基于计算思维的项目教学法的与实践
基于计算思维的项目教学法在小学Scratch教学中的应用研究

基于计算思维的项目教学法在小学Scratch教学中的应用研究摘要:小学Scratch教学是小学信息技术教学中的重点内容,本文主要研究计算思维和项目教学法的内涵、基于计算思维的项目教学法的准备工作、基于计算思维的项目教学法在小学Scratch教学中的应用策略,主要的策略是结合示范项目、练习项目、实训项目三大主题,教师在利用多媒体教学软件进行针对性示范、指导学生简单练习的基础上,可以结合实训项目落实基于计算思维的项目教学法教学,主要是设计对应项目、制定相关计划、指导落实项目、小组展示评价。
小学信息技术教师可以根据课程内容落实以上策略,进而提高教学效果。
关键词:计算思维;项目教学法;小学信息技术;Scratch教学;自主学习基于计算思维的项目教学法,一般是指根据课程的相关知识内容与任务要求,在项目教学法中融入计算思维的训练,进而让学生熟悉计算思维的主要含义与运用方法,掌握基本的计算思维能力,从而在此之上更好完成相关项目任务。
在小学信息技术教学中基于计算思维运用项目教学法教学,能够让学科教学和思维训练有机结合,可以有效帮助学生掌握知识和提升思维。
在小学Scratch教学中,教师可以根据课程的主要内容与教学要求,结合小学生的编程基础、信息技术知识基础、学习能力等,合理基于计算思维运用项目教学法,更好提升学生的能力。
1.计算思维和项目教学法的内涵计算思维指的是运用计算机科学的基础概念求解问题,展开系统设计以及理解人类行为,涵盖了计算机科学之广度的一系列思维活动,它也是与形式化问题和解决方案相关的思维过程,其解决问题的表示形式能更好被信息处理代理执行[1]。
计算思维采纳了数学思维方法,是设计复杂系统和评估工程的思维方法,它也是未来人们必须形成的思维,与阅读、写作、计算一样重要。
项目教学法,指的是根据具体的项目主题,教师指导学生运用多样资源与相关方法,共同完成项目的教学方法,它强调学生的主体地位,学生在教师的指导下自主学习与合作探究知识,教师主要是创设生动情境,以及监督和引导学生学习,能够实现教、学、做的统一,更好促进学生主动积极地学习,提高学生思维能力与实践能力。
基于计算思维培养的小学Scratch教学设计与实践探究

基于计算思维培养的小学Scratch教学设计与实践探究基于计算思维培养的小学Scratch教学设计与实践探究引言:计算思维已经成为当今社会中一种十分重要的思维方式。
在教育领域,培养学生的计算思维能力已经引起了广泛的关注。
Scratch是一种编程语言,通过其图形化编程环境,可以帮助学生更轻松地学习计算思维。
本文将探讨如何基于计算思维培养的理念,设计和实施小学Scratch教学,以促进学生创造性思维,问题解决能力及逻辑思维的培养。
一、计算思维在小学教育中的重要性计算思维是指通过有目的地运用计算机科学和计算机思维的概念、方法、原则和技术,从而解决问题和处理信息的思维方式。
计算思维涵盖了问题分析、抽象建模、算法设计、编程实现等内容。
培养小学生的计算思维能力,可以提高他们的创造力、解决问题的能力以及逻辑思维能力,对于他们未来的学习和发展具有积极的影响。
二、小学Scratch教学的设计原则1. 创造性学习:通过鼓励学生自主探索和创造,激发他们的创造力和创新精神。
2. 项目驱动:通过设计有趣的项目,让学生从实际问题中学习计算思维的相关概念和技术。
3. 合作学习:通过小组合作学习的方式,培养学生的团队合作意识和能力。
4. 循序渐进:根据学生的学习程度和能力,设计合适的任务难度,循序渐进地提高学生的计算思维能力。
三、课程设计与实践探究1. 课程概述本课程旨在通过Scratch编程平台,培养小学生的计算思维能力。
课程内容包括了Scratch环境的介绍、基本编程概念的学习以及实际项目的设计和实现。
2. 第一节课:Scratch环境介绍在本节课中,学生将了解Scratch编程环境的基本功能和操作方法。
