计算思维在项目式学习中的养成
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。
面向计算思维培养的高中信息技术课程项目式学习研究
面向计算思维培养的高中信息技术课程项目式学习研究一、本文概述Overview of this article随着信息技术的飞速发展，计算思维已成为当今时代不可或缺的核心素养之一。
高中信息技术课程作为培养学生计算思维的重要途径，其教学方式的改革与创新显得尤为重要。
项目式学习作为一种以学生为中心，强调实践与创新的教学方法，对于培养学生的计算思维具有独特的优势。
本文旨在探讨如何面向计算思维培养的高中信息技术课程中实施项目式学习，以期为提升高中生的计算思维能力提供有益的参考。
With the rapid development of information technology, computational thinking has become one of the indispensable core competencies in today's era. As an important way to cultivate students' computational thinking, the reform and innovation of teaching methods in high school information technology courses are particularly important. Project based learning, as a student-centered teaching method that emphasizes practice andinnovation, has unique advantages in cultivating students' computational thinking. This article aims to explore how to implement project-based learning in high school information technology courses aimed at cultivating computational thinking, in order to provide useful references for improving the computational thinking ability of high school students.本文将对计算思维的概念及其重要性进行阐述，明确在高中信息技术课程中培养计算思维的意义。
高中信息技术项目学习中计算思维的培养研究
高中信息技术项目学习中计算思维的培养研究摘要：计算机科学是新时代各个方面发展的引擎，而计算思维是运用计算科学相关内容解决问题的思维活动，故而当前要强化该种思维培养。
计算思维是高中信息技术课程所要培养的核心素养，项目学习作为一种常用教学方法，需在全过程中做好计算思维渗透和培养。
不仅要在项目确定中考虑计算思维培养需求，还要在项目学习推进与最终验收评价中做好计算思维培养。
坚持以项目为主线，制订学习任务单，组织学生小组协作，提供项目指南，引导学生进行自测、简单计算、数据分析、反思等，在全过程中训练计算思维。
一、计算思维概述高中信息技术课程教学改革需要围绕核心素养展开，计算思维是主要构成，是提高信息技术综合能力与素养的关键，故而要明确计算思维究竟是什么，在教学中有意识和计划地进行培养。
计算思维是指在计算机科学学习和研究中分析和解决问题，以及进行相关设计和技术开发与创新，还有一些涵盖有关科学思维的活动。
一旦具备良好的计算思维，信息技术探究和创新能力会显著提升。
与其他思维相同，计算思维具有抽象的特点，但也具有自动化的特点，可将原本比较困难的问题，通过嵌入和转化，抑或是仿真和约简等方式，变为一个知道如何处理的问题。
二、项目学习主要问题（一）缺乏计算思维培养意识项目学习契合发展能力与培养学科素养的要求，在信息技术教学中应用是提升综合素养的关键。
