CBL理念下的初中Python教学探索

摘要：从某种意义上来说，CBL理念下的Python教学突破了单一的讲授为主、任务驱动的模式，引入了丰富精彩的案例，既能锻炼学生解决问题过程中的计算思维，又能进行学习心理和知识的补偿教学。但在实践中，还存在案例“乱花渐欲迷人眼”、学生过忙、学生出现“信息茧房”等问题。对此，可将章节案例和教学资源进行整合，化繁为简。在应用与优化的过程中，发现CBL理念下的Python教学应强调学习案例的“生活力”、学习材料的集成性、学习内容的关联性。

关键词： CBL理念;Python教学;初中信息技术

CBL即Case Based Learning，意为基于案例的学习。为了更好地指导初中学生的Python编程学习，笔者致力于CBL理念下的Python教学。CBL理念下的Python教学，根据教学目标，课前创设真实且生活化的案例，把Python教学嵌入案例场景中，课堂通过组织学生经历分析问题、解决问题等过程，帮助学生体会程序设计的方法、路径，以达到培养计算思维的目的。

一、CBL理念下的Python教学反思

笔者首先梳理了苏科版初中信息技术教材中Python相关的章节内容，依据CBL理念，进行案例设计。以贴近日常生活、学习的趣味任务为线索，对不同问题、相同知识点进行螺旋上升式安排，启发、引导学生进行自主探究，逐步渗透对计算思维的培养。具体的教学安排如下：

案例1：神秘的爬虫。1课时。包含的学习任务为：（1）了解Python的起源和发展;（2）了解Python的两个窗口。

案例2：计算机与计算器。2课时。包含的学习任务为：（1）认识数值、字符串两种数据类型;（2）感受运算法则与数学运算的关系;（3）While语句、布尔运算的简单使用。

案例3：快乐星球。3课时。包含的学习任务为：（1）熟悉选择、循环、顺序结构的概念及使用;（2）三种结构的综合运用;（3）循环的嵌套。

案例4：绘世界。2课时。包含的学习任务为：（1）熟练掌握turtle库的使用方法;（2）熟练掌握forward、left、range等命令。

案例5：神奇的万花筒。3课时。包含的学习任务为：（1）熟练运用pencolor和bgcolor命令，学会设置画笔的颜色和背景的颜色;（2）学会安装导入pygame模块并使用，知道RGB的概念和取值范围。

案例6：楚汉相争——认识函数。2课时。包含的学习任务为：（1）掌握自定义函数的基本方法，理解函数调用的方式;（2）了解函数的分类，能用函数解决实际问题。

案例7：发现新大陆。3课时。包含的学习任务为：（1）初步了解人工智能的含义和对人类社会的影响;（2）了解人脸识别的基本原理和机器学习算法;（3）畅想未来社会科技的发展。

此外，笔者还引入了SCS创客教学法，来为案例赋予“生活力”。SCS教学法以故事引入、简单任务模仿、知识点讲解、拓展任务模仿、创新激发引导等环节开展教学。其优势在于：案例贴合初中学生的生活，能有效进行学习和心理补偿;任务模仿环节有助于减少初中学生对Python学习的畏难心理;既重视学习过程，又突出学习结果，在层层递进的学习过程激发学生的计算思维。

但是，这样的Python教学开展一段时间后，暴露出不少问题：

1.案例“乱花渐欲迷人眼”。Python的知识呈现“链式”和“百川到海”的形态，前后章节的学习往往环环相扣。每章节独立设计的案例之间没有联系，容易导致学生被丰富的案例所“迷惑”，对Python的知识“视而不见”。长此以往，案例反而成为学生学习的绊脚石而非顺风车。

2.学生过忙。当案例中嵌入SCS教学法后，每个环节都有丰富的教学资源和学习平台。因此，学生应接不暇，既要填问卷、领取任务卡，又要登录微信公众号、看微视频，还要用平板电脑拍照上传作业……虽然笔者在每节课都关注到要给学生足够的时间思考程序算法的求解，但学生已经“精疲力竭”，往往到了调试代码环节，就表现得“有心无力”。原本笔者为了案例有更好的可视化效果设计的众多教学资源，反而加重了学生的学习负担。

