面向计算思维培养的初中Python编程项目式教学研究

面向计算思维培养的初中Python编程项目式教学研究

王凯

宁波大学附属学校   315000

摘要：本文以项目式学习的基本原理为核心，以初中信息技术Python编程课程为平台，以八年级信息技术“Python程序设计”课程为案例，以问题驱动、任务驱动为基础，引导学生利用所学知识解决实际问题的同时，掌握获得知识和技能的具体方法，在众多学习方式中，项目式学习能促进学生核心素养的发幅度提升，为进一步提高信息技术课程教学实践成效奠定坚实基础。

关键词：计算机思维；初中；Python编程；项目式教学

Python编程教学平台自身具有的多元化优势，在全国中学教学体系中占据的地位逐渐攀升，在初中Python编程教学中，教师应该将教育目标集中到如何通过提高学生核心素养，使学生的计算思维得到进一步强化相关方面。而项目式教学不仅能够使大概念中的系统性在项目式学习中可以体现，而且还能确保学生的动手能力、实践能力得到进一步强化，是能够有效启发学生主动思考的教学方式之一。因此，教师要采取多元化措施，确保项目式教学能够与Python编程教学充分整合。

一、小组划分

在对班级学生进行小组划分的过程，教师要对学生的实际学习能力、专业特长、信息技术掌握水平进行全面摸底，然后按照4人一队的方式，将学生分成若干个小组，并且在每个小组中选择一名同学作为组长，要求学生对具体项目的学习目标以及操作流程充分掌握，并将相关任务合理分配给每一名组员。在此过程中，每个小组要建立对应的学习资料文件夹，对搜集到的资料实时保存。

二、合作学习

为了庆祝国庆节，学校要求每个班级设计一幅美术作品，教师便可以利用这一契机，带领学生使用Python编程设计一幅描绘北京天安门的画作。在天安门中，最引人注目得便是五星红旗。首先，学生需要点击File之后，选择New file的选项，建立一个新的文件页面;然后，出现一个以untitled为默认文件名的窗口，下面是个空白的编辑页面;接着，在空白的编辑页面为止，输入对应代码，先按File菜单下的Save as，将程序保存;最后，选定一个保存位置，并给程序命名;按功能键F5，执行程序，就能在python中绘制好了一个红色五角星，具体如图1 所示。

从而将Python中的Turtle库引出，使学生对Turtle产生探究欲望；然后，学生以小组方式，对图形的程序资源进行搜集、下载、整理、绘制；最后，教师引导学生利用Turtle模块中的画笔函数，绘制一个五角星。合作学习的主要目的，是确保学生能够对五角星的结构框架充分认知，提高选择工具的针对性。

图1 Python编程设计五角星的代码和效果图

三、编程资源学习

通过教师的积极引导，学生能够建立知识清单，借助微课视频以及书本学习等方式，对Turtle中语句的属性、控制、运动、颜色等知识建立正确认知，并且能够灵活控制画笔在坐标系中有目的的移动。比如，画笔运动命令知识清单中，Turtle.说明向当前画笔方向移动，forward（distance）表示了distance像素的长度；在画笔控制命令知识清单中，Turtle.fillcolor（Colorstring）代表了绘制图形的填充颜色。

图2  Python编程Turtle.fillcolor（Colorstring）的代码和效果图

四、选定项目

首先，教师可以利用多媒体课件，组织学生观看五角星绘图图形；然后，要求学生以小组为单位进行内部讨论，将知识清单内容以及本组成员搜集到的资料进行整合，对绘制图形的难易程度以及实现可能性进行确定；最后，设计图形草图，对具体绘制图形进行选定。本环节的设计意义是对学生概括性思维进行积极培养，学生通过在脑海中对想要设计的图形进行构思，对相关图形需要使用的程序代码和积木块进行判断与选择，并且对Turtle的基本语句进行灵活组织与运用。