通过指导学生创建自己的角色和舞台,学生可以初步了解到Scratch的图形化编程界面。
3. 第二节课:基本编程概念的学习在本节课中,学生将学习Scratch中的基本编程概念,例如事件、循环、条件等。
通过讲解和动手实践,学生将能够理解这些概念,并能够在自己的项目中应用。
基于计算思维的教学实践(3篇)

第1篇随着科技的飞速发展,计算思维已经成为现代社会不可或缺的一种思维方式。
计算思维强调逻辑推理、抽象思维和算法设计等能力,对于培养学生的创新精神和实践能力具有重要意义。
在我国教育改革的大背景下,如何将计算思维融入教学实践,成为教师们关注的焦点。
本文将从计算思维的定义、重要性以及具体教学实践三个方面展开论述。
一、计算思维的定义及重要性1. 计算思维的定义计算思维是一种将问题抽象为计算模型,运用计算方法解决问题的思维方式。
它强调逻辑推理、抽象思维和算法设计等能力,旨在培养学生的创新精神和实践能力。
2. 计算思维的重要性(1)适应时代发展需求。
随着科技的不断进步,计算思维已成为现代社会不可或缺的一种思维方式。
具备计算思维的人才能够在未来社会中立足。
(2)提高教学质量。
将计算思维融入教学实践,有助于提高学生的学习兴趣和积极性,培养学生的创新能力和实践能力。
(3)促进学生全面发展。
计算思维强调逻辑推理、抽象思维和算法设计等能力,有助于学生形成全面发展的素质。
二、基于计算思维的教学实践1. 教学目标(1)使学生掌握计算思维的基本概念和方法。
(2)培养学生的逻辑推理、抽象思维和算法设计等能力。
(3)提高学生的创新精神和实践能力。
2. 教学内容(1)计算思维的基本概念介绍计算思维的定义、特点、应用领域等,帮助学生建立对计算思维的整体认识。
(2)逻辑推理、抽象思维和算法设计通过具体案例,讲解逻辑推理、抽象思维和算法设计在解决问题中的应用,引导学生学会运用这些方法。
(3)计算思维的实际应用结合实际案例,展示计算思维在各个领域的应用,激发学生的学习兴趣。
3. 教学方法(1)案例教学通过具体案例,引导学生运用计算思维解决问题,培养学生的实际操作能力。
(2)分组讨论将学生分成小组,进行讨论和交流,培养学生的团队协作能力和沟通能力。
(3)项目式学习以项目为导向,让学生在实践中学习计算思维,提高学生的实践能力。
4. 教学评价(1)过程性评价关注学生在学习过程中的表现,如课堂参与度、小组合作情况等。
指向计算思维培养的项目化学习实践研究

指向计算思维培养的项目化学习实践研究一、背景2022年4月,《义务教育信息科技课程标准》颁布。
新课标指出核心素养主要包括以下四个方面:信息意识、计算思维、数字化学习创新、信息社会责任。
其中,信息科技中问题求解的思维方式是计算思维,计算思维是信息科技学科里最为本质的。
计算思维是一种抽象概念,传统的信息技术课堂教学方式不能很好的培养学生的计算思维能力,而项目化的教学方法以其高情境性、高参与度、高协作性、问题导向、学习的真实性等优势成为培养学生计算思维的最好方法。
二、“智能电灯”项目学习案例本项目以信息技术学科为核心,融合Scratch编程、人工智能单等知识内容,设计并制作智能感应灯,实现灯的智能控制功能。
项目所面向的学生是参与学校信息类兴趣小组人工智能组的学生,以四五年级学生为主。
他们在兴趣小组的学习中对人工智能硬件搭建和编程有了一定的认识,并在以往的项目制作过程中初步了解,为本项目的学习打下了一定基础。
(一)计算思维培养目标1.掌握顺序结构、分支结构、循环结构、常量、运算符等基本概念。
2.理解项目问题,能够将复杂的问题分解为多个简单的问题;设计智能电灯的结构;正确安装超声波传感器、光敏传感器和声音传感器,确定不同传感器的检测值;使用图形化编程语言编写程序;通过设计制作智能感应灯,实现灯感应人的靠近、感应光线的强弱和感应噪音的大小的功能。
3.通过测试和调试,查找错误,纠正错误;根据项目学习任务,选择合适的资源学习、规划步骤,在反思与交流过程中,对项目作品进行完善与迭代。
