資源簡介

《算法基礎與程序設計》大單元主題項目教學設計
項目簡介
項目主題 設計能夠根據四張牌的點數以及花色計算出第五張牌情況的游戲或方案
項目背景 “老師曾經遇到了一位魔術師，他帶著一名助手向我變了一個魔術：他帶了一副撲克牌，沒有大小王，可以確保這副牌絕對沒有動過手腳。老師洗牌后隨意抽5張牌，并將這5張牌交給他的助手，他的助手將其中四張給了魔術師，另一張給了老師。魔術師看了那4張牌后，便說出了我手上那張牌的花色和大小。整個過程魔術師都沒有碰到牌，并且整個過程魔術師和助手都沒有任何眼神交流，但我發現助手在把另外四張牌給魔術師之前對它們交換了一下順序。”為了編寫程序設計實現這個“猜牌魔術”，即在運用計算機解決實際問題的過程中，需要先分析問題，分析如何通過4張牌分別確定了第5張牌的花色和大小，揭開這個魔術的奧秘，進而設計解決問題的方法和策略，運用具體的算法，需要了解計算機程序設計語言的相關知識，包括計算機語言、計算機程序等，從而把求解問題的算法告知計算機。
對應教材 廣東教育出版社普通高中教科書信息技術必修1《數據與計算》第三章、第四章 課時安排 8課時
項目教學內容分析
1．對應課標內容要求
①從生活實例出發，概述算法的概念與特征，運用恰當的描述方法和控制結構表示簡單算法；
②掌握一種程序設計語言的基本知識，使用程序設計語言實現簡單算法。通過解決實際問題，體驗程序設計的基本流程，掌握程序調試與運行的方法。
2.地位和作用
是學習第五章、選擇性必修模塊《人工智能初步》的基礎知識與技能準備，讓學生理解算法的概念與特征，能夠運用算法描述和三種基本控制結構合理表示算法；掌握Python程序設計語言的基本知識，程序的順序結構、選擇結構、循環結構以及在解決實際問題中的應用。
3.對應課標學業要求
A-3：掌握數字化學習的方法。（信息意識、數字化學習與創新）
A-4：能根據需要選用合適的數字化工具開展學習。（信息意識、數字化學習與創新）
A-6：能夠利用軟件工具或平臺對數據進行整理、組織、計算與呈現。（信息社會責任、計算思維）
A-8：在數據分析的基礎上，完成分析報告。（信息社會責任、計算思維）
A-9：依據解決問題的需要，設計和表示簡單算法。（計算思維） A-10：掌握一種程序設計語言的基本知識。（計算思維）
A-11：利用程序設計語言實現簡單算法，解決實際問題。（計算思維）
4.對應課標達成的學科核心素養
依據特定任務需求，甄別不同信息獲取方法的優劣，并能利用適當途徑甄別信息；
（信息意識）
主動關注信息技術工具發展中的新動向和新趨勢，有意識地使用新技術處理信息；
（信息意識）
針對給定的任務進行需求分析，明確需要解決的關鍵問題；（計算思維）
能提取問題的基本特征，進行抽象處理，并用形式化的方法表述問題；（計算思維）
運用基本算法設計解決問題的方案；（計算思維）
針對特定的學習任務，運用一定的數字化學習策略管理學習過程與資源，完成任務，創作作品；（數字化學習與創新）
在網絡學習空間中開展協作學習，建構知識；（數字化學習與創新）
在信息交流或合作中，尊重不同的信息文化，積極、主動地融入信息社會中；（信息社會責任）
能夠理解 Python 語言常量和變量的數學意義；（計算思維）
能夠熟悉 Python語言常見的數據類型；（計算思維）
能夠正確表示程序中的各種“量”；（計算思維）
能夠理解運算符與表達式的含義和用法；（計算思維）
能夠運用 Python的運算符處理數據計算；（計算思維）
能夠知道不同的Python函數的用法；（計算思維）
能夠使用不同Python 函數處理運算數據和運算過程；（計算思維）