当前高中信息技术项目学习具有认识不足、设计不够合理、在项目选择上缺乏考虑、未能融入计算思维培养问题。
计算思维是计算机科学与信息技术探索必须具备的，一旦学生缺失这种思维，将直接影响与信息技术学习相关的各个方面，导致其分析与解决问题、信息创新能力偏低，影响信息技术学习成效和信息素养发展。
部分教师在项目学习设计中融入计算思维培养，但是不具备系统性，同时由于渗透与培养方式存在问题，计算思维实际培养效果不佳。
（二）教学能力有待提升项目学习遵从学生为主体的新教育理念，实际操作中以项目为线索，学生围绕具体项目和任务搜集资料、交流与分享、探讨与合作等，最终在实践中解决问题，直接获取知识和学习经验。
通过项目式教学_提高学生计算思维水平
S小学科学cience2022年版《义务教育信息科技课程标准》指出，本学科的课程设置以培养学生的核心素养为出发点。
而计算思维，作为信息科技的四个核心素养之一，在培养学生综合能力方面发挥了举足轻重的作用。
计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在问题解决过程中涉及的抽象、分解、建模、算法设计等思维活动。
然而，从当前小学信息科技一线教学实践来看，在传统的教学模式下，学生主要跟随教师的演示操作，通过编程技能提升思维，并不能将前后所学的知识系统地串联起来。
随着课程难度的增加，他们的学习热情以及对优化解决方案的需求逐步降低。
长此以往，对学生计算思维的培养非常不利。
为此，笔者开展了相关主题的课题研究，希望通过项目式教学，为本学科一线教师的课堂教学提供科学有效的策略。
一、项目式教学对提高学生计算思维水平的意义（一）提高计算思维水平在信息科技教学中的重要性周以真教授提出，计算思维是运用计算科学的基本概念进行问题求解，确保解决方案的表征形式可被信息处理代理有效执行。
作为一种重要的思维方式，计算思维侧重解决问题、构建系统以及理解人类行为，它通过将信息抽象化和自动化来进行表达和处理。
培养学生的计算思维，就是让学生以计算机的方式对问题进行思考和处理，从而增强他们的逻辑分析和问题解决能力。
具备该思维的学生，可以更有效地吸收和掌握各学科的知识，提升学习效率，也是培养学生核心素养的关键。
（二）项目式教学对提高计算思维水平的作用在项目式教学中，学生是主体，学生在教师的指导下自主探索、开发设计方案、调查研究、探索实践、学习新知。
该模式对小学生计算思维的影响主要体现在以下几个方面。
1.在真实情境中提升问题解决能力在解决问题的过程中所产生和发展起来的计算思维，与问题解决不可分割，主要涉及问题分解、模式识别、抽象思维和算法设计等解决问题的能力。
而项目式教学模式以解决问题为核心，能有效地反映学习的真实性，提高学生对信息问题的敏感性和解决问题时的思维能力。
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。
面向高中生计算思维培养的信息技术课程项目式学习研究
面向高中生计算思维培养的信息技术课程项目式学习研究一、本文概述本文主要研究项目式学习在培养高中生计算思维方面的应用和效果。
随着信息技术的快速发展，计算思维的培养已经成为高中信息技术课程的重要目标之一。
计算思维是指运用计算机科学的基本概念、方法和思维方式解决实际问题的能力，对于高中生来说，培养计算思维不仅可以提高其解决问题的能力，还可以为其未来的学习和工作打下坚实的基础。
项目式学习是一种以实际问题为出发点，通过小组合作、实践活动等方式，让学生自主探究、合作学习，最终达到解决问题目的的教学方式。
在信息技术课程中，项目式学习可以应用于建立实际问题库、开展小组合作以及实践活动等方面。
通过项目式学习，学生可以在实践中应用所学的计算机知识和技能，提高实践能力和动手能力，同时培养团队合作精神和沟通能力。
本文将探讨项目式学习在计算思维培养中的优势，并提出一种面向计算思维的项目式学习模式，包括项目设计、项目实施和项目评价三个环节。
同时，本文还将介绍问题聚焦、问题确定、问题抽象、算法设计、验证测试、归纳迁移等具体实施流程，并通过准实验研究和综合评价方式，验证计算思维在高中信息技术课程中的培养效果。