能够将项目中所学的知识技能运用迁移到其他问题的解决中。
(二)项目学习实施过程步骤一:搭建智能电灯学生根据设计图搭建智能感应灯,主要用到的传感器有超声波传感器、光敏传感器、声音传感器和一些连接件。
学生通过小组讨论、动手实践,用不同的材料完成了多种多样的作品。
步骤二:实现“自动开关”的电灯灯自动开关可以用什么传感器实现?学生在之前的课上学过超声波倒车雷达,利用其测距功能就可以实现感应人的靠近,但是也有小组提出人体红外传感器也可以感应人的靠近,于是,各小组分别对这两种传感器进行了实验。
基于项目式教学法培养学生的计算思维

基于项目式教学法培养学生的计算思维作者:刘海玲魏东来源:《中国信息技术教育》2020年第16期目前,计算思维的发展如火如荼,并渗透到中小学信息计算课堂教学中。
那究竟什么是计算思维?如何通过信息技术教学提升学生的计算思维能力?这类问题都值得探讨。
项目式教学法是指师生共同合作完成整个项目,开展项目式教学的价值在于让学生能够分析实际问题,并综合运用知识、视野、技能等方面的能力,通过发现问题、分析问题、分解问题、解决问题等一系列过程,最终解决实际问题。
这种教学模式,有助于提升学生的计算思维能力,塑造出符合时代需要的创新人才。
笔者所在学校的八年级学生在小学期间已完成Scratch编程的学习,同时,他们对智能手机具有浓厚兴趣,以手机APP开发来代替传统的编程训练,更易激发他们在短时间内开发出一些功能强大的应用。
基于以上因素,笔者选择App Inventor课程作为培养学生计算思维能力的理想工具,开展实践研究。
对于八年级的学生而言,模仿程序不会很困难,但是如何独立完成一个完整的、具有个性化创新性的程序,是相当困难的,学生需要在特定的情境下,设想要制作的模型,分析模型有哪些需求,如何将需求化繁为简、化整为零。
这就需要确定一个主题项目,再把项目分解成几个小任务,逐个击破,进而培养学生的计算思维能力。
下面,笔者以“灌篮高手”这一项目为例,谈谈具体的教学实践。
● 巧设情境,确定项目“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,兴趣是最好的老师。
作为课堂教学的组织者,教师要善于引导学生进入课堂,能够根据教学目标巧设情境,尽量运用生活情境创设项目,将生活问题项目化,提高学生自主学习的动机。
在本节课教学中,笔者以很多学生都喜欢看的《灌篮高手》动画片导入,拉近师生之间的距离。
很多学生都喜欢球类运动,但是都会碰到一个问题,那就是身边没有计分板,要是能在随身携带的手机上安装一个具有计分功能的APP,该有多好。
就这样,笔者通过动画引出了本节课的主题项目——制作“灌篮高手”计分器。
基于计算思维培养的中小学编程教育校本课程开发与实践

基于计算思维培养的中小学编程教育校本课程开发与实践随着有关计算思维培养理论与实践的不断深入, 单纯由“信息素养”观念所主导的信息技术教育越来越不适应当前国内的中小学信息技术教育。
重视计算思维培养的发展趋势, 让学生全面理解在信息时代的生活环境, 并利用所学到的技术, 利用学科思维的方式去解决生活中碰到的实际问题。
编程教育作为学校校本课程的内容, 可以很好地补充当前中小学信息技术课程的不足, 满足不同学生的兴趣需求。
在编程的过程中, 掌握一些算法的知识, 扩大学生的视野, 增强问题解决能力, 给学生带来快乐、减轻压力, 使学生在繁重的学习中得到放松。
根据当前信息技术教育学术界主流的思想以及国内外形势的分析, 我们认为, 编程教育对学生在计算思维的培养方面有着得天独厚的优势, 有助于培养学生的问题分析能力和问题解决能力。
《上海市中小学拓展型课程指导纲要》指出, 拓展课程的科目方案的编制, 应充分考虑各年级学生的认知基础、兴趣特点等要素, 以提升学生对科目的关注程度与投入程度。
由此可见, 在中小学开发编程教育校本课程是非常有必要的。
编程教育校本课程开发的策略和方法编程教育校本课程开发, 除遵守基本的校本课程开发要素外, 也要有一定的策略和方法。