能夠掌握 input() 函數和 print() 函數的基本用法；（計算思維）
能夠掌握程序的順序結構設計的基本流程；（計算思維）
能夠運用順序結構描述問題的求解過程；（計算思維）
能夠掌握程序的選擇結構設計的基本流程；（計算思維）
能夠掌握Python程序設計語言的選擇結構的單分支if語句、雙分支if語句、 if 語句的嵌套以及if···elif···else 語句的一般格式及使用方法；（計算思維）
能夠運用選擇結構描述問題的求解過程；（計算思維）
能夠掌握程序的循環結構設計的基本流程；（計算思維）
能夠掌握Python程序設計語言的循環結構的for循 環、while循環、循環嵌套、循環控制等的一般格式及使用方法；（計算思維）
能夠運用循環結構描述問題的求解過程。（計算思維）
學情分析
年齡段所對應的計算思維：本節課的教學對象是高中一年級學生，具有較強的形
象思維能力和理解力，知識遷移能力強，能夠擺脫具體事物的限制，運用概念、提出假設，并檢驗假設來進行抽象邏輯思維；思維具有較強的預見性，即能在復雜活動或問題解決之前有計劃、有策略；對思維的自我意識和監控能力顯著增強，表現為不但能考慮如何解決問題，還能對自己的思維進行自我反省、自我調控，確保思維的正確性和高效率。
起始能力：經過前面兩章的學習，對項目式學習的過程和方法有所了解，具有一定的自主學習與合作探究能力，對于編寫計算機程序解決問題的相關知識了解不多，大部分同學處于零起點狀態，但由于這個時候他們具有相當強的邏輯推理思維能力，也掌握了相關的數學知識，對于用計算機程序解決問題的了解應當不會困難。
學習興趣與愛好：通過開學前的問卷調查數據分析，發現學生普遍對編寫程序解決具體的問題表現出濃厚的興趣，以具有挑戰性的項目背景引導學生參與項目學習，循序漸進掌握枯燥的算法及程序設計知識，學生參與度會比較高。
項目教學目標分析
通過組織學生進行自主、協作、探究學習：（1）體驗計算機解決問題的過程；理解和概述算法的概念與特征，能夠運用恰當的描述方法和控制結構表示簡單算法；（2）懂得描述程序設計語言產生與發展的過程，了解不同種類程序設計語言的特點；（3）在理解了程序設計語言基礎知識的基礎上，掌握三種程序控制結構，學會使用程序設計語言實現簡單算法，體驗程序設計的基本流程，掌握程序調試與運行的方法。從而將知識建構、技能培養與思維發展融入運用數字化工具解決問題和完成任務的過程中，促進對應課標的學科核心素養的達成，完成項目目標。
項目重難點
1教學重點：（1）計算機解決問題的過程；（2）算法的特征與描述方法；（3）程序設計語言的產生與發展；（4）input()、print()函數和數據類型轉換函數的基本用法；（5）程序的順序、選擇、循環結構設計的基本流程；（6）Python程序設計語言選擇結構的單分支if語句、雙分支if語句、if語句的嵌套以及if···elif···else語句的一般格式及使用方法；（7）Python程序設計語言的循環結構的for循環、while循環、循環嵌套、循環控制等的一般格式及使用方法。
2教學難點：（1）計算機解決問題的過程；（2）算法的描述方法；（3）運用順序結構描述問題的求解過程；（4）運用選擇結構描述問題的求解過程；（5）運用循環結構描述問題的求解過程。
教學方法和策略
面向計算思維發展的項目式學習，創設基于生活中數學問題的項目背景，以培養信息素養為目標，以知識技能為載體，以項目學習活動為途徑，組織學生在分析和解決問題的過程中探究編制計算機程序解決問題的過程和方法，通過小組項目的自主、協作、探究學習，完成算法、計算機語言和程序設計相關知識的了解，探究順序結構、選擇結構和循環結構的特點，通過小組學習分析問題，設計解決問題的算法，編寫代碼實現算法，在“驗證→修正” 的過程中發展學生的計算思維。