二、计算思维的概念和内涵计算思维是一种解决问题、设计系统和理解人类行为的思维方式，它源自计算机科学，但其应用远远超出了编程或技术领域。
在面向高中生的信息技术课程中，培养计算思维是至关重要的，因为它不仅能够帮助学生更好地理解和掌握技术知识，还能够提高他们解决问题的能力，为未来的学习和职业生涯打下坚实的基础。
计算思维涉及一系列概念和技能，它们共同构成了这一思维方式的核心。
以下是计算思维的几个关键组成部分：分解（Decomposition）：将复杂问题分解成更小、更易于管理的部分。
这种能力使得学生能够集中精力解决单个问题，然后将解决方案整合起来，形成对整个问题的解答。
模式识别（Pattern Recognition）：在数据和信息中识别模式，这对于发现规律、预测结果和做出决策至关重要。
计算思维项目式教学
计算思维项目式教学【原创版】目录一、计算思维的定义与意义二、项目式教学的特点与优势三、计算思维与项目式教学的结合四、计算思维项目式教学的实践案例五、计算思维项目式教学的效果与展望正文一、计算思维的定义与意义计算思维是一种解决问题的思维方式，它借鉴了计算机科学和信息技术的基本原理和方法。
计算思维能够帮助人们分析问题，找到解决方案，并将方案用计算机程序或其他工具来实现。
计算思维不仅适用于计算机科学领域，也能广泛应用于其他学科和日常生活。
二、项目式教学的特点与优势项目式教学是一种以项目为核心的教学方法，它强调学生通过实践来学习。
在项目式教学中，学生需要动手完成一个完整的项目，从而掌握相关的知识和技能。
项目式教学的特点包括：实践性强、针对性强、综合性强、开放性强。
这些特点使得项目式教学具有很高的教学效果和教育价值。
三、计算思维与项目式教学的结合计算思维与项目式教学的结合，可以使学生在实践项目的过程中，培养计算思维能力。
在项目式教学中，学生可以通过分析项目的需求，设计解决方案，编写程序实现方案，从而锻炼计算思维能力。
同时，项目式教学也可以为学生提供一个真实的情境，使他们能够更好地理解和应用计算思维。
四、计算思维项目式教学的实践案例例如，在教授学生编程语言时，教师可以设计一个计算思维项目，让学生通过编写程序，解决一个实际问题。
例如，设计一个计算器，或者编写一个简单的游戏。
在这个过程中，学生需要运用计算思维，分析问题的需求，设计程序的结构，编写程序的代码，测试和调试程序。
五、计算思维项目式教学的效果与展望计算思维项目式教学的效果显著，能够有效提高学生的计算思维能力和编程技能。
同时，项目式教学也能够激发学生的学习兴趣，培养他们的自主学习和团队合作能力。
面向计算思维培养的初一编程课项目式教学设计与实践
面向计算思维培养的初一编程课项目式教学设计与实践面向计算思维培养的初一编程课项目式教学设计与实践导言：随着信息技术的飞速发展，计算思维作为一种综合性的思考方式，已经成为当今社会中不可或缺的重要素养之一。
计算思维能够培养人们解决问题、分析数据、进行逻辑思考的能力。
因此，如何在初中阶段引导学生培养良好的计算思维也变得越来越重要。
本文将围绕面向计算思维培养的初一编程课项目式教学设计与实践展开讨论。
一、项目式教学在计算思维培养中的作用项目式教学是一种以项目为核心的教学模式，通过学生自主选择并完成项目，培养学生的自主学习能力、团队合作能力、问题解决能力等综合能力。
在计算思维培养中，项目式教学能够帮助学生通过实际操作，将计算思维应用到具体的问题解决中去，从而更好地理解和掌握计算思维的概念和方法。
二、初一编程课项目式教学设计1. 选题设计：选择与初一学生生活经验和兴趣相关的题材，并与计算思维相关的问题相结合。
例如，设计一个游戏，让学生通过编程来实现游戏中的各种功能，如角色移动、碰撞检测等。
2. 组队分工：在项目开始前，将学生分组，并分配不同的任务和责任，如项目经理、程序员、美工等，以培养学生的团队合作能力和领导能力。
3. 任务落实：在确定项目目标和组织架构后，引导学生分析和设计项目的具体任务，并将任务分解为不同的模块。
每个小组成员负责一个具体的模块，并在整个项目过程中不断地进行沟通和合作，保证项目的顺利进行。
