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项目化学习在高中Python编程教学中的应用

2022-06-02陈晓燕

中国新通信 2022年6期
关键词:项目化学习高中

【摘要】    在高中信息技术教学中,Python语言教学是重要的组成部分,该语言具有较强的可读性、简洁性以及可拓展性,以上特点决定了该语言十分适合高中学生学习,但是由于高中学生缺乏编程基础,因此采取常规的教学方法很难保证教学的效果,通过应用项目化学习方法,让学生在参与项目的过程中,实际应用所学习的知识,促进学生独立解决问题,能够在很大程度上确保高中Python编程教学的效果,并实现对学生能力的全面培養,因此本文主要从项目化学习概念、构成要素以及重要性出发,探讨项目化学习在高中Python编程教学中的应用,希望该研究能够为高中Python编程教学提供一定的启发。

【关键词】    项目化学习    高中    Python编程    实施流程

引言:

在新课程改革深入实施的背景下,如何在课堂教学中充分发挥学生的自主性,提升学生自主学习能力成为教学研究的重点,传统的教学模式以知识讲授为核心,这种教训模式很难保证学生在学习过程中的自主性以及对于知识的掌握。而项目教学法,通过合理的教学设计将教材知识整合为具体的项目,让学生在执行项目的过程中,实现对知识的自主学习,这对于提升教学的有效性具有重要的意义。Python语言作为现代高中信息技术学科的重要组成部分,知识的内容具有一定的抽象性,在学习的过程中,学生往往仅能了解Python语言的一般原理,缺乏对该语言实际应用的能力,这就在很大程度上影响了高中信息技术教学的实际价值,如何在高中Python编程教学中,加强学生对Python语言的理解,并让学生具有实际应用Python编程语言的能力是教学的重点也是难点。而项目化学习方法是一种以项目为载体,以发挥学生自主性为特征的现代化教学方法,该教学方法在高中Python编程教学中的应用,将为高中Python编程教学的改革创新提供有利的契机。

一、项目式学习的概述

美国教育家约翰·杜威的实用主义哲学教育思想是项目式学习的起源。从实用主义哲学教育思想的基本观点来看,认为实施教育的主要目标是帮助学生掌握具有实用价值的经验,而这些经验的获取往往需要与周围的环境产生交互,这个过程中获得经验的反馈,因此实施的教育需要置于一定的情境中,在这些情境中让学生根据所学的知识解决问题。项目式学习并不是以结果为导向的教学模式,而是一种过程导向的教学模式,学生在应用项目式学习的过程中需要经过任务设计、问题解决、方案制定等环节,整个过程学生的自主性是驱动项目实施的前提条件。在教学实践中,项目式学习的应用需要结合学科的内容与概念,合理的应用多种学习资源对目标项目进行探究,并在一定的时间内实现项目目标,并解决与项目相关联的问题,在执行项目的过程中,教师作为推动力量存在,而不是一种指挥性的力量。因此促进学生自主自发的执行项目,完成项目是项目式学习的核心,也是保证项目式学习能够真正发挥作用的关键。

二、项目式学习的构成要素

结合教学实践,笔者认为项目式学习分别由内容、活动、情境以及结果四大要素构成。从项目式学习的内容来看,所选择的内容需要基于真实的生活情境或者生活情境中存在的问题,确保所选择的内容具有实际意义,一方面能够促进学生实践所学习的知识,另一方面也有利于激发学生的学习兴趣。让学生通过完成相关内容,检验自身知识学习的程度以及解决问题的能力,并培养学生协作学习以及信息检索的能力。从项目式学习的活动要素来看,项目本身就是活动的一种形式,所实施的活动需要遵循实用主义哲学教育思想,让学生在活动的过程中解决问题,并与他人以及周围的环境产生交互,获取知识。因此学生参与活动的过程也是知识构建的过程,而这个过程是具有挑战性与灵活性的:从项目式学习的情境要素来看,项目式学习的实施需要有一定的情境作为支撑,项目式学习的情境包括人与人、人与物以及物与物之间的实体环境,也包括依托于现代信息技术所创设的虚拟环境,通过创设合适的情境,能够为学生创设交流合作的平台,并加强学生对知识的理解;从项目式学习的结果要素来看,在项目式学习中,最终的成果基于学生在项目过程中获得的知识以及技能,这些知识以及技能外化为项目的成果,项目的成果可以是有形的,也可以是无形的,但无论如何都在体现在学生在执行项目中的收获。

