真實問題解決：計算思維項目式學習實施的有效路徑

*本文系江蘇省教育科學“十四五”規劃2021年度一般課題“面向計算思維培養的項目式學習的實踐與研究”（SJMJ/2021/13）的階段性研究成果。

【摘 要】真實問題解決是計算思維項目式學習實施的有效路徑，驅動并實現信息科技學科育人總目標。真實問題是項目式學習設計的起點，問題解決是項目式學習實施的核心，螺旋進階是項目式學習實施的指向?；谡鎸崋栴}解決的小學計算思維項目式學習要在設計真實問題驅動，經歷問題解決過程，注重學生成果導向，提倡多元學習評價的同時，防止新課標教學“科學化”導致“枯燥化”的問題。項目式學習實施要專注于計算思維培養。

【關鍵詞】真實問題解決；計算思維；項目式學習；有效路徑

【中圖分類號】G434? 【文獻標志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2023）52-0043-04

【作者簡介】陳宏斌，江蘇省鹽城市第一小學（江蘇鹽城，224005）教師，高級教師。

一、計算思維項目式學習實踐誤區分析

計算思維項目式學習的價值與作用得到了信息科技教師們廣泛的認可，但受到傳統講授式教學慣性影響，教師仍然秉持“技術訓練”式取向，導致教學實踐中出現了一些偏差和誤區。

（一）重外在形式，輕問題解決

目前，許多計算思維項目式學習設計與實施尚處在簡單模仿層次，注重項目形式多樣化和學生完整經歷，卻忽視了對項目式學習與計算思維的自然滲透與深度融合，導致有項目主題形式，卻缺乏使用計算思維對現實問題進行抽象和分解并形成一系列耦合的算法設計方案。同時，有的計算思維項目式學習的流程與機制脫離了學生自發形成的迭代循環路徑，教師強行介入項目主題選擇，導致項目主題成了教師主導下的計算任務驅動活動，學生難以自主進行產品優化與改進，就難以完整地經歷問題解決過程。缺乏對計算思維內涵的深度理解，看似經歷了“抽象”和“自動化”兩個階段，但卻并沒有考慮到計算思維進階要求。由于缺乏對計算思維項目式學習的深入研究，導致了項目式學習雖有較高的參與度，但未能有效地實現學生計算思維培養。

（二）重編程技巧，輕思維發展

小學生計算思維培養的主要載體是編程教育，因此在項目式學習活動中就要涉及大量的編程知識掌握和遷移。受到“技能化”傾向影響，很多小學計算思維項目式學習實施中，教師更多關注的是學生掌握了多少編程知識和技巧，而沒有將眼光更多地放在計算思維發展上。小學計算思維項目式學習是讓學生在真實體驗活動中形成“概念—技能—思維”的認知能力。當過度關注編程技巧時，項目式學習就脫離了“初心”。

計算思維項目式學習的設計與實施要強化以真實問題解決作為有效路徑，不忘“計算思維”初心，避免陷入“形式化”與“瑣碎化”誤區，從而聚力達成項目既定的學科核心素養目標。

二、指向真實問題解決：計算思維項目式學習設計與實施的基本要素

在進行計算思維項目式學習過程中，學生能夠不斷地突破原有的信息科技經驗，建構起抽象分解、算法設計等計算思維知識，進而發展計算思維。喬納森認為教育唯一真正的認知目標就是解決問題，在解決問題情境下建構的知識更容易被理解、保留和轉化。真實問題解決是小學計算思維項目式學習實施的有效路徑，驅動并實現信息科技學科育人總目標。

（一）真實問題：項目式學習設計的起點

項目式學習是當前義務教育課程改革所倡導的一種變革式學習方式，強調學生通過團隊合作、主動探究等方式，協同解決真實生活情境中挑戰性、開放性的劣構問題，進而培養學生的學科核心素養、高階思維、問題解決能力等。項目式學習設計和實施過程中最為關鍵的因素是要解決問題設計，我們要讓學生投身到問題解決過程中去。因此，真實問題是項目式學習設計的起點。真實的問題情境更能引起學生的共鳴，學生自然會代入場景去構思信息科技問題的解決方案，讓計算思維教學能夠更加有效地開展。計算思維項目式學習要關注真實問題，要讓學生學會使用計算思維解決真實生活中的問題，并逐步建構自己的知識體系。計算思維項目式學習注重讓學生體驗探索和創新的樂趣，讓學生參與真實的學習情境，有助于學生學習計算機科學相關核心思想的形成，促進其在項目式學習中綜合思考能力的養成，獲得探索和創新的樂趣。