項目對兩章的學習內容進行整合，通過必要的精簡、調整、整理、統合、補充，以有利于學生學科認知建構和發展方式重新組織，便于學生模塊化進行逐步學習，在中山紀念中學在線課堂的輔助下，有效地讓學生在一個較短的時間內進行一個相對完整性的知識學習。整個項目的理念是幫助學生通過分析項目問題培養問題意識，進而設計解決算法培養計算思維、規劃制作作品培養工程思維，并鼓勵嘗試創新提升創新能力、開展表現評估提升反思能力，最終落實計算思維等學科核心素養的培養。
圖1 中山紀念中學在線課堂七、項目教學過程
整個項目根據計算機解決問題的過程分為8個課時，第1課時了解項目背景及要求，并組建小組、選擇項目主題與規劃；第2-6課時為項目實施與修正；7-8課時為項目成果交流與評價，整個過程始終幫助學生完成對“抽象”以及“自動化”的深度理解以及靈活應用。
項目流程 教師活動 學生活動 設計意圖
引入項目背景 故事導入—“猜牌魔術”，進而將提前設計好的計算機程序作為魔術師，而老師自己充當助手，邀請一位同學作為觀眾，現場重現這一魔術，引導學生思考這個魔術的奧秘究竟是什么，培養學生的問題意識。 參與互動，積極思考：魔術師是怎么通過4張牌分別確定了第5張牌的花色和大小的？ 學習知識的目的就是要運用知識解決我們身邊的問題，通過“猜牌魔術”這一涉及數學以及編程的項目問題可以激發學生對編制計算機程序解決生活中數學問題的好奇心以及求知欲，產生情感共鳴。
圖2 充當魔術師的計算機程序
分析項目問題 1 提問：魔術師是怎么通過 4 張牌分別確定了第 5 張牌的花色和大小的？ 確定花色：根據鴿巢原理（抽屜原理），這 5 張牌中有兩張以上的牌是同種花色。那么助手就可以選擇這種花色，將其中一張給我，另一張放到四張牌的最上邊。這樣魔術師只需要通過最上面那張牌的花色就知道我手上的牌的花色了。 確定大小：剩下三張可以排列出 6 種不同的大小順序，我們給每一種順序定義一個數值：小中大=1，小大中=2，中小大=3，中大小=4，大小中=5，大中小=6。這樣魔術師就可以任意擁有 1-6 這 6 個數字其中一個，記為 i；最上面的那張牌的數值為 j，需要確定的牌值為 x。 教師充當魔術師，邀請學生充當助手，現場再次展示這一魔術，發現問題。 繼續引導學生思考這個魔術還有哪些奧秘，包括當 x-j<=6 時以及當 x-j>6 時的操作方式，教師充當助手，邀請學生充當魔術師以及觀眾，最終理解魔術的奧秘。 4.引導學生思考如何利用計算機實現問題的求解，總結了解人工與計算機解決問題的過程。 參與互動，揭秘魔術：魔術師是怎么通過4張牌分別確定了第5張牌的花色和大小的？并積極思考計算機是如何實現對問題的求解的。 引導學生養成分析問題的良好習慣，找到解決問題的關鍵，思考如何利用計算機實現問題的求解，也有利于對計算機解決問題整個過程的理解。
明確項目要求 借用完整的項目范例完整展示整個項目學習，要求在《項目學習活動記錄表》的引導下，了解人工與計算機解決問題的過程，探究計算機解決問題的算法，進而了解實現算法的程序設計語言，運用程序控制結構編寫相關游戲或者撰寫利用數學知識編寫計算機程序解決相關問題的方案并進行項目匯報。 明確項目目標以及要求 根據教學內容的邏輯結構將項目分解成不同的學習任務，以任務為單位設計相關的探究活動，最終涵蓋所有內容及目標，以項目范例以及《項目學習活動記錄表》的形式引導學生明確項目目標以及要求，為后續項目主題的選擇以及項目問題的分析確定、項目的實施
