習者經(jīng)歷和解決問題的過程、培養(yǎng)多種高階思維上效果顯著，與計算思維的學習過程和培養(yǎng)目標有較大契合度。因此，本研究著眼計算思維的培養(yǎng)，以Kitten Block作為工具平臺，以本校六年級學生為研究對象，通過建構(gòu)項目化學習模式，整合形成評價，為后續(xù)教學提供理論和實踐層面的指導。

二、理論與核心概念

科學規(guī)范的理論指導與概念界定，為本研究的合理性提供支撐。

一是建構(gòu)主義學習理論。知識通過交互主動建構(gòu)。新舊知識的雙向互動能夠豐富學習者的知識體系。項目化學習被認為是一種經(jīng)典的建構(gòu)主義學習理論教學模式，學生需要運用原有的知識和經(jīng)驗，創(chuàng)造出新意義和新知識。

二是計算思維。計算思維是指個體運用計算機科學領(lǐng)域的思想方法，在問題解決過程中涉及的抽象、分解、建模、算法設(shè)計等思維活動。具備計算思維的學生能對問題進行抽象、分解、建模，并通過設(shè)計算法形成解決方案，能嘗試模擬、仿真、驗證解決問題的過程，反思、優(yōu)化解決問題的方案，并將方案遷移運用于解決其他問題[1]。

三是項目化學習。項目化學習的界定很多，如真實的驅(qū)動性問題、在情境中對問題展開探究、用項目化小組的方式進行學習、運用各種工具和資源促進問題解決、產(chǎn)生可以公開發(fā)表的成果[2]。本研究采用夏雪梅研究對項目化學習的定義：學生在一段時間內(nèi)對學科或跨學科有關(guān)的驅(qū)動性問題進行深入持續(xù)的探索，在調(diào)動所有知識、能力、品質(zhì)等創(chuàng)造性地解決新問題、形成公開成果中，形成對核心知識和學習歷程的深刻理解，能夠在新情境中進行遷移[3]。

四是圖形化編程。圖形化編程語言又稱G語言，是一種比文本編程語言更簡單、編程環(huán)境更直觀的編程語言。它將晦澀復雜的程序代碼轉(zhuǎn)換成可拖拽的積木，用戶只需選擇、拖拽、組合操作界面的指令塊就可以像搭積木一樣進行程序設(shè)計。圖形化編程可以制作故事、游戲和動畫，并能直接監(jiān)測編程進度和檢測編程效果，是集學習與游戲于一體的編程方式，是低齡段孩子都可以操作的軟件。該技術(shù)為本研究的開展提供了技術(shù)支持。

三、問題聚焦

綜合上述內(nèi)容，文章在已有研究基礎(chǔ)上，依托項目化學習，結(jié)合計算思維這一核心素養(yǎng)開展實踐，具體包括以下三個方面內(nèi)容：第一，從課程標準出發(fā)，如何選擇、設(shè)計面向計算思維培養(yǎng)的課程內(nèi)容；第二，如何設(shè)計并實踐面向計算思維的項目化學習；第三，項目化學習的應用是否有利于培養(yǎng)學生計算思維。

四、研究思路與方法

通過對日常教學過程的反思、教學內(nèi)容的梳理以及相關(guān)研究的分析，具體研究思路如圖1所示。

五、計算思維量表

由于計算思維的呈現(xiàn)離不開流程圖，故參考《Flowcharts： A tool for computational thinking》一文，將計算思維的過程與流程圖進行了映射，具體見表1。

六、要求及維度

（一）課標對學生計算思維的要求

算法是計算思維的核心要素之一。從廣義上講，算法是指按照一定規(guī)則解決某類問題時采取的明確的、有限的、可執(zhí)行的操作步驟，能夠?qū)⒁欢ㄒ?guī)范的輸入在有限時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為所要求的輸出。這個過程可以用自然語言、流程圖等方式進行形式化描述[4]。在課標中，計算思維主要以身邊的算法為載體，使學生了解利用算法求解簡單問題的基本方式，培養(yǎng)學生初步運用算法思維的習慣，并通過實踐形成設(shè)計與分析簡單算法的能力。身邊的算法模塊主要包括算法的描述、算法的執(zhí)行和算法的效率三部分。

（二）面向計算思維的項目化學習設(shè)計的六個維度

面向計算思維的項目化學習設(shè)計需要從六個維度進行。一是核心知識：項目化學習所指向的核心知識是什么？從課標、教材出發(fā)，核心內(nèi)容為如何將文字信息轉(zhuǎn)換為計算思維，從而解決問題。二是驅(qū)動性問題：如何將學科知識游戲化？本質(zhì)問題直接指向核心知識中的概念或能力，或可將本質(zhì)問題轉(zhuǎn)化為適合某個年齡段的學生，以激發(fā)學生主動投入。三是高階認知：高階認知的明晰設(shè)計更能整合基礎(chǔ)知識與技能，實現(xiàn)概念知識的項目化學習歷程。通過計算思維對游戲化進行分解，從而讓問題具體化。四是學習實踐：根據(jù)項目類型、驅(qū)動性問題特征和項目歷程，融入核心概念，有助于激發(fā)學生學習與思考。五是公開成果：確定學習成果和公開方式。成果要點、最低標準是什么，用怎樣的方式公開呈現(xiàn)或應用到個體的生活中。六是學習評價：學習評價設(shè)計對成果和實踐的初步要點設(shè)計，通過不斷修正對題目、配分進行細化。具體如圖2所示。

