基于计算思维的项目式学习在初中VB编程课堂中的实践

王苏娜

【摘要】本文从基于计算思维的项目式学习融入初中VB编程课堂的意义出发，探究基于计算思维的项目式学习模式，即“一个中心，五个要素”，设计基于计算思维的项目式学习流程，并以《程序中的判断：新冠居家监测小助手》一课为例进行介绍，呈现教学过程，总结教学效果、教学经验与意义。

【关键词】计算思维  项目式学习  初中VB编程

【中图分类号】G633.67   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2024）02-0133-03

一、基于计算思维的项目式学习融入初中VB编程课堂的意义

1.聚焦计算思维能力，落实学科核心素养

近年来，世界各国都非常重视对学生计算思维能力的培养，我国也有越来越多的专家学者开始研究如何将计算思维有效整合到义务教育中。2022年3月25日，教育部印发了《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称《新课标》），在其“课程目标”部分就明确指出：“信息科技课程要培养的核心素养，主要包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。其中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。”对学生而言，掌握计算思维不仅有助于激发学科创新思维、提升知识迁移能力，帮助他们解决在数字时代所面临的各种问题，还有助于培养问题解决能力、提升数字素养与技能，帮助他们更好地适应数字时代的学习与生活。由此可见，计算思维融入课堂已经成为义务教育改革与发展的必然趋势，同时也是提高信息科技学科教育教学质量的重要举措。

信息科技学科强调计算思维的培养，但计算思维始终与学科其他核心素养密不可分。根据《新课标》中对核心素养内涵的描述可知，信息意识、数字化学习与创新以及信息社会责任无法直接培养，需要依托特定学科活动来开展，而计算思维可以在问题解决的活动中进行培养。因此，以计算思维为主线进行信息科技学科核心素养的培养，可以使核心素养的落地具有更好的操作性。

2.立足项目式学习，夯实新课标理念

《新课标》在“课程理念”部分，明确提出了“以真实问题或项目驱动，引导学生经历原理运用过程、计算思维过程和数字化工具应用过程，建构知识，提升问题解决能力。”由此可知，计算思维的培养可以依托真实的问题解决过程，并且其最终目标是为了问题的解决。因此，笔者认为信息科技学科的教学可以抓住“问题解决”这一核心要点，即“将问题分解成大小不同的部分，并逐一处理解决，最终进行归纳总结，以解决整体问题”。而就“问题解决”这一核心要点来看，项目式学习与《新课标》提出的“课程理念”具有较高的契合度。北师大学者杨明全副教授将其定义为：项目式学习是一种建构性的教与学方式，教师将学生的学习任务项目化，指导学生基于真实情境而提出问题，并利用相关知识与信息资料开展研究、设计和实践操作，最终解决问题并展示和分析项目成果。因此，笔者认为可以利用这种“契合度”，将“项目式学习”和“计算思维培养”结合在一起，合理地设计课堂，一个作为教学模式，一个作为课堂目标，让计算思维的培养过程更好地贴近孩子们的学习需求，从而夯实《新课标》中提出的“课程理念”。

二、基于计算思维的项目式学习模式探究

本文以美国巴克教育研究所提出的项目式学习“七要素”为参考，以苏科版初中信息技术八年级第四章《算法与程序设计》为具体教学内容，进行基于计算思维的项目式学习模式探究，即“一个中心，五个要素”。所谓“一个中心”就是以计算思维为中心目标，“五个要素”包括情境真实、问题驱动、学生主体、产品导向和评价多元。

要素一：情境真实。在科技日益发达的今天，如何引导学生利用知识服务生活，提高生活质量和工作效率，成了我们关注的要点。因此，在项目式学习中，教师应该以真实情境作为突破口，引导学生从中提炼出一个具有挑战性的驱动问题进行探究，这样不仅可以让学生更直观地感受到如何运用知识解决问题，使得学习更加有意义，还可以让学生切身感受到真实问题的解决价值，培养数字时代的计算思维。