1.以项目引领, 注重问题分析、解决通过编程教育发展和培养学生的计算思维, 我们需要改变以往学习编程语言的方法。
很多计算机专业的学生都学习过计算机编程语言, 但是却不能写出一个完整的程序。
原因在于, 其学习过程中, 只是学习表达式、循环、条件判断等命令行, 最终只能学到该编程语言的语法结构, 而不能应用于现实问题的解决。
周以真指出, 计算思维培养的关键是“抽象”和“自动化”, 不孤立地教编程, 一开始就让学生把抽象和实现“自动化”的编程结合起来, 这也是我们开发校本教材的总原则。
编程只是实现问题“自动化”解决的一个部分, 学生通过了解项目中提出的问题和需要解决的问题, 一开始就把解决问题的思路与解决实际问题结合起来。
中学信息技术课学生计算思维培养的策略与方法

中学信息技术课学生计算思维培养的策略与方法中学信息技术课是学生在学习中掌握计算思维的重要平台之一。
计算思维是指以计算机为工具,进行问题分析、问题求解,构造模型和设计系统的思维方式。
培养学生的计算思维能力,可以提高学生的逻辑思维能力和自主学习能力,是中学信息技术教育的核心目标之一。
本文将从多种角度探讨中学信息技术课学生计算思维培养的策略与方法。
一、培养学生的逻辑思维能力逻辑思维是计算思维的重要组成部分,中学信息技术课可以通过以下几种策略和方法来培养学生的逻辑思维能力。
1. 引导学生进行程序设计程序设计是培养学生逻辑思维的重要手段。
老师可以布置一些简单的程序设计任务,让学生根据要求编写相应的程序。
通过程序设计,学生可以锻炼逻辑思维能力,提高问题解决能力。
2.推行跑步锻炼为了培养学生的逻辑思维能力,中学信息技术课可以进行一些跑步锻炼。
通过跑步,学生可以培养自己的逻辑思维能力,提高自己的问题解决能力。
3.组织逻辑思维训练和老师以及同学一起组织一些逻辑思维训练活动,例如逻辑谜题、逻辑游戏等,激发学生的逻辑思维能力。
二、提高学生的自主学习能力1. 提倡项目学习在中学信息技术课中,老师可以提倡项目学习,让学生自主选择课题,自主安排学习计划,自主进行课题研究,提高学生的自主学习能力。
2. 鼓励学生进行探究式学习探究式学习是一种以学生为主体,通过自主探究、实验、解决问题等方式进行学习的教学方法。
中学信息技术课可以通过探究式学习的方式,培养学生的自主学习能力。
3. 设置学习任务通过设置一些学习任务,让学生根据任务要求自主进行学习。
这样可以激发学生的学习兴趣,提高他们的自主学习能力。
三、加强实践操作能力的培养1. 进行机房实验中学信息技术课可以利用机房设施进行实验操作,让学生亲自动手操作,通过实践来加强实践操作能力。
2. 组织竞赛活动组织一些信息技术竞赛活动,让学生在竞赛中进行实践操作,锻炼实践操作能力。
3. 培养实际运用能力四、促进学生创新意识的培养1. 提倡创新思维中学信息技术课可以通过课堂教学、课外活动等途径,提倡创新思维,鼓励学生在学习中进行创新探索。
浅谈基于项目学习的高中生计算思维培养策略——以运用选择结构描述问题求解过程为例

浅谈基于项目学习的高中生计算思维培养策略摘要:高中阶段的信息技术课程教学重于培育学生的计算机思维,丰富学生核心素养。
故此,任课老师可引入项目学习模式,督导学生通过自主参与项目,与他人协作完成项目任务逐步形成科学的计算思维。
本文主要从选择结构这一知识点出发,要求学生逐步描述、求解相关问题,进而介绍高中生计算思维培养如何在教学中实施落地。
关键词:计算思维项目学习培养引言:计算思维作为人工智能的基础思维,在未来社会的发展中起很重要的作用。
基于项目教学要点,本文尝试引入选择结构详细描述和解答问题,逐步分析教学过程该如何督导学生形成计算思维。
正文:1.高中信息技术学科核心素养——计算思维学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习树立起的科学价值观,养成的优秀品格,形成的多种关键能力。
其所反映的是学生对信息技术的习得能力,展现的是学生的价值观、情感态度培育程度。