4. 编程实现：在学生理解了项目任务的基础上，引导学生运用所学的编程知识和技巧，实现项目的各个功能模块。
并逐步引导学生进行错误调试、优化代码，提高编程的效率和质量。
5. 项目展示与评价：在项目完成后，鼓励学生将项目结果进行展示，并进行同伴评价和自我评价。
通过项目展示，学生能够对自己的学习成果进行总结和反思，进一步提高计算思维的能力。
三、项目式教学实践案例分析以设计一个迷宫游戏为例，让学生通过编程实现迷宫的绘制、角色的控制、碰撞检测等功能。
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计算思维在项目式学习中的养成
“计算思维”从陌生到熟识，再进入课堂，我从茫然无知向有点头绪转型，个人的计算思维过程不断明朗化，计算思维在各类教学中的尝试在逐渐展开。
课堂中，当我教得大汗淋漓时，我就想把学习知识的思考过程教给学生。
于是，立足项目式学习，我不断修改教案，体现思维的过程，践行一次“懒人革命”。
标签：PBL、真实情境、驱动问题、错误、建立、优化、迭代
在教育的过程中重视学生的学习与探究，同时进行与真实社会链接的学习，这就是项目式学习的理念。
根植于建构主义理论的项目式学习（Project based learning，简称PBL）是目前各学校教育争相探讨的一种有效的学习方式。
我构思着：尝试让PBL落地课堂，以PBL理念指导课堂，期望学生的计算思维在PBL 中快速滋长。
一、链接真实情境。
在建立中培养计算思维
情境是学生在进行学习活动时所处的学习环境。
从课程性质来看，学生身边处处是情境。
而开展项目式学习时，学生需要真实情境，因为真实情境蕴含创造性与生命力，它能唤醒学生真实的学习。
从真实的生活情境转变成有效的真实情境，这就是建立的过程。
学习浙江省义务教育教科书信息技术七年级下《第七课奇妙的图层》时，学校大队部正在开展“目标树”的墙报评比活动。
为了在活动中一展风采，七年级学生在信息技术课堂中热烈讨论着。
他们想到：首先要做的事情是抽象，把目标树的形状、个人照片的张贴等提炼出来；目标树的形状讨论确定后，可由班级统一购置。
再提炼出个人照片的呈现形式，呈现形式需要学生在课堂学习使用Photoshop设计并完成打印。
应目标树的张贴需求，个人照片的呈现形式各不相同。
如：简洁的爱心树上，个人照片躲藏在爱心之中；招展的橡树上，个人照片制作在不同相框中悬挂等。
这是建模的过程，输出的是学生照片呈现的样式。
而构造的过程正是认识图层的过程：相框图层放置在照片图层之上；文字图层在相框图层之上。
构造完成后，学生进行自动化操作：先打开相框文件，复制自己的照片到相框文件中，再使用“图层”面板调整相框与照片的图层顺序，最后添加励志文字的图层。
课堂中，学生起初还羞答答地展示着照片，但处理照片的过程中使的是前所未有的认真劲。
搜罗自己的课堂，这类真实情境在课堂真当不少，建立的过程十分热闹，建立的结果可操作性强，学生成就感爆棚。
八年级教学中也有典型事件，有同学想以“家门口的河”为主题制作环保网站。
起初，他们想用河流的图片、整治河道的举措文字记录河的变化等。
但这些内容变更速度慢，几星期还是老样子。
建立情境时，一学生忽然想到：大婶大叔在河流中清洗物在变化。
从拖把到被单、青菜等清洗物的变化太明显了，课堂顿时沸腾起来。
这些学习情境来自于学生的真实世界，连接真实世界与学科世界的过程就是学生建立有效学习情境的过程，
它是一个逐渐建立的过程，展现的是学生计算思维的过程。
在其中，学生常需抽象出关键要素，输出表达形式，再完成构造，达成自动化计算，学生的计算思维就这样被养成了。
二、巧设驱动问题。
在优化中培养计算思维
富有挑战性的驱动问题，能唤醒学生探究的欲望；而计算思维就是一种解决问题的思维，驱动问题就成了项目式学习中培养计算思维时不可或缺的元素。
从驱动问题产生学习的子问题的过程，它使培养计算思维的成效更见放大。
学习浙江省义务教育教科书信息技术七年级上《第十三课公式与函数》时，我充分体验了优化过程的价值。
教学片段：
1.复杂事件：我的健康。