要素二：问题驱动。项目式学习是基于真实情境的实践活动，这意味着要从一个真实问题出发开始相关的学习，这个问题将贯穿学习始终。问题驱动能够提高学生学习的主动性和参与度，从而激发学生的学习兴趣，唤起学生的求知欲。由此可知，项目式学习不是任务驱动，而是问题驱动，它将带领学生根据真实情境先发掘一个核心问题，而后在探究过程中发现这个核心问题还可以划分成许多子问题，然后学生以核心问题为目标，围绕一系列子问题，规划学习内容，寻求解决方案。

要素三：学生主体。《新课标》指出，要“凸显学生主体地位，关注学生个性化、多样化的学习和发展需求，着力发展学生核心素养”。因此，整个项目式学习应该围绕学生展开，从学生视角出发，以学生探究为主。在选择项目主题环节，教师要做的是创设贴近学生生活的真实情境，至于研究什么主题应由学生自己选择。在制定项目计划环节，应由学生自己去发掘项目中需要解决的问题、规划完成项目的具体方案，当学生的方案初具雏形时，教师可以适当引导学生相互交流、完善方案。在开展项目研究环节，应由学生自主探究并积极利用相关知识解决问题、完成项目，由此发现知识的本质并建构新的意义。

要素四：产品导向。编程是一门极具创新的学科，它能够以一种非常有意思的方式为人们带来制作应用程序的乐趣和激励。因此，笔者提出“产品导向”要素，即做出一个作品出来，为问题解决提供支持。设计产品需要学生经历以下几步：第一步，了解用户需求，明确用户使用产品的目的和期望。第二步，规划设计方案，明确产品的功能和特性，并将功能和特性转换成面向用户的界面和体验。第三步，编程制作产品，本文选择的是Visual Basic（简称VB）语言，学生可以使用其工具箱中的各种控件来“积木式”搭建应用程序的各种界面，是編程初学者的较好选择。第四步，用户反馈和更新，根据用户反馈的意见，针对性地进行产品的调整和优化。但值得注意的是，项目式学习的作品不是越复杂越好，越多越好，而是要保持问题和产品的一致性。

要素五：评价多元。《新课标》在“课程理念”部分提到“坚持过程性评价与终结性评价相结合，加强学习结果的评估和应用，服务教育教学质量管理”。项目式学习中的评价方式也可以与《新课标》的评价要求相契合。如设计《项目活动过程评价表》，对学生的学习进度进行过程性评价，以便学生对整个项目化学习过程中涉及到的学习态度、参与程度、内容掌握、能力和认知发展等方面有恰当的自我认识。再如设计《项目作品评价表》和《小组项目展示评价表》，对作品成果本身和作品展示情况进行终结性评价，以便学生对能力表现、思维过程、情感态度等方面有全面反馈。

三、基于计算思维的项目式学习案例

笔者在学习刘景福等人提出的项目式学习流程的基础上，结合上文提出的“一个中心，五个要素”学习模式，设计了基于计算思维的项目式学习流程，具体流程如图1所示。

下面以《程序中的判断：新冠居家监测小助手》一课为例，在教学中实践基于计算思维的项目式学习。

1.融入情境，确定主题

2022年12月7日，新冠疫情防控措施再优化，无症状感染者和轻型病例可居家隔离。而本节课的授课时间正是新冠疫情防控政策全面放开之后的一个月，“新冠疫情”情境能够更加贴近学生生活、联系社会实际。身为“新冠放开”的体验者，学生能够更加身临“情境”，结合自身生活实际，思考如何制作一个“新冠居家监测小助手”程序，帮助居家人员智能化分析他们的“抗阳”情况。

2.规划项目，提出问题

一旦明确了主题和目标，接下来就是制定详细的制作计划。这个环节就需要学生考虑各个方面的细节，确保制作能够顺利进行。如界面设计，一个优秀的VB程序界面应该具备清晰美观、直观易用等特点，同时还需要考虑用户使用习惯和心理。于是学生考虑到要为程序添加符合当时用户心理的背景图片，以减少用户在使用时的心理困扰。此外，考虑到用户群体中还有许多中老年人，学生提出在制作按钮时要尽量保证按钮简单直观、通俗易懂。再如功能实现，在教师的组织、启发、引导下，通过组内合作、组间交流，学生发现居家人员可能遇到以下三个问题：问题一是如何判断自己是否需要居家，问题二是什么情况需要转诊治疗，问题三是符合什么条件可以结束居家治疗。因此，如何在“新冠居家监测小助手”中解决这三个问题是本节课的重点。