圖3 項目要求1 圖4 項目要求2 做鋪墊。
開展項目選題 提供選題，巡視輔導，并參與到小組的選題討論中，引導學生深入思考題目是否太大或者缺乏深度、可行性如何，同時給出有針對性的修改建議。 圖5 項目選題 學生以 3-6 人組成一個小組，圍繞本章項目主題“利用數學知識編寫計算機程序解決問題”，根據感興趣的問題，小組頭腦風暴后確定項目選題，以小組為單位，填寫《項目學習活動記錄表》“項目選題”欄目，例如例如“設計能夠根據四張牌的點數以及花色計算出第五張牌情況的游戲或方案”等。 項目學習的過程需要教師與學生共同參與，其中學生需要通過組建小組開展合作來解決問題。
進行項目規劃 強調項目目標及學習目標，引導學生分析項目問題，指導小組完成項目規劃，組織開展方案交流。 根據項目目標及學習目標，學生剖析需要解決的關鍵問題，規劃設計解決問題過程并合理分工，以細化成一系列可以實現的小任務，填寫《項目學習活動記錄表》 “項目規劃”欄目。 圖6 項目規劃 剖析需要解決的關鍵問題，規劃設計解決問題過程并合理分工以細化項目。
實施自選項目 活動1：引導學生觀察和分析課本中數學方程解的算法步驟，了解算法的概念，引導學生分組研究和交流三種常用算法描述方法，提供學習資源，并指導學生用流程圖描述出歐幾里得算法流程，引導學生完成相應項目問題的算法設計和描述。 活動1：分析、學習算法概念及算法描述方法，探究用流程圖描述歐幾里得算法，小組討論完成項目問題的算法設計，并使用適合的方法將算法流程描述出來。同
圖8 活動5 活動6：通過學習、交流、實踐，結合小組選題，分析問題并確定小組項目程序設計時循環的算法，運用循環結構設計游戲或者方案。 圖9 活動6
修正項目成果 對小組項目實施情況進行檢查，引導學生多樣化解決問題，啟發學生進一步改進。 各小組參照項目范例的樣式，運用數字化學習工具，如騰訊文檔、演示文稿等，歸納所學知識，梳理探究活動的成果，設計游戲或者撰寫相應的項目成果報告并改進。 圖10 項目修正 項目學習的一大特點就是生成性，隨著項目的推進，項目方案會根據探究實踐實際不斷修正，優化迭代。
匯報評價成果 1依次組織學生匯報，開展小組自評互評，同時實施教師評價，最后教師對整個項目進行點評，將知識點串起來，梳理整章的脈絡架構。 2評價得分90～100分為優秀（A）；75～ 89分為良好（B）；60～74分為中等（C）； 60分以下為仍需努力（D）。 分享項目學習的成果。接受其他小組的提問并作出回答。 學生通過項目學習完整地經歷了問題解決的全過程，如何進行合理的評價是最后一個挑戰。結合“問卷星” 開展評價的主要目的是為了促進學生的學習及后續教學的開展，以及提升學生
3綜合得分=互評×30%+自評×30%+教師評 ×40%。 的自我反思能力。
指向計算思維發展的信息化教學創新與重構
——《算法基礎與程序設計》大單元項目的教學實踐陳智敏
（中山紀念中學，廣東 中山 528454）
【摘要】計算思維的培養具有進階性，基于計算思維的項目學習中，循序漸進的探究活動能夠幫助學生更好地將計算思維更好地內化為不同階層的思維水平。研究以大單元《算法基礎與程序設計》項目實踐為例，以學生為主體，依托中山紀念中學在線課堂，以環環相扣的項目學習活動為途徑，開展自主、協作、探究學習，創新以及重構信息化教學，通過分析項目問題培養問題意識，讓學生在探究中體驗計算機解決問題的過程，理解算法的概念與特征，幫助學生運用恰當的描述方法和三種基本控制結構合理表示算法，通過設計解決算法培養計算思維，了解 Python 程序設計語言的基本知識，掌握程序的順序結構、選擇結構、循環結構以及在解決實際問題中的應用，讓學生規劃制作作品培養工程思維，并鼓勵嘗試創新提升創新能力，開展表現評估提升反思能力，最終有效落實計算思維的培養。