计算思维,即根据问题要求,利用计算机运作、逻辑思维方法等形成系统处理方案的各种思考活动的总和。
高中生的计算思维若能培养好,其在遇到问题时便可引入计算机处理法明确、分析问题,形成处理问题的抽象结构模型,进而根据数据提示,多维度整合适用的信息资源,针对性处理问题。
二、项目式教学项目式教学是一种在项目任务驱动下,通过小组交流合作共同完成项目任务的新型教学模式。
项目式教学法在教学理念、目标、过程和方式方法等方面与传统授课形式存在明显差异。
该方法将学生置于中心位置,要求学生主动参与自主学习,自觉与他人协同合作以习得理论,应用所学技能开展实践操作。
三、项目案例运用选择结构描述问题求解过程。
1.项目情境:项目小组成员在某购物网站上了解到某种笔记本搞优惠活动,现在单价是8元,规定一次购买10本以上(含10本)打九折,否则不打折。
根据笔记本购买数量编写程序计算总费用。
教材以“设计最佳网购方案”这一项目为主线,依托三个实际问题,层层深入,从基本语法到三大结构,本节是第3小节,顺承第2小节的内容。
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一、计算思维与项目教学法1.计算思维。
周以真教授认为,计算思维是一种以计算科学为核心,运用计算科学的基本概念进行问题求解、系统设计和行为理解的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。
这种思维在不久的将来,将如同人人都具备的“读、写、算”(简称“3R ”)能力一样,成为每一个人的技能组合。
计算思维和理论思维、实验思维一起被称为推动人类社会文明进步和科技发展的三大科学思维。
2.项目教学法。
项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目而进行教学活动的教学方法,目前被广泛应用于教学实践中。
项目教学法建立在建构主义、多元智能理论等现代教育思想、教学理论和学习理论的基础之上,有别于传统教学方法。
它强调教学活动以学生为主体,学生在教师的帮助和指导下,通过探索和协作获得知识,而教师的主要任务更侧重于设计教学情境,营造学习氛围,组织和引导教学过程;它把学生引入真实的工作情景,利用“项目工程”驱动学生自主地应用已有知识和汲取新的知识去破解项目“难题”,使学生在项目计划的实施过程中发现知识、应用知识、提高技能;它允许学生在一定时间范围内自行组织和安排自己的学习行为,并且有明确而具体的成果,能够满足学生自我实现的需要。
毋庸置疑,项目教学法“教、学、做”合一,“寓教于做”,尊重学生的价值,是一种能够有效激发学生的学习主动性和创造性,提高学生实践能力的先进教学方法。
项目教学法的整个教学过程可以粗略地分为三个阶段:开始阶段、主体阶段和结尾阶段。
在开始阶段,学生与教师一起确定项目任务,制订工作计划;在主体阶段,学生根据各自在小组中的分工以及合作形式,按照已确立的工作步骤和程序开展工作;在结尾阶段,全班同学共同分享并获得评价。
学会计算思维,是信息社会中创新的需要,是大学生创新性思维培养的重要组成部分。
项目教学法采用类似科学研究与实践的方法,促进学生主动学习、自主发展,且具有较为稳定、具体的教学活动进程,这些特点使得项目教学法具备了培养学生思维能力的良好基础。
二、基于计算思维的项目教学法需注意的问题基于计算思维的项目教学法是指在项目教学法的相关环节中融入计算思维的训练,通过训练使学生领悟计算思维的概念,习得计算思维能力,并在计算思维的指导下更好地完成项目任务。
基于计算思维的项目教学法是一种渗透式教学,它使思维训练和学科教学相统一,知识随着思维的讲解而展开,思维随着知识的贯通而形成,最终使能力随着思维的理解和训练而提高。
这样的项目教学法虽然过程没有发生变化,但是内涵却更丰富了。
基于计算思维的项目教学法要做到以下几点:1.使学生了解计算思维的原理和方法。