3.自主探究，解决问题

发现问题更要解决问题。结合自身的“阳康”经历，同时参考国务院联防联控机制发布的《新冠病毒感染者居家治疗指南》，学生得到了上述三个问题的答案：第一个问题，如果出现发热（体温高于37.3℃）等症状，需要居家隔离。第二个问题，经药物治疗后，如果体温仍持续3天高于38.5℃，建议转诊治疗。第三个问题，如果居家治疗人员症状明显好转或无明显症状，自测抗原阴性并且连续两次新冠病毒核酸检测Ct值≥35，可结束居家治疗。这三个问题如何在“新冠居家监测小助手”中实现？通过回顾前期知识，学生得出探究步骤：设计算法—绘制流程图—添加代码—完善代码。

问题一的任务为制作“是否需要居家”按钮。通过绘制出的流程图可知，涉及到的基本结构为分支结构，而分支结构中的逻辑判断在VB程序中需要用条件语句来实现，于是引导学生自主学习条件语句的格式，并帮助学生逐步将流程图转换成VB语言，培养学生计算思维与逻辑思维。同时，分支结构中的逻辑判断还涉及到另一个新知关系表达式，因此，学生还可以在问题一中了解VB中常用的关系运算符。

问题二的任务为制作“是否需要转诊”按钮。通过绘制出的流程图可知这个程序中有三个条件，教师可以引导学生思考如何设计这三个条件，于是学生通过自主学习了解到还有一种运算符——逻辑运算符。通过第二个任务，学生可以巩固条件语句的书写规则，尝试独立运用分支结构设计编写程序解决问题。

问题三的任务为制作“能否结束居家”按钮。它的关键是如何创意表达自测抗原阴性，于是有学生提出需要学习新知字符类型，也有学生提出可以用0和1来简单表示阴和阳。第三个任务在加深学生理解条件语句的作用，为学生提供创意制作空间的同时，还积极引导学生探究、发现技术背后所蕴含的技术价值和技术思想。

4.制作作品，交流完善

在学习问题解决的相关知识后，学生就可以大胆尝试制作，在实践中感悟，在交流中成长。如学生在编写问题一代码的过程中，可能会遇到对象Command1选择错误、条件语句中End If漏写、体温变量temp使用错误等问题。再如编写问题二的代码时，可能会遇到逻辑运算符And与前后内容连接错误等问题。对此，教师可以密切关注学生的编程过程，及时开展小组交流，适时引导各个组内能够理解程序的学生分享自己编写代码的经验。

5.评价反思，拓展升华

“新冠居家监测小助手”程序的制作完成并不代表“新冠疫情”问题情境的结束。在“新冠疫情”中，还有哪些问题值得我们去探究，如“新冠居家监测小助手”程序面向的用戶群体是居家隔离治疗的人员，那针对社区工作人员是否可以设计一个“社区防疫实时监测小助手”程序，针对医护人员是否可以设计一个“新冠感染者治疗小助手”程序等等。在此环节，教师希望学生能够通过回顾情境，唤起感受力和想象力，体会计算思维对于数字时代的革命意义，以梦为“码”，努力践行新时代的使命与担当。

四、结语

通过实践研究发现，基于项目式学习开展VB编程教学是培养学生计算思维的有效方法之一。通过体验“选择项目主题—制定项目计划—开展项目研究—制作项目作品—项目成果交流—项目评价反思”的完整过程，学生了解了项目式学习解决问题的益处，学会了将解决问题的方案迁移运用于解决其他问题，有效提升了数字素养与技能。但是如何更好地将基于计算思维的项目式学习融入初中VB编程课堂，还需要广大专家和教师的不断磨合、修改和完善，从而达到更好的效果。

参考文献：

[1]郑萍. 基于项目式学习的初中生创造性思维培养研究[D].牡丹江：牡丹江师范学院，2023.

[2]杜晓东.核心素养向导下初中信息技术项目式教学的研究——以Python编程教学为例[J].新课程，2022（41）：66-68.