（二）問題解決：項目式學習實施的核心

項目式學習與計算思維有異曲同工的效果，項目式學習強調項目主題要來源于真實生活情境，并在問題解決過程中掌握學科知識和習得高階思維能力，而計算思維就是使用信息科技工具和手段進行問題解決的過程，是隸屬于問題解決范疇的，因此，計算思維培養最好是要通過項目式學習方式進行。學生通過解決真實生活常見的問題，制定并執行信息科技問題解決方案，形成問題解決能力，發展計算思維等學科素養。計算思維項目式學習就是要整合計算機學科問題與真實生活情境問題，在項目式學習過程中進行問題拆解、模式識別、抽象歸納與算法設計，并參考自主學習任務單，提供計算思維四步驟的引導輔助。

（三）螺旋進階：項目式學習實施的指向

計算思維并不是簡單的線性結構，而是不斷進階發展的螺旋結構。例如利用計算思維項目式學習培養計算思維，學生每次接受新知識都是建立在先前學習的基礎之上，不斷增加計算的復雜程度和深度，以此建構連貫且逐步上升的計算思維體系。計算思維項目式學習實施就是要以螺旋式進階方式呈現知識和任務，確保學生在掌握新概念的同時，能夠不斷運用抽象、分解、算法設計等核心概念。螺旋進階體現在核心概念的一貫上，即同一概念前后多次重復出現。例如，“抽象”這一概念在項目式學習的不同任務中不斷重復出現，但隨著任務的深入，“抽象”相關的思維復雜程度有所提升，學生首先會了解抽象是什么，然后能夠掌握一系列從真實世界進行抽象的方法，接著探索將抽象應用于解決問題的方法。隨著項目式學習的層層遞進，學生對計算思維概念的學習由具體到抽象，難度逐步升高，其思維深度也實現了由低階到高階的跨越。

三、基于真實問題解決的計算思維項目式學習設計模型

結合計算思維培養特點，再考慮到項目式學習設計與實施步驟，筆者將基于真實問題解決的計算思維項目式學習模型分為四個關鍵環節：設計真實問題驅動，經歷問題解決過程，注重學生成果導向，提倡多元學習評價。

（一）設計真實問題驅動

計算思維項目式學習的開端就是要讓學生產生強烈的參與動機，讓學生明白自己要解決問題的價值與意義，并進一步厘清最終的學習任務是什么。問題是學習的起點，教師首先要開發一個真實的問題，問題設置得適當與否是問題解決學習的關鍵。真實問題是有效驅動學生積極參與計算思維項目式學習的關鍵所在。真實問題能夠讓學生帶著強烈的內驅力投身到項目任務完成過程中，從而攻克難關、解決問題。在進行計算思維項目式學習設計時，教師要基于學生視角挖掘真實生活中值得探索和解決的挑戰性問題。真實問題要來源于日常生活實踐，要與真實世界產生聯系并與學生自身體驗相關。為培養學生的計算思維，教師必須考慮到能夠激發學生積極參與，學生能夠使用信息科技工具和手段解決真實問題的學科實踐活動中獲得專業知識和學科思維。真實問題為計算思維項目式學習的有效實施提供了必要的探索支架。

（二）經歷問題解決過程

認知的發展需要學習者在問題情境中，通過行動探索問題解決的策略，進行具身實踐，以實現自身認知的持續深化。計算思維項目式學習遵循信息科技“問題解決過程”，即“問題驅動—問題分解—模式識別—算法設計”。通過計算思維的四步驟引導教學，逐步由簡入繁，引入信息科技工具，最后設計相關算法并解決問題。在整個真實問題解決過程中，學生親身經歷每個問題解決的步驟，這種持續、真實、深入的探究，才能夠引發深度思考，實現計算思維的生成。在計算思維項目式學習過程中，教師需要轉變思維方式，從以往的“教師為中心”轉變為“學生為中心”，學生在項目式學習中做問題解決的“主人”，能夠主動參與項目，并對自己的學習負起責任。例如，教師先以真實生活問題及各學科任務為主題，說明如何運用計算思維解決問題的過程，請學生分組討論一些生活上有待解決的真實問題，并運用計算思維找出解決問題的方法。