【關鍵詞】高中信息技術；計算思維；大單元項目學習；信息化教學創新；信息化教學重構
開展計算思維教育的最好載體就是計算機教育，其中程序設計是作品創作的過程，能夠體現計算機學科思想與方法的應用。[1]而一節課跟一個單元都可以培養計算思維，但是所培養的計算思維發展結果的不同恰恰說明了計算思維的層次性和進階性，基于計算思維的項目學習中循序漸進的探究活動能夠更好地幫助學生將計算思維更好地內化為不同階層的思維水平[2]。這與高中信息技術新課改的理念不謀而合，《普通高中信息技術課程標準（2017 年版）》明確指出課程的實施需教師更多地去滲透項目學習，以促進知識建構、技能培養與思維發展的三效合一[3][4]，因此，如何將算法與程序設計教學與項目學習有效融合，培養學生計算思維，非常值得探索。
本研究以粵教版（2019）普通高中信息技術必修 1《數據與計算》大單元《算法基礎與程序設計》的項目教學實踐為例，以學生為主體重構教學，以環環相扣的項目學習活動為途徑，開展自主、協作、探究學習，讓學生體驗計算機解決問題的過程，理解算法的概念與特征，能夠運用恰當的描述方法和三種基本控制結構合理表示算法，了解 Python 程序設計語言的基本知識，掌握程序的順序結構、選擇結構、循環結構以及在解決實際問題中的應用，經歷整個過程，使得知識的學習效能最大化，有效落實計算思維的培養。整個項目根據計算機解決問題的過程分為 8 個課時，第 1 課時了解項目背景及要求，并組建小組、選擇項目主題與規劃；第 2-6 課時為項目實施與修正；7-8 課時為項目成果交流與評價，整個過程始終幫助學生完成對“抽象”以及“自動化”的深度理解以及靈活應用。
項目依托中山紀念中學在線課堂（基于 claroline 平臺開發）開展，方便教師在教學中實現對教學資源的管理，促進了該項目過程的知識統整，為學生搭建學習與交流的平臺，并幫助教師對學生的學習進程進行跟蹤并提供針對性的、個性化的輔導策略。
圖1 依托中山紀念中學在線課堂開展項目教學
一、引入項目背景
學習知識的目的就是要運用知識解決我們身邊的問題，通過創設與學科重要知識、任務
緊密結合的情境，使得學科知識有豐富的附著點，也可以讓學科教學具有更加深刻的意義。項目學習強調真實情境的設置，要求教師設計出適合學生探究并且可探究的項目主題，引發學生的情感共鳴以確保學習能夠順利開展，如果主題設置得不合理，過于簡單或者難以完成，均會導致學生積極性不足[5][6]。通過“猜牌魔術”這一涉及數學以及編程的項目問題可以激發學生對編制計算機程序解決生活中數學問題的好奇心以及求知欲：“老師曾經遇到了一位魔術師，他帶著一名助手向我變了一個魔術：他帶了一副撲克牌，沒有大小王，可以確保這副牌絕對沒有動過手腳。老師洗牌后隨意抽 5 張牌，并將這 5 張牌交給他的助手，他的助手將其中四張給了魔術師，另一張給了老師。魔術師看了那 4 張牌后，便說出了我手上那張牌的花色和大小。整個過程魔術師都沒有碰到牌，并且整個過程魔術師和助手都沒有任何眼神交流，但我發現助手在把另外四張牌給魔術師之前對它們交換了一下順序。”
將提前設計好的計算機程序作為魔術師，而老師自己充當助手，邀請一位同學作為觀眾，現場展示這一魔術，引導學生思考這個魔術的奧秘究竟是什么，培養學生的問題意識。
二、分析項目問題
魔術師是怎么通過4張牌分別確定了第5張牌的花色和大小的？引導學生養成分析問題的良好習慣，并通過討論找到解決問題的關鍵：