适量而准确的知识有助于将无意识的习得化为有意识的学得,有助于将混沌的内隐能力转化为明晰的外显能力,从而提高学习效率。
比如,关注点分离是计算思维的重要原则之一,教师可以给学生事先讲解关注点分离的概念,并举例说明作为一种普适的处理复杂问题的系统思维方法和原则,如何在完成一项复杂任务时获得恰如其分的分离视角以及简明优雅的合成策略。
这样学生在接到复杂的项目任务时,就能够有意识地运用这种思维方法,把复杂项目转化成几个简单的能够完成的子项目。
通过这些训练,把类似的计算思维能力内化到学生的能力结构中,使学生能够自如地应用。
2.创设良好的计算思维环境。
计算思维不是靠教师简单地传授计算思维知识和方法就能形成的,而是在某种情境中,包括思维者所处的内部环境(知识、经验、情感)和外部环境,以及内外环境相互作用下产生的。
作为教师,要为计算思维的形成创设合适的思维环境。
比如,通过各种载体为学生提供丰富的实例,让学生在模仿中逐渐形成计算思维能力;把学生引入真实的工作情景,激发其自觉运用计算思维的方法原则;营造宽松、和谐、民主的氛围,鼓励学生独立思考,提出问题,激发学生高涨的[摘要]文章提出了基于计算思维的项目教学法,认为该方法应用中需要注意计算思维知识传授、计算思维环境创设、师生的思维沟通、多元评价体系建立的问题。
同时,以“VFP程序设计”课程为例,按照项目教学法的基本流程,即项目设计、计划制订、计划实施、小组自评、展示交流和综合评价六个步骤,将基于计算思维的项目教学法在实际教学中进行了实践。
[关键词]计算思维项目教学法教学实践[作者简介]薛磊(1969-),女,山东青岛人,常州大学信息科学与工程学院,副教授,研究方向为数据挖掘;孙玉强(1956-),男,河南郑州人,常州大学数理学院院长,教授,博士,研究方向为并行计算;顾晓清(1981-),女,江苏常州人,常州大学信息科学与工程学院,讲师,研究方向为计算机网络、信息安全。
(江苏常州213164)[基金项目]本文系2011年常州大学教育教学研究课题“‘大工程观’下大学计算机公共基础课程改革的研究与实践”的研究成果。
[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)32-0148-02基于计算思维的项目教学法的研究与实践薛磊孙玉强顾晓清学习情绪和强烈的探索欲望,使其思想流畅,思维活跃;运用自身广博的知识、高超的计算思维能力、谨严的态度、生动的语言、富有吸引力的方法成为计算思维形成情景中的重要角色。
3.注重教学过程中师生的思维沟通。
根据思维教学理论,思维的训练和发展是以暴露思维过程为前提的,是在暴露的过程中得到锤炼和提高的,所以在计算思维教学活动中,师生双方都必须通过多种载体,充分暴露自己的思维过程。
教师可将自己处理问题的想法表现出来,展现给学生,便于学生深层次的理解与思维方法的借鉴;学生可将自己认识问题、解决问题的思维曝光,便于教师及时地反馈评价与针对性地纠错。
比如,在项目教学法的结尾阶段,教师可安排每一组的学生代表讲述本组是如何完成项目的,其他人,包括教师都可以提问、质疑,给出自己的思路。
这样,学生将本组对知识的认识过程、思维方法的运用过程进行整理,用自己的语言表达出来,开阔了其他学生的思路,加大了信息的交流;同时,也通过别人的,包括教师的方法修正自己的思维策略,使思维的发展处于开放的良好环境中。
以语言、文字等为载体,交流展示思维过程,是一种提高思维能力的好方式。
4.建立充分考虑计算思维能力的多元评价体系。
项目教学法中选取的工作项目通常具有真实性、典型性、综合性、完整性等特征,具有一定的规模和复杂度,需要运用多种领域知识和多方面能力,借助于多种资源才能完成。
按照传统的评价方式,以结果性评价为主导显然是不恰当的,而应该建立评价主体互动化、评价内容多元化、评价过程动态化的多元评价体系,把评价作为发展学生计算思维的一个有机构成环节,从多个角度及多种评价方式来促进学生计算思维的发展。
一是评价方式,不应只是单一的由教师完成的“权威性”评价,而应该是师生、生生之间双边和多边的互动。
