学习迁移理论下的高中信息技术项目式教学策略
夏国生
[摘 要] 高中信息技术项目式教学旨培养学生解决问题的能力，提升学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任四个方面的核心素养。文章以学习迁移理论为指导，提出了具有实践意义的三个教学策略，即提炼算法策略、替换要素策略和逆向思维策略，结合项目式教学实例，对每个教学策略进行了解释和论证，为项目式教学的深入开展提供了参考依据。
[关键词] 信息技术;项目式教学;迁移理论
一、学习迁移理论对项目式教学策略设计的启示
心理学家贾德（C.H.Judd ）认为，先期学到的知识之所以能迁移到后期，是因为我们在先期学习中基于经验对一般原理做出了概括，使一般原理可以部分或全部运用在先后两次的学习活动之中。根据这一理论，两次活动之间存在的共同部分，是迁移产生的必要前提，而迁移产生的关键是学习者需要在两次活动中，概括出它们之间的共性，表现为主体对经验的概括。
基于以上理论，笔者得到的启示：在项目式教学过程中，教师要帮助学生总结、概括解决某类问题的原理，分析问题解决情境中的相同或相似要素，反思问题解决的思路和技术路线。
二、促进迁移教学策略的设计及实例
笔者从促进有效学习迁移的角度提出了几个策略，即提炼算法策略、替换要素策略和逆向思维策略，并分析了这些策略所适用的项目式教学的特征，以信息技术 “数据与计算”一课为例，进行说明。
（一）提炼算法策略
提炼算法策略是指教师在进行项目式教学时不能仅仅满足于读懂代码，还要深挖代码背后的算法逻辑，要知其然更知其所以然。代码仅是算法逻辑的表征，只有理解了解决问题的具体算法，才能做到举一反三，有效迁移。
以“非数值计算”一节为例，其中讲到了递归算法。教师如果直接讲解教材中的“汉诺塔”游戏，对初识递归算法的学生来说，稍有难度，学生很容易产生畏难情绪。因此，笔者做了以下安排：首先，抛出一个简单的计算项目，给定一个列表，返回列表中所有数的和。对于这样一个小规模的项目，学生利用之前学过的循环结构就能解決，具体Python代码如图1所示。
其次，鼓励学生提出质疑：如果没有循环语句怎么办？教师可以引导学生把循环语句改写成递归算法的语句，如图2所示。
再次，教师和学生一起总结递归算法的本质：①递归算法必须有一个基本结束条件;②递归算法必须能改变状态向基本结束条件演进;③递归算法必须调用自身。
最后，教师和学生一起将递归算法的思想应用于“汉诺塔”项目：①“汉诺塔”项目的基本结束条件（只有1个盘片，直接将盘片从A柱移动至C柱）;②“汉诺塔”项目可以向基本结束条件演进（如果有N个盘片，可以看作由下层的1个盘片和上层的N-1个盘片）;③“汉诺塔”项目会调用自身（调用自身的递归算法，将N-1个盘片又可以看作下层的1个盘片和上层的N-2个盘片，以此类推）;于是，学生就可以将递归思想迁移到解决“汉诺塔”游戏的项目中来了，具体的Python代码如图3所示。
（二）替换要素策略
替换要素策略是通过“替换”的手法，将项目式教学中问题解决的关键要素保留，在多个项目和情境中，替换成非关键要素，让学生体会关键要素在不同情境或项目中的应用。这种做法有助于学生牢固地把握解决问题的关键要素，在今后遇到含有这些要素的情况时，能准确地识别和应用。
例如，在“数据的计算”一节中笔者用到了“鸡兔同笼”的例子来解释数据的计算：今有鸡兔同笼，上有三十五头，下有九十四足，问鸡兔各几只？解决该问题的关键要素在于未知数要符合已知条件，具体的Python代码如图4所示。
为了促进学习的有效迁移，我们把问题解决中的非关键要素（鸡和兔的数量）替换为公鸡、母鸡和小鸡的数量，而关键要素（未知数要符合已知条件）保留，于是就有了“百鸡百钱”的项目：鸡翁一值钱五，鸡母一值钱三，鸡雏三值钱一。百钱买百鸡，问鸡翁、鸡母、鸡雏各几只？其Python代码如图5所示。
经过了这种替换要素的策略实践，学生在碰到包含“未知数要符合已知的条件”这个关键要素的问题时，就能迅速地将这种算法迁移过来解决问题了。
（三）逆向思维策略
逆向思维策略是指在项目式教学的收尾环节，教师可以引导学生反思解决问题的全过程，沿着解决思路，进行逆向思维，深刻把握各个因素之间的关系，将已知条件转变为未知条件，未知条件转变为已知条件，强化学生对相关因素的鉴别能力，培养学生的发散思维，促进学习的有效迁移。
以“加密与解密”中的“恺撒密码”项目为例。恺撒加密技术是指明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。当偏移量是3的时候，所有的字母A将被替换成D，B变成E，以此类推，用Python代码表示恺撒密码的话，结果如图6所示。
教材中提供了恺撒加密的Python代码，而在实际教学中，为了让学生真正理解恺撒加密技术的原理，笔者要求学生将恺撒加密代码改写成恺撒解密代码，即输入密文，让程序输出明文。学生要完成这一项目就必须进行逆向思维，而且不能简单地将字符的偏移量从加3变成减3，由于判断条件已经根据问题情境发生了改变，具体的Python代码如图7所示。
这样的策略既能巩固学生的学习所得，促进学习的有效迁移，又能培养学生严谨的逻辑思维能力。
本文以高中信息技术项目式教学策略为研究主题，以学习迁移理论为指导，提出了具有实践意义的、促进学习有效迁移的实际策略，结合笔者提供的项目式教学实例，对每个策略进行了解释和论证，为项目式教学的深入开展，提供了借鉴。值得注意的是，高中信息技术项目式教学旨培养学生解决问题的能力，提升学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任四个方面的核心素养。因此，教师要根据具体教学项目的特点，有目的地选择适用的教学策略。
参考文献
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