確定花色：根據鴿巢原理（抽屜原理），這 5 張牌中有兩張以上的牌是同種花色。助手選擇這種花色并將其中一張給觀眾，另一張放到四張牌的最上邊。這樣魔術師通過最上面那張牌的花色確定觀眾手上牌的花色；
確定大小：剩下三張可以排列出 6 種不同的大小順序，給每一種順序定義一個數值：小中大=1，小大中=2，中小大=3，中大小=4，大小中=5，大中小=6。這樣助手就可以任意擁有 1-6 這 6 個數字其中一個，記為 i；最上面的那張牌的數值為 j，需要確定的牌值為 x，魔術師則利用 i 以及 j 的關系計算 x。
進而教師充當魔術師，多次邀請學生充當助手，現場再次展示這一魔術，發現問題，繼續引導學生思考這個魔術還有哪些奧秘，包括當 x-j<=6 時以及當 x-j>6 時的操作方式，同時思考如何利用計算機實現問題的求解，總結了解人工與計算機解決問題的過程，有利于對計算機解決問題整個過程的理解，也培養了學生分析問題的能力。
三、明確項目要求
教材要求項目幫助學生體驗計算機解決問題的過程，理解和概述算法的概念與特征，能
夠運用恰當的描述方法和控制結構表示簡單算法；懂得描述程序設計語言產生與發展的過程，了解不同種類程序設計語言的特點；在理解了程序設計語言基礎知識的基礎上，掌握三種程序控制結構，學會使用程序設計語言實現簡單算法，體驗程序設計的基本流程，掌握程序調試與運行的方法。
根據項目目標以及教學內容的邏輯結構對需要學習的內容進行整合，通過必要的精簡、
調整、整理、統合、補充，將項目拆分成不同的學習任務，以有利于學生學科認知建構和發展方式重新組織，以任務為單位設計相關的探究活動，便于學生模塊化進行逐步學習，有效地讓學生在一個較短的時間內進行一個相對完整性的知識學習，最終涵蓋所有內容及目標。本環節以項目范例以及《項目學習活動記錄表》的形式引導學生明確項目目標以及要求，為后續項目主題的選擇以及項目問題的分析確定、項目的實施做鋪墊，最終幫助學生在項目實施的過程中探究計算機解決問題的算法，進而了解實現算法的程序設計語言，運用程序控制結構編寫相關游戲或者撰寫利用數學知識編寫計算機程序解決相關問題的方案并進行項目匯報。
圖2 第三章《算法基礎》教學內容的邏輯結構
圖3 第四章《程序設計基礎》教學內容的邏輯結構
四、開展項目選題
項目學習的過程需要教師與學生共同參與，只有通過讓學生逐步完成他們所感興趣的任務進而學習到的知識才是最有效率的，其中學生需要通過組建小組開展合作來解決問題，這是一種挑戰，決定了項目學習能否成功。學生以 3-6 人組成一個小組，圍繞本章項目主題“利用數學知識編寫計算機程序解決問題”，根據感興趣的問題，小組頭腦風暴后確定項目選題，以小組為單位，填寫《項目學習活動記錄表》“項目選題”欄目。由于不習慣主動性學習，針對項目主題，學生往往不知道如何選題，或者選題太大，又或者缺乏深度。對此，教師往往需要提前根據學生的年齡特征及興趣等學情設置相關的備選題目，例如“設計能夠根據四張牌的點數以及花色計算出第五張牌情況的游戲或方案”、“設計能夠根據大小提示猜測 100 以內數字的游戲或方案”等，同時引導學生了解項目可能涉及到的相關知識及技能，由學生結合自身的學習、生活，針對備選題目進行思考，最終通過小組討論選擇確定項目題目。此后，教師還需要針對各小組的選題進行審核，可以以提問的方式引導學生深入思考題目是否太大或者缺乏深度、可行性如何，同時給出有針對性的修改建議，幫助學生形成對信息的敏感度和信息價值的判斷力。
五、規劃實施項目