七、項目設(shè)計

根據(jù)上述流程設(shè)計，面向計算思維培養(yǎng)的圖形化編程項目化學習的安排具體如下：

《課程標準》模塊：身邊的算法。

項目名稱：有趣的文字。

項目課時：5課時。

項目簡述：在編程教育中，學生很樂于自主創(chuàng)作個性化的小游戲。但當涉及學科知識的趣味性小游戲時，大多數(shù)學生都無從下手。怎樣才能讓原本枯燥的科學知識搖身一變，在編程游戲中趣味十足呢？本項目整合語文字謎和算法結(jié)構(gòu)等學科概念，讓學科直接形成關(guān)聯(lián)。項目設(shè)計始終關(guān)注如何將非游戲情境轉(zhuǎn)變?yōu)橛螒蚧^程。學生通過搜索、總結(jié)、手冊設(shè)計等手段來了解如何將學科知識游戲化，并通過小組合作、動手實踐的方式形成基本概念。與此同時，學生開展協(xié)作式、探究式學習。在解決如何將學科知識游戲化問題的過程中，學習知識、建立學科聯(lián)系、掌握技能、理解知識與游戲也可以相互融合，寓教于樂。

項目涉及的主要知識點是信息科技。學生掌握算法的三種基本結(jié)構(gòu)：順序、循環(huán)和分支，了解游戲化的基本流程，能根據(jù)需求選取合適的游戲機制，運用現(xiàn)有的材料設(shè)計制作一個“有趣的文字”小游戲。語文：知道幾種基本的字謎種類；數(shù)學：正多邊形；綜合：垃圾分類。

內(nèi)容結(jié)構(gòu)：根據(jù)課標中的內(nèi)容要求，本項目圍繞算法結(jié)構(gòu)，按照游戲元素—游戲設(shè)計—游戲效果的游戲化思路進行設(shè)計。游戲化的算法結(jié)構(gòu)教學思路見表2，“有趣的文字”項目教學過程如圖3所示。

驅(qū)動性問題：第一是本質(zhì)問題，如何將學科知識游戲化？第二是驅(qū)動性問題，作為一名游戲制作人，近期你接到一份新的項目：把一名小學生制作的“有趣的文字”猜字謎，開發(fā)成一款趣味小游戲。于是，你組織團隊成員開始討論如下問題：游戲元素、游戲機制的設(shè)計如何影響游戲的開發(fā)？如果用編程軟件實現(xiàn)游戲效果，應該如何創(chuàng)作？

成果與評價：成果包括個人成果與團隊成果兩部分，具體見表3。

高階認知：主要的高階認知策略包括問題解決、決策、創(chuàng)見、系統(tǒng)分析、實驗、調(diào)研等。

教學過程涉及的學習實踐：一是探究性實踐，探索各種小游戲的共性，并歸納游戲化的主要標準；二是社會性實踐，小組合作并討論游戲化元素和開發(fā)流程，能根據(jù)具體的主題、任務要求等設(shè)計和開發(fā)游戲；三是審美性實踐，根據(jù)需求，設(shè)計和制作游戲角色和界面，增加游戲?qū)κ鼙娢?；四是技術(shù)性實踐，運用網(wǎng)絡搜索素材、借助圖像處理軟件摳圖或制作特色文字、用編程軟件制作“有趣的文字”小游戲；五是調(diào)控性實踐，根據(jù)現(xiàn)實需求和主題內(nèi)容，調(diào)整游戲開發(fā)流程和相關(guān)程序?qū)崿F(xiàn)方法。

總結(jié)與反思：一是學完本項目后，你最大的收獲是什么？對你接下來的學習或生活有什么影響？二是學完本項目后，你有什么疑問？打算接下來怎樣解決？

八、結(jié)語

由于項目化學習對學生的自學能力和合作能力要求較高，但學生相關(guān)能力相對欠缺，故需要教師提前規(guī)劃好各階段學習目標和問題。此外，在過程性評價和課程安排方面還需要進行調(diào)整，5課時較少，不符合實際教學進度，最終的評價標準體系也還未完成，設(shè)計一個能夠覆蓋全程的評價體系非常必要。在項目實施過程中，要對學生團隊合作、作品創(chuàng)作和完成情況進行評價，動態(tài)調(diào)整評估內(nèi)容，嘗試開展個性化評價。在后續(xù)的課堂教學中，希望能夠通過不斷的實踐和調(diào)整，進一步對課程進行修改和完善。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]宿慶.面向計算思維培養(yǎng)的高中信息技術(shù)課程項目式學習研究[D].西安：陜西師范大學，2021.

[3]夏雪梅.項目化學習設(shè)計：學習素養(yǎng)視角下的國際與本土實踐[M].北京：教育科學出版社，2021.

[4]李鋒.新版課程標準解析與教學指導（2022版）小學信息科技[M].北京：北京師范大學出版社，2022.