（三）注重學生成果導向

義務教育信息科技課程實現了從培養“技術的消費者”到培養“技術的創造者”的價值轉變。計算思維培養也是這種價值轉變下的目標轉換。要成為“創造者”就要有創新產出，要有學習成果。計算思維項目式學習要注重學生成果導向，要以最終的成果來引導學生全身心地投入和實踐。項目成果既是學生計算思維項目式學習的成果展現，也是學生學習思維能力和品質的保證。教師要鼓勵學生通過最后的項目成果展示來實現計算思維的整合和升華。項目式學習的重點是映照現實意義的“產品”。計算思維項目式學習成果可以有很多種，包括程序作品、創客作品、作品原型、算法設計圖等。

（四）提倡多元學習評價

項目式學習強調“教—學—評”一體化設計，學習評價在學習過程中具有重要的學習導向和促進作用。計算思維項目式學習評價要提倡多元評價，才可以突破實施困境，提升學生計算思維培養成效。學習評價的多元性可以從項目式學習過程豐富、評價類型豐富、評價方法多樣和評價內容全面等角度來認識。在學生開展計算思維項目式學習評價之前，教師要及時給出學習評價標準（量規），引導學生產生目標導向；在項目式學習過程中，要有形成性伴隨性評價，讓學生及時改進自己的學習進度和效果；在項目式學習結束后，要從多種學習維度，對多項學習成果進行總結性評價。計算思維項目式學習評價可以包括公開展覽與匯報以及項目完成過程中的各類學習實踐等。計算思維項目式學習評價要以學習過程、項目質量、展示效果等維度開發相應的評價工具，進行貫穿活動的過程性評價與針對結果的終結性評價。

四、計算思維項目式學習實施注意事項

（一）防止新課標教學“枯燥化”

計算思維項目式學習得到了教育界人士的廣泛認可和普遍推廣，但缺乏真實問題解決內核卻容易使得項目式學習僵化，并不能引發小學生產生濃厚的學習興趣，反而容易陷入死板的流程化進程中。當信息科技課程正在從文件課程走向經驗課程時，教師更要警惕計算思維培養“枯燥化”。計算思維項目式學習要牢牢抓住真實問題解決這一內核，整合大單元教學，在對課標和學情研究把握的基礎上，整合單元內容，構建層層進階的整體教學。教師采用多課時項目式學習，確保項目有序推進，落地生根，學生在學習編程知識的同時，培養了計算思維能力，從而促進了四大核心素養的發展。

（二）項目式學習實施要專注于計算思維培養

對于計算思維項目式學習要專注于推動培養計算思維。項目式學習可以培養學生多種高階能力，例如交流能力、批判性思維、問題解決能力等，但要注意實施時要培養的是學生使用信息科技工具和手段解決問題的能力。項目式學習實施時要牢牢地把握好計算思維這一核心目標，讓學生能夠運用信息科技相關知識與技能，使用創造性思維獲得多種概念與構想，經歷抽象、分解、概括和算法設計的過程，并制作成品。

在真實的世界中綜合地使用知識解決復雜問題，是新時代教育改革的趨勢。真實問題解決讓我們探尋到了立德樹人的有效路徑。信息科技課程實施既要抓住項目式學習這一學習方式變革的關鍵，又要融入真實生活情境，培養學科核心素養。真實問題解決是義務教育信息課程實施的本質要求。指向真實問題解決的計算思維項目式學習要通過創設真實情境，選擇貼近生活的學習內容來進行教學，激發學生的創作興趣，采用問題求解式教學策略，將計算思維的內容理念融入任務探究中，使學生在任務達成的過程中鍛煉計算思維能力。真實問題解決要有真實情境、真實需求、真實過程、真實生成、真實交流、真實理解等。當然教師也并不是“唯真實”，而是要挖掘真實問題解決的本質含義，讓學生領悟真實問題的潛在意義，明白使用信息科技知識與工具綜合解決問題的教育本質。責任編輯：金茂喆