成长需要科学的饮食与合理的运动助力，一日三餐需要多样性，运动促进我们生长。
根据身高体重计算BMI指数，了解自己和他人的成长情况；计算一日食物摄人的热量与运动消耗的热量，解密成长状况的生成原因。
2.分离关注点：关注点1：BMP指数，判别是否胖瘦。
关注点2：一日食物的卡路里的获取和运动消耗的能量，判断BMI指数的生成原因。
教学片段优化：
1.复杂事件：“我”的健康。
驱动问题：如何评测出“我”的健康状况？
问题描述：
成长需要科学的饮食与合理的运动助力，一日三餐需要多样性，运动促進我们生长。
在sheet1中，观察各列数据问的关系，计算BMI值，判断健康状况。
在sheet2中，计算能量差，分析健康状况。
2.分离子问题：
子问题1：如何通过“体重”与“身高”值计算出健康值？
子问题2：如何通过日常“饮食”与“运动”量分析出健康状况？
无驱动问题的课堂中，学生使用分离关注点的方法直接分离“我”的健康中的关注点，他们得到的是对事物类生吞活剥式的体验。
而加入驱动问题的课堂中，“你健康吗？”的开场白问题，一下子就抓住了学生的吸引力。
“如何评测出‘我’
的健康状况？”，直接引发了学生在课堂中的抢答。
此驱动问题源自事件：“‘我’的健康”的定位，此事件贴近每位学生，事件具备真实性，能轻易唤醒学生探究的兴趣，但它的探究具有挑战性。
分析工作表中的数据和问题描述，从书面语言到自己语言的表达，几经优化，学生探讨出图1所示的子问题。
由自己的体重、身高计算健康值；饮食与运动分析健康状况，学生为自己而学习，思维敏捷，干劲十足。
学生在课堂中的表达欲望与能力，我明显看出优化过程的重要性。
有了驱动问题，学生的计算思维之门被打开，提炼问题的思路越来越流畅，学生的计算思维在优化子问题时还不断得到刺激。
三、重视学习错误。
在迭代中培养计算思维
波普尔从试错理论出发，提出了一个著名的口号：从错误中出发。
学生都会犯错，学生真实的学习存在着各种各样的错误。
项目式学习允许学生犯错误，也允许学生改正错误，在试错渐进的迭代过程中培养学生的计算思维。
学习浙江省义务教育教科书信息技术七年级上《第十七课制作数据图表》时，适逢双十一期间。
学生对双十一的关注远超我的意料，他们迫切想了解：“2017年的双十一销售额是多少？”、“双十一产生了多少要被废弃的塑料袋？”等问题。
搜索因特网，学生抽象出如图2所示的数据。
他们想使用图表制作：按年份变化的销售额。
学习课本内容，他们构造出制作图表的步骤，并完成了图3所示的图表。
很明显，图表未实现学生心中所想，错误集中在水平轴和绘图区。
我很清楚：导致此错误的源头在于抽象过程或构造过程，选择修改俩过程中的某一个点，即可输出正确结果。
同桌合作，分别入手，有同学最先在构造过程尝试出：“选择数据源”对话框中，添加“水平（分类）轴标签”的数据，可形成图4所示的图表；继续修改“选择数据源”对话框中的“图例项（系列）”，可形成图5所示的图表。
学生的错误在构造中不断地被修改，这就是迭代的过程，留给学生十分深刻的印像。
经我的提醒，修改年份列数据类型为文本也可完成图5所示的图表，学生都恍然大悟：抽象数据时，需要区分数据类型。
从错误图表改正到正确图表的过程，就是计算思维迭代的过程，它一次次地启动着学生抽象>表达>构造>自动化计算的车轮，学生的计算思维在一次次迭代瞬间被碰撞，学生对辛苦研究而成的正确而记忆深刻。
计算思维是学生俯身与计算机交流的入口，它是一种可以培养的思维。
课堂中落地项目式学习，无论是真实情境的建立，还是驱动问题优化出子问题，或由错误迭代出正确的结果，都是课堂重要的组成部分，都依托学生计算思维才能创造出精彩的生命力。
在这些过程中，学生学得那么主动，那么开心，学科专业素养在快乐中得到提升。
但我的项目式学习中还需要加入小组合作，让计算思维被碰撞得更剧烈。
参考文献
[1]王荣良：《计算思维教育实施过程中的冷思考》，《中国信息技术教育》，
2017（18）：21-25。
[2]胡明明：《我们终将改变潮水的方向——一份“项目式学习”落地中国的解决方案》，新校长传媒，2017-10-13。
[3]《风靡全球的项目式学习到底是什么？》，新奇点，2016-12-23。