二是评价内容,不仅仅考虑项目的完成质量,还要看学生的思维状态,如是否敢于提出问题、发表见解,提出的问题和见解是否具有独创性,是否体现了计算思维的水平,以及情感、意志、协作精神等非智力因素。
三是评价过程与项目完成过程同步,在每一阶段都有相应的评价结果。
三、基于计算思维的项目教学法的教学实践“VFP程序设计”是许多高校面向文科类学生开设的一门计算机基础课程,课程目标是培养学生利用数据库技术进行信息管理、加工和利用的意识和能力,同时使学生掌握程序设计的方法和基本算法。
计算思维的本质特征是基于不同层次计算环境的问题求解,程序设计其实是语言级的问题求解活动,应用系统的设计与实现则是系统级的问题求解。
所以“VFP程序设计”课程是培养学生计算思维能力的极好的载体。
结合课程和学生的特点,在教学中我们以“示范项目”“练习项目”“实训项目”三个项目为载体来帮助学生达成学习目标。
“示范项目”由教师主导示范,在课堂教学过程中共同完成;“练习项目”由学生在实验指导书的引导下自行完成;“实训项目”按照项目教学法的基本步骤,由学生选题自主完成。
在“示范项目”和“练习项目”的教学过程中,除进行知识的传授和技能的训练以外,还举例说明计算思维的一些基本概念和应用方法,如通过对现实世界的约简、转化,抽象出数据库的概念模型;通过关注点分离原则的应用,将复杂的系统划分成多个模块,等等。
按照项目教学法的基本流程,实训项目按项目设计、计划制订、计划实施、小组自评、展示交流和综合评价六个步骤完成,在此过程中融入了计算思维的训练活动。
1.项目设计。
在项目设计阶段,每组学生通过广泛调研,并与教师进行充分的思维沟通后确定选题并明确项目的总体目标。
在此过程中可以引导学生运用计算思维的启发式推理方法,利用从文献中、网络上和实际的生活、学习中了解的实际情况,就项目开发是否有意义、技术上是否可行等问题,一步一步地自主提问、自我启发,循序渐进,最终确定选题;运用抽象、约简,在不确定情况下规划、学习和调度的方法,提炼出项目的总体目标。
2.制订计划。
通过开展小组交流讨论,确定项目的实施计划,包括步骤、内容、完成时间以及组员间的分工等,制订系统实施计划书。
在此阶段教师引导项目组长运用计算思维的关注点分离方法指导组内的分工,按照软件公司的项目管理方法,分成系统分析和设计、系统实现和测试三个团队。
但是由于每组只有四人,所以我们采用“一套班子三块牌子”的方法,每个组员负责其中一个团队,其余两人作为成员,项目负责人总协调,但也是团队中的一个成员。
3.实施计划。
按照实施计划书中确定的工作步骤和分工,完成项目的开发。
在开发过程中涉及很多具体的细节问题,这些问题的解决过程其实就是计算思维的培养过程。
系统分析和设计是学生运用抽象、分解、基于关注点分离的方法将系统总目标具体化,并分解成为较小的功能模块;数据库设计则训练学生运用抽象、约简、转化、递归等计算思维的一系列方法把现实生活中的对象抽象成信息世界中的概念模型并转化为数据模型;而表单设计又可以看做是一种代码级别的问题求解过程,在此过程中进一步理解分支、循环、面向对象程序设计等计算科学的基本概念;此外,组内分工还体现了一种并行处理的计算思维方法,比如“系统实现”团队负责人可以将各个功能模块分给不同的学生来完成,以提高开发效率。
不过分工时要特别关注任务量的均衡性,尽量在同一时间段完成任务。
4.小组自评。
学生此时完成的系统可以说是一个系统原型,这个原型并不完善。
在自评阶段,教师指导学生理解迭代和收敛的概念,不断迭代地优化系统模型,一方面消除功能性错误;另一方面,按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式,从最坏情形恢复系统的计算思维原则,使系统足够强壮,此时视为收敛,得到最终的系统。
5.展示交流。
完成自评过程后,每一组的代表在全班展示各自的系统,并说明系统设计的过程,遇到过什么问题,这些问题是怎么解决的。
其他组的学生,包括教师都可提出问题,让代表作出解释。