基于项目式学习的高中信息技术核心素养提升探究---以《编程设计》单元教学为例

基于项目式学习的高中信息技术核心素养提升探究---以《编程设计》单元教学为例

黄斯思

身份证号码：44018219830110032X

内容摘要以信息技术学科核心素养的养成为目标，通过项目式学习的方式带领学生学习编程并开发小游戏。学生通过了解游戏的设计机制，尝试自己动手编写游戏程序。由此，角色发生转换，学生从游戏玩家转变为游戏开发者，并将游戏的设计机制融入项目设计中开发属于自己的编程作品，最终提高学生的信息技术核心素养。

关键词项目式学习信息技术核心素养

在高一的编程计算信息技术课堂教学中，笔者发现学生在课前或课堂实践活动中常常偷偷玩自带的小游戏。经过深入调查，发现部分学生沉迷于游戏，主要原因是对枯燥的编程内容缺乏兴趣。然而，2017年普通高中信息技术课程标准（2020年修订）提倡基于项目的学习方式，注重培养学生的信息技术核心素养。因此，笔者设计了一个项目，以培养信息技术学科核心素养为目标，通过项目式学习的方式引导学生学习编程和开发小游戏。在这个项目中，学生不仅可了解游戏的设计机制，还会发现自己沉迷游戏的原因。通过亲自动手编写游戏程序，学生从游戏玩家转变为游戏开发者，对游戏形成了正确的理解。这种角色的转变不但帮助学生增强了对自身沉迷游戏原因的认知，还降低了心因性需求，从而减轻了学生对游戏的沉迷程度。最终，学生的信息技术核心素养得到提高。

一、项目式学习和高中信息技术核心素养

项目式学习是一种以学生为中心构建一个真实情景，并让学生组队通过在此情景里解决一个开放式问题来进行学习的动态的学习方法。它是一个让学生通过发现问题、分析问题、解决问题，并获得一定结果的过程。而学生在尝试解决问题的过程中则会掌握知识和技能。

高中信息技术核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。具备信息意识的学生能够敏锐感觉信息的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性作出合理判断，对信息可能产生的影响进行预期分析，为解决问题提供参考。计算思维是指个体运用计算机科学领域的思维方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动；

数字化学习与创新是指个体通过评估并选用常见的数字化资源与工具创造性地解决问题，形成创新作品的能力。信息社会责任指信息社会中的个体在文化修养、道德规范和行为自律等方面应尽的责任。[1]

二、基于项目式学习培养核心素养的教学案例

本课例选自高中信息技术必修1（教育科学出版社）《数据与计算》中第2单元《编程计算》。

1、教学目的

（1）通过典型案例的分析，体验编程解决问题的基本方法，提高学习算法与程序的兴趣，提高信息意识。

（2）掌握Python语言的基本知识，体验通过编程解决问题的基本过程，感受计算机编程的魅力，发展计算思维。

（3）围绕项目主题，熟练运用顺序、选择和循环三种结构，利用Python编写程序，解决实际问题，培养数字化学习与创新的能力。

（4）对游戏形成正确理解，在增进了解之后降低对游戏的心因性需求，从而削弱游戏沉迷的程度，提高信息社会责任中行为自律的能力。

2、课程实施

(1)情境引入

教师提前一周对学生玩游戏的情况进行问卷调查，结果并不理想，但符合教师预期结果。学生普遍有手机，并且用手机玩游戏的约占57.97%，每次花费时间1-3小时约占37.68%。根据这次调查的结果，笔者安排了一次小组讨论，让学生们分享、探讨并分析为什么游戏会让他们如此沉迷，而学习却不能。随后，笔者为学生们总结了游戏沉迷的主要原因，并简要分析了游戏设计的底层逻辑机制，使学生认识到自身沉迷于游戏的原因。同时，他们认识到设计一款有趣的小游戏，基本元素包括了什么。

在这次讨论中，学生们积极参与，热烈讨论。他们开始理解游戏设计的魅力所在，以及为什么游戏会让他们如此着迷。认识了游戏的底层逻辑机制后，学生开始认识到只要在学习中加入这样的机制，学习同样具有吸引力。此次讨论不仅增强了他们的学习兴趣，而且也让他们明白了学习的重要性。以同学们经常玩的小游戏为例，教师与学生共同探讨其组成元素，通过绘制流程图，可清晰地了解游戏的运作流程，从而引出程序设计中涉及的三种基本控制结构。

为了使学生能够亲身体验编程解决问题的过程，教师开发了一个与学生常玩的游戏相类似的简单版小游戏。在开发过程中，教师从分析项目需求出发，引导学生进行算法设计，然后进行代码的编写，最后进行小游戏程序的测试运行。这种方式可以使学生直观地了解编程的基本步骤和解决问题的方法。通过参与游戏开发的全过程，学生可以更好地理解编程的基本原理和技巧，同时提高其解决问题的能力。

（2）问题驱动

从整体上给了学生一个开发小游戏的流程，然后再通过三个驱动性问题来展开学生编程语法基础的学习：

问题1、我们如何创造一个游戏角色？如何让它与我们简单对话?