三、项目式学习的特征

1.项目具有较强的综合性以及开放性,在完成项目地过程中,需要进行大量的准备工作以及积极地进行合作,需要应用与之相关的学科知识以及网络资源。对于学生来说,在执行项目的过程中,解决的问题不止一种,学生通过不同的角度思考问题、解决问题,能够获得更多的收获。2.项目基于真实的生活情境,并且与知识具有紧密的联系。真实的情境,有利于学生利用已有的生活经验以及技能实施,项目与知识紧密连接有利于通过项目提升学生实际应用知识的能力。3.推动项目需要团队合作,仅仅依靠单人的力量很难完成项目,因此,在项目式学习中学生之间的合作交流十分关键。教师在应用项目式学习的过程中,往往会将学生分为几个小组,让小学生以小组为单位执行项目。4.项目式学习的目标在于提升学生的能力,加强学生对于知识的理解,让学生能够通过执行项目实践所学习的知识并解决问题。在这个过程中学生的能力以及知识素养能够得到全面的发展。5.项目式学习下的评价体系更加多元化,更加灵活。由于项目式学习是一种以过程为导向的学习方式,因此在对项目成果进行评价的过程中,需要综合考虑学生在执行项目过程中的表现,形成更加全面、更加能够体现学生努力的综合性评价。

四、项目化学习在高中Python编程教学中的应用策略

(一)基于真实情景的项目设计

前文提到,基于真实的生活情景是项目式学习的重要特征,因此在设计项目地过程中,教师需要善于从真实的生活中取材,贴近学生的学习以及生活,从而激发学生执行项目的。兴趣。此外,所设计的项目也需要充分考虑到教材的知识结构与知识内容,确保所设计的项目能够实现对教材资源的充分挖掘,体现高中信息技术教学的要求。比如在《散点图的应用——繁花曲线的生成》这部分知识的教学中,教师就可以结合生活的现象以及教材的内容,为学生设计制作繁花曲线的项目。该项目可以分三个课时完成,在初始授课阶段,学生对于繁华曲线这一概念往往会感到比较陌生。针对这一问题,教师可以在课堂中播放有关繁华曲线的相关视频,通过视频加强学生对这一概念的理解。同时,在课堂中也可以展示生活中常见的繁华曲线、图案,消除学生对知识的陌生感与距离感,同时也能较好的激发学生的好奇心。在此基础上,教师可以进行项目导入,结合知识的内容,明确教学的目标。对于《散点图的应用——繁花曲线的生成》这一课来说,教学的重点在于让学生学会使用Python的turtle库和math库来绘制散点图,在此基础上引导学生利用所学的知识以及技能制作繁花曲线。AF3EE8F8-F80F-4F96-96F9-5D1A5BCF5F03

(二)基于团队合作的项目规划

在明确项目主题并导入相应的项目后,教师需要引导学生积极进行交流协作,从而推动项目的实施。在这个过程中,教师需要结合本节课的知识,让学生在组内自行分工合作,制定完成项目的规划表,确保小组内的学生都有属于自己的任务,让小学生以小组为单位完成项目任务执行、项目分析、项目方案设计等环节,提升学生的协作能力以及分析能力。学生在执行项目的过程中,针对已经确定的项目主题往往会表现得比较迷茫,导致项目无法顺利推进,针对这一问题,在教学的过程中,教师可以通过提问的方式引导学生,建立解决问题的思路,给予学生一定的启发。针对《散点图的应用——繁花曲线的生成》这一课的项目,教师可以提出如下问题:如何计算点的坐标?θ1 与θ2 有什么关系?如何计算小圆的圆心?如何在小圆圆心(x,y)已知的情况下计算小点的位置?这些问题具有很强的探究性和一定的深度,学生靠自身的力量很难全面的解答,在这种情况下,就驱动学生在小组内合作探讨,发挥集体的智慧,从而促进学生的交流合作。在此基础上,教师还需要引导学生在小组对分工进行细化,针对抽象的问题进行数学建模,让学生能够对项目下的问题有清晰的解决思路,从而推动项目顺利实施。

(三)基于实践探究的项目实施

在实施项目的过程中学生需要解决一个又一个问题,并对相关的问题进行深入思考、探究,从而形成项目成果。在这个过程,中学生的潜能能够被充分挖掘。通过小组内的实践以及分工协作,能够促使学生将课本中所学习的知识应用于实践,实现知识的迁移,并将知识内化为自身的能力,促进学生各项能力素养更能提升。教师在组织学生实施项目地过程中,需要明确自身的定位。

在项目中,教师并非项目的指挥者,而是项目的参与者以及推动者,需要为学生执行项目的过程提供一切支持与指导。同时,也需要时刻关注学生在实施项目过程中的表现,及时的帮助学生纠正在项目中的偏差,在项目的关键环节给予学生一定的启发,一方面,保证学生在执行项目中能够充分发挥自身的主动性,实现对知识的深入探究,另一方面也需要帮助学生在执行项目的过程中获得成就感。