項目學習注重的不僅是最終的結果，也包括完成項目任務的全過程。教師強調項目目標及學習目標，引導學生剖析需要解決的關鍵問題，規劃設計解決問題過程并合理分工，以細化成一系列可以實現的小任務，具體實施包括自主學習以及小組協作。
每個學生都有需要獨立完成自學的任務，例如 Python 程序設計語言的基本知識，以及
掌握程序的順序結構、選擇結構、循環結構以及在解決實際問題中的應用等；協作探究環節，小組圍繞項目交流探討，合理使用數字化工具及資源獲取處理信息查閱資料，獲取相關的知識與技能以有序完成整個項目[7]，體現正確的社會責任意識。知識的學習、理解、吸收以至融會貫通都需要逐步的活動引領，因此活動的引領及驅動對于引導學生進行逐步的探究非常重要，教師需要設置詳細的學習支架，將新知學習融合在項目的各項探究活動中，例如在特定階段通過在線課堂明確學生需要自學的內容、方法、時間、需要解答的問題、自學結果的檢測，并針對性地進行講解，旨在培養學生自主學習與獨立解決問題的能力，而在小組具體實施任務時，要進行過程檢查和監督，防止個別小組掉隊。
最終在設計解決算法以及規劃制作制品中分別培養學生的計算思維以及工程思維，同時形成相應的數字化學習與創新能力，包括：能夠針對給定的任務進行需求分析，明確需要解決的關鍵問題；能提取問題的基本特征，進行抽象處理，并用形式化的方法表述問題；能運用基本算法設計解決問題的方案。
表1 《算法基礎與程序設計》項目的探究活動
序號 活動要求
1 分析、學習算法概念及算法描述方法，探究用流程圖描述歐幾里得算法，小組討論完成項目問題的算法設計，并使用適合的方法將算法流程描述出來。同時完成 《項目學習活動記錄表》“算法的定義”、“算法的特征”欄目的填寫。
2 通過討論確定認識計算機程序的問題，通過學習和網上檢索了解什么是計算機程序，計算機程序設計語言的發展歷程，計算機語言的分類。運行計算機程序設計軟件，完成《項目學習活動記錄表》“認識計算機程序的問題列表及分工”、“三代計算機語言的優勢與不足、“高級語言的編譯過程和解釋過程各有什么優勢和
不足”欄目的填寫。
3 通過學習，對小組項目問題進行抽象與建模，小組結合本組選題，分析和確定本組項目程序設計的數據類型及運算法則，填寫《項目學習活動記錄表》。
4 通過學習、交流、實踐，結合小組選題，分析問題并確定小組項目程序設計時輸入、輸出數據的算法，運用順序結構設計游戲或者方案。
5 通過學習、交流、實踐，結合小組選題，分析問題并確定小組項目程序設計時判斷和選擇的算法，運用選擇結構設計游戲或者方案。
6 通過學習、交流、實踐，結合小組選題，分析問題并確定小組項目程序設計時循環的算法，運用循環結構設計游戲或者方案。
六、交流修正成果
成果交流為學生搭建一個展示的平臺，學生在此過程中通過交流討論以及反思等，并參照項目范例的樣式，運用數字化學習工具，如騰訊文檔、演示文稿等，歸納所學知識，梳理探究活動的成果，設計游戲或者撰寫相應的項目成果報告，展示對于整個項目的知識理解、思想感受、任務成果等，與全班同學共享創造與分享快樂。需要注意的是，項目學習的一大特點就是生成性，隨著項目的推進，項目方案會根據探究實踐實際不斷修正，優化迭代[8]，根據反饋要求學生不斷完善項目方案，鼓勵嘗試創新，提升創新能力。同時教師可以將學生在項目學習過程中所產生的典型生成性資源，包括作品等，轉化為后續的學習資源。
圖4 提交項目學習成果
七、開展項目評價