五、制定计划

教师针对具体教学内容提出具有驱动性特征的问题，引导每一名小组长为组员合理分配任务，并且对学生是否能够科学、有序的完成图形制作进行判断。在此基础上，要求学生设计科学的图形制作计划。每一个小组结合具体开发过程，对算法进行设计，通过编写具体程序以及对程序进行调试，结合小组内部每一名学生的优势与特点进行分工，充分发挥小组成员的个人优势，确保学生的概括性思维、组织性思维以及组织协调能力得到全面提升[1]。

六、项目探究

在教师的引导下，各小组按照制定的项目计划，开展算法设计，对程序进行调试和修改，在小组成员的共同努力下，设计好图形的编程。学生通过教师的引导，能够学会如何绘制图形，使算法思路能够在文字语言和流程图的作用下，得到充分表达。在此基础上，以编码语言的方式充分体现算法思路，并且通过import引入到数据库中，借助运行程序查看最终结果。此外，教师要对学生的作品完成进度进行实时检查，对存在问题的小组给予及时指导[2]。

七、成果展示

当学生设计完图形之后，教师要引导学生在全班同学面前展示本小组设计的作品，并对作品的优点与不足进行总结。鼓励学生积极发言，对本小组在设计过程中遇到的困难、解决困难的方式、作品的亮点、小组成员之间如何开展合作等内容进行详细阐述。在评价过程中，要结合学生自评、学生互评、教师评价等多元化方式，通过回答具体问题，鼓励小学生思考：在本节课中究竟学习到了什么，在设计图形时学到了什么

[3]。

八、活动评价

具体评价方式分为组内评价和组间评价，组内评价包括：资源搜索、组内协作、活动任务，组间评价包括：成果展示、语句使用、合作能力。其中，资源搜索的评价要点主要查看学生是否能够收集到所需资料；组内协作的评价要点是查看学生在遇到问题时，是否能够请教其他同学共同研究；活动任务的评价要点主要查看学生是否能够按照要求，顺利完成任务；成果展示的评价要点是查看学生设计图形的美观度、创意性、复杂度、难度；语句使用的评价要点主要查看学生是否能够对应用程序语句正确、合理使用；合作能力评价要点主要查看小组合作是否具有较高默契度和有效性[4]。

九、项目总结

本项目的教育目标是学生以小组为单位、以项目式合作方式完成图形绘制和程序编写，主要分为两个部分，对Turtle库内容进行回顾与总结，对学生的创作过程以及实际表现进行总结。学生在编程过程中遇到问题时，应该与小组其他成员和教师共同研究，努力克服困难，从而完成作品，最终在班级展示中，分享经验，实现教学目标[5]。

结束语：

本文通过指导学生在Python编程课程中设计图片，确保学生在利用计算机的过程中，抽象能力、分解能力、概括能力、计算能力、评估能力等多元化计算思维得到有效提升，帮助学生建立分析问题、解决问题的思想意识，使学生养成自主学习、合作学习、探究学习的良好习惯，促进学生全面发展的同时，为初中信息技术教学水平的进一步提高提供积极帮助。

参考文献：

[1]包红兵.基于计算思维培养的设计型学习模式在初中Python程序设计教学的应用研究[C]//2020课程教学与管理学术研讨会论文集（二）.2020（6）：57-59.

[2]李欢.基于计算思维培养的初中Python课程教学探究——以“选择结构:我的智能医生”一课为例[J].教育信息技术,2020（8）：26-28.

[3]吴传夏.指向计算思维培养的初中Python教学策略建构与实践——以“顺序结构程序设计”一课为例[J].中小学信息技术教育,2022(4):57-59.

[4]张彪.计算思维培养为核心的中职信息课程图形化教学策略探究与实践--以“Python语言程序设计”课程为例[J].中国信息技术教育,2022(14):33-35.

[5]蔡梅芳.浅谈初中阶段python编程项目式教学策略——以《鲜花祝福广州-python循环结构综合应用》为例[J].启迪,2022(18):39-41.

作者简介内容： 姓名 王凯  出生年月 1987— 性别 男 籍贯（浙江宁波 民族 汉  最高学历 本科  职称 一级职称 研究方向 初中python方向