在组织学生实施《散点图的应用——繁花曲线的生成》这一课的项目时,教师需要在课前提前预想到学生对于项目资源的需求,为学生提供不同尺寸的繁花曲线尺、库函数速查文档、turtle库参考文档以及导学案,从而提升学生执行项目的效率,并提升项目的可行性。此外,为了实现知识迁移教师还可以带领学生回顾与三角函数相关的知识,以及Python math库相关知识,确保学生的知识储备能够满足执行项目的要求。由于在项目的准备阶段已经让学生在小组内进行任务分工,因此在执行项目的过程中,学生也能有具体的任务目标。在小组中,有的学生负责利用繁花曲线尺手动绘制生成繁花曲线,通过控制变量法探索繁花曲线上点的坐标变化规律;有的学生则负责推导点的坐标数学表达式,在小组内,每个学生都能根据自身的能力找到符合自己的任务,最为关键的是在完成自身任务的过程中,学生会对繁花曲线的生成要素有更深的理解,以实践的方式验证所学习的内容,实现对知识与技能的融会贯通。在此基础上,教师可以详细为学生讲解turtle库知识,并演示与生活实际贴近的案例,为了让学生对相关知识进行积极主动的深入探究,可以为学生准备不完整的《繁花曲线散点图.py》源程序,学生想要使程序能够正常运行就需要结合所学的知识以及对相关知识的理解,补充程序的参数,并调试程序。在整个教学过程中,教师需要秉承学生主体性原则,引导学生通过小组讨论,实践论证等方式解决所遇到的问题,并完成项目。

(四)基于互动共享的项目交流

项目作品是项目成果的最终体现,包含了学生在项目中的努力并体现了学生完成项目的思路。学生在完成项目后,教师需要引导学生在组内推选代表展示分享本组的作品,所推举的代表需要在小组内与其他组员充分讨论,从而更好地展示作品,并与其他小组进行互动交流,而互动的交流的目的在于发现本组在实施项目过程中存在的问题,并借鉴其他小组的经验。在这个过程中,教师需要控制好干预的强度,确保学生在交流展示的环节能够保持较高的自主性,自由的分享思路。对于学生来说,在这一环节中,不仅需要展示小组作品,同时也需要与其他小组分享在执行项目过程中所遭遇的问题以及针对相关问题的解决方案。可以说项目交流的环节是学生相互交换想法思路的过程,同时也是提升素养的重要过程。

针对《散点图的应用——繁花曲线的生成》这一课,小组交流也是必要的环节。在这个环节中,需要小组内部推选代表,展示小组所制作的繁花图,不仅要说明本组方案的优势,同时也要分享在制作繁花图过程中遇到的困难,如繁花图形状控制相关问题、寻找轨迹坐标相关问题以及推导坐标相关问题等。而这一过程在很大程度也是对知识进行回顾总结的过程,能够进一步强化学生对于知识的理解以及记忆。此外在这一环节中,每个小组都需要积极踊跃地向其他小组提问,被问到的小组也需要努力的回答问题。

(五)基于多元开放的项目评价

项目式学习与传统学习方式最大的不同在于,项目式学习并不是结果导向的学习方式,而是一种过程导向的学习方式。因此在项目式教学中,针对学生的评级需要基于项目过程建立更加开放多元的评价体系,将教学目标的完成度作为项目评价的重要标准,将学生的能力的培养与发展作为评价的重要维度。在项目式学习中,教师并不是唯一的评委,全面客观的项目评价需要由教师以及学生共同参与,让学生真正建立起主人翁意识,强化学生自主学习的态度。在评价的过程中需要为围绕,学生在项目中积极性、对于项目的参与度以及知识的接受度、项目作品的完成度等多个方面进行评估考量,从而对学生在项目中的表现进行全面客观的评价。

针对《散点图的应用——繁花曲线的生成》这一课的项目评价,需要综合应用多种评价方式,包括教师评价,小组互评以及学生自评,让学生对于自身的表现有更为客观的合适的评价,对学生在小組中活跃贡献度、学生探究过程中的态度、是否通过Python编程生成繁花曲线以及繁花曲线美观性艺术性等方面进行综合考量,确保评价的结果符合学生在项目中的真实表现,并且能够对学生接下来的学习起到导向作用。

五、结束语

在当前的教育发展阶段下,信息技术课程在高中教育体系中的重要性不断凸显,而Python编程是高中信息技术课程的重要组成部分,但是这部分知识比较抽象,采取常规的教学方式很难保证学生能够真正理解并应用相关知识。项目式学习方法作为一种以项目为载体以发挥学生自主性为目标的教学手段,在应用于Python编程教学的过程中能够发挥重要的作用。对于教师来说,需要对项目式学习的概念进行深入研究,在此基础上结合知识的内容加强项目的设计,确保在执行项目的过程中能够充分发挥学生的自主性,促进学生能力的全面提升。

作者单位:陈晓燕    平原县第一中学

参  考  文  献

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