學生通過項目學習完整地經歷了問題解決的全過程，如何進行合理的評價是最后一個挑戰。結合“問卷星”開展評價的主要目的是為了促進學生的學習及后續教學的開展，以及提升學生的自我反思能力。由學生獨立完成的任務可以通過在線評測方式完成，小組協作的過程很難雖然去量化出每個小組每位成員的工作量，但是在針對項目成果開展總結性評價時，應盡量結合小組成員的自評與互評，評價內容更多地去關注小組對問題的實踐情況、小組成員的參與意識、小組成員的能力提升等，即采用總結性評價與過程性評價相結合的方式。最后教師對整個項目進行點評，將知識點串起來，梳理整章的脈絡架構。
表2 《算法基礎與程序設計》項目活動評價表
項目學習過程 學科核心素養達成 一級指標 二級指標 評價結果 分數
選定項目 從現實世界 中選擇明確的項目主題，形成對信息的敏感度和信息價值的判斷力。 分析項目目標與 可行性。 項目選題 準確把握項目學習的意義和目的； 選題切合實際、符合科學；選題有應用價值、創新價值；選題適宜解決、可行性高。 □優秀 □良好 □中等 □仍需努力
項目分析 分析設計的目的以及方案的需求；準確描述方案的功能。 □優秀 □良好 □中等 □仍需努力
規劃設計 組建團隊與 明確項目任務，體現正確的信息社會責任意識。 規劃項目與 交流方案。 項目規劃 組建團隊與明確項目的任務；規劃項目的學習工具與方法；預設項目的成果。 □優秀 □良好 □中等 □仍需努力
團隊合作 圍繞項目進行自主、協作學習；合理使用數字化工具及資源獲取處理信息。 □優秀 □良好 □中等 □仍需努力
項目實施 針對給定的任務進行分解，明確需要解決的關鍵問題，并采用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生一系列思維活動，提升信息獲取、處理與應用、創新能力。 完成方案中預設 的目標。 算法基礎 能完整經歷計算機解決問題的過程；運用流程圖描述算法；通過探討和網絡檢索了解計算機程序和計算機語言； 了解利用Python程序設計語言基礎知識解決問題；完成方案中預設的目標。 □優秀 □良好 □中等 □仍需努力
程序設計 了解利用Python程序設計語言基礎知識解決問題；運用順序結構設計最佳方案；運用選擇結構設計最佳方案；運用循環結構設計最佳方案；完成方案中預設的目標。 □優秀 □良好 □中等 □仍需努力
項目成果交流與評價 與團隊成員共享創造與分享快樂，提 成果交流 清晰表達項目主題與過程。 與團隊成員共享創造與分享快樂。 能運用三種常用方法之一描述項目 □優秀 □良好
項目學習過程 學科核心素養達成 一級指標 二級指標 評價結果 分數
升 批判性思維能力 與信息社會責任感。 評價項目目標與 成果質量效果。 問題的算法流程；正確評估方案的科學性、實效性，能綜合運用三種結構設計最佳方案，實現算法、解決問題。 □中等 □仍需努力
項目評價 運用新知識與技能實現項目目標；報告內容完整，結構清晰，排版美觀；項目成果解決現實問題效果。 □優秀 □良好 □中等 □仍需努力
綜合評價 □優秀 □良好 □中等 □仍需努力
八、結論
整一個項目教學的過程都伴隨著思維的變化與挑戰，有助于不斷訓練和提升學生的計算思維，通過分析項目問題培養了學生的問題意識，結合課程管理平臺在一定程度上能夠促進知識的統整；同時項目實施過程中通過探究活動引導學生利用信息工具獲取資源與開展交流，設計解決算法培養計算思維、規劃制作作品培養工程思維，并解決問題，促進經驗統整以及活動統整，重構及創新信息化教學；最終利用信息技術開展開展項目評價提升反思能力，鼓勵嘗試創新提升創新能力，促進質量統整，為項目學習從思維方法的高度培養學生做了有益的嘗試。
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