通过该问题，学生可通过书本、教师提供的关于顺序结构、赋值语句、常量、变量等概念的详细说明与应用实例，完成学习任务。

问题2、我们怎样做才能让自创的游戏角色根据用户的选择做出不同的动作（如做出不同的回答）？

通过该问题，学生可通过书本、教师提供的关于分支结构的应用教程，完成学习任务。

问题3、我们如何实现自创的游戏角色的行为循环？可以设定它的行为循环次数吗？甚至控制行为循环的开始与结束？

通过该问题，学生可通过书本、教师提供的关于循环结构、列表等概念的教程与应用实例，完成学习任务。

完成以上三个驱动性问题，学生基本掌握编程的基本知识，并通过任务引导，体验了编程解决问题的基本过程，感受到计算机编程的魅力，发展出一定的计算思维。在整个新知识学习过程中，学生不需要把所有知识点全部学习透彻，在学会重点的知识点后可根据项目需求有选择的重点学习对应知识点。后面项目实现的时候，若遇到没有掌握的知识点，可以在团队协助中快速查询资料解决问题。

（3）项目规划

教师以“小游戏开发”为项目主题，学生以4人为一组自由组队，讨论交流确定自己的游戏主题，并制定项目规划：项目研究目标——游戏效果、内容分析——功能分析、成员分工——补充学习需要的语法知识，利用流程图设计算法，编写代码、预期成果和时间进度等。学生积极讨论，根据他们自己的游戏经验，确定了很多有趣的主题，如有学生把课堂上的积分奖励制度转换为游戏，设计出“老师BOSS积分抢夺战”的游戏主题。在项目开发中，学生围绕项目主题，通过上网查阅各种资料，运用顺序、分支和循环结构等知识编写程序，解决相应问题，大大培养了他们的数字化学习与创新的能力。

(4)成果展示与评价

优先展示项目完成度最好的小组成果。各组选题不同，完成进度不一，展示交流以开阔思维，取长补短为主。由教师和其他小组对项目实践结果进行点评。并采用自评与他评、问卷的方式，以及课堂测试、项目完成度、团队协作、编程能力、项目创新等方面进行评价。

游戏的成瘾性并不是游戏本身的成瘾性太强，它的作用机理没有像酒精、尼古丁那样直接绕开生理作用于内分泌，而是对于大脑里“激励－反馈”机制的持续快速刺激，从而使人们长时间沉浸在游戏中无法自拔。因此笔者在想，能否借用游戏这样的机制用到课堂中？因此，在这次项目的设计中除了主题是学生感兴趣的内容外，随着学生每一步完成任务，都会给予相应积分奖励并且学生还能通过完成对应知识点测试能够获取更多积分，不断满足学生的学习成就感。

另外，项目目标只设置一个总体目标而没有设置具体评价细则，目的是让学生能自己根据喜好来完成目标任务。如程序设计中“条件循环的应用”，要求学生从满足条件后开始循环出发，分析游戏中哪些环节是需要满足条件后会不断循环的，学生可以根据自己的兴趣选择不同的游戏主题去实现这一环节。如某个男生设计的打怪兽环节，只要怪兽血量不为零，则玩家发动技能的操作就能一直循环；或者某个女生设计的养成游戏消费环节，只要预设的金钱数额不为零，则能不断购买物品。如此设置，充分给予学生想象与创新的自由，培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力。

三、课程效果

利用“游戏开发”项目式学习其中一个重要成效体现在，以往学生会在课前或课堂实操之间偷偷玩隐藏在电脑中的小游戏，但是自从开始他们自己的小游戏开发后，这种偷玩迹象直接消失，学生全情投入到自己的个人创作之中。学生的思维从一个游戏的受众转变为游戏的开发者，自律的能力得到锻炼，提高了信息社会责任素养。

另一个成效体现在知识点测试的正答率比使用项目化学习前高了40%左右，老师少讲了，但认真学习的学生却多了，且掌握到的知识比以往更多更牢固。

四、结束语

根据心理学分析，由于人在不了解某项事物的时候，非常容易产生好奇心，并尝试进行试探。各种新发现形成一种正向反馈刺激，使人不断持续这种行为。反之，当把一项事物弄明白后，甚至自己能轻松做出来，那么该事物的吸引力将会大大降低，很难再使人沉迷。这也是本项目提出来的依据之一。

从本次教学实践证明，通过项目式学习的方式，以信息技术学科核心素养为目标，可以有效地引导学生学习编程，提高他们的信息技术核心素养水平。这对于高一学生来说是一种非常有益的学习体验，为他们未来的学习和职业发展打下坚实的基础。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)[M].北京:人民教育出版社,2020.

[2]刘小璇.PBL教学法在高中信息技术翻转课堂中的应用研究——以“建立主题网站”课程为例[J].中小学电教,2018(04):54-57.

[3]邱晨涵,彭奕平. 从交流网游开发之角度引导高职生克服网瘾的探索性研究[J]. 数字化用户,2014(3):222-222. DOI:10.3969/j.issn.1009-0843.2014.03.194.

[4]刘鹤. 项目式学习在高中信息技术课堂中的应用——以"数据处理的一般过程"教学设计为例[J]. 中小学信息技术教育,2021(10):63-65. DOI:10.3969/j.issn.1671-7384.2021.10.020.