3.学生出现“信息茧房”。学生会有选择地关注案例、游戏、视频等众多教学资源以及简单的基础性知识，对案例中有难度、需要深入思考的问题应对不佳，十之八九求助于教师，Python学习效果差。

二、CBL理念下的Python教学优化

从某种意义上来说，CBL理念下的Python教学突破了单一的讲授为主、任务驱动的模式，引入了丰富精彩的案例，既能锻炼学生解决问题过程中的计算思维，又能进行学习心理和知识的补偿教学。但笔者忽略的是，对于我校（南京市的一所“新优质”初中）的学生而言，先前的编程学习经验及自身的信息素养并不能支持他们面对纷繁复杂的案例和众多前沿的学习平台;先天不足的学习习惯和环境导致他们缺乏相应的定力和耐力;当案例较多、任务较难，代码调试需要较多时间与耐心时，他们的应对和思考水平断崖式下降。那么，如何才能更好地开展CBL理念下的Python教学？笔者尝试将章节案例和教学资源进行整合，化繁为简。

首先，调整教学内容，将原来的7个案例精简为2个案例，具体教学安排如表1所示。接着，整合教学资源，调整教学环节。“假如龟兔赛跑来到现代”和“假如龟兔赛跑穿越到未来”两个案例的教学流程如图1和下页图2所示。

这两个案例，每个案例都有或递进或选择或并列的环节，以及完成环节需要的“知识能量”。“知识能量”存放于H5网页中，呈现方式有微视频、图片、问卷星的问卷等。教学中，不局限于SCS教学法，教学环节与案例环节浑然天成。学生自主选择案例环节，上一个环节问题的解决是下一个环节的“密钥”;上一个环节的任务没完成，不可进入下一个环节。整堂课的学习，学生只需打开教师事先制作好的H5网页，查看案例内容，在一个个网页中完成知识点的学习和测验。代码调试穿插在任意环节，学生自主打开Python编辑器调试即可。代码调试结果、网页答题结果都可成为“通关密钥”。

相较于单纯的CBL理念下的Python教学，优化后的教学更适合学生，更能推动学生的编程学习：

1.案例以简驭繁。同样的教学内容，两个案例的学习即可完成，学生凝神聚力，准备案例的“通关”，“通关秘籍”即为Python知识。

2.教无定法，课堂活跃。不拘泥于固定的SCS教学法，每堂课的开展势态都依据学生对案例、环节的理解，指向问题的解决;教师因材施教，教学方法“随机生成”。

3.集成系统“解放”学生。所有的学习资源和测验集成在H5网页上，大大地解放了学生。学生的心往一处想、力往一处使——Python知识学习和调试代码环节，减少过多的学习平台给学生增加的学习负担。

4.“通关”环节激发探索兴趣。“通关”环节的设置，有效利用了游戏机制，引发了学生的竞争意识，引起了学生对环节的未知感，使得学生更愿意付诸努力，探索知识、解决困难。兴趣与努力使得学生的Python学习更加全面，冲破学习中的“信息茧房”。

三、一些启示

（一）应强调Python学习案例的“生活力”

基于案例的学习，强调设计真实且生活化的案例。可以说，初中学生的学习“原点”是衣食住行，教师要着重把握这一关键点，利用形式各样的生活材料进行Python教学。龟兔赛跑、操场、流浪地球等关键词是学生既熟悉又感兴趣的点，容易联想意境，而三体世界、人工智能等词又是他们“跳一跳”就能到达的“最近发展区”。因此，教师通过这样的Python学习案例，引导学生从学习“原点”到“最近发展区”，可谓在具备“生活力”的案例中培养了学生的“生活力”。

（二）应强调Python学习材料的集成性

古语“易则易知，简则易从”，是说大道至简，不管事物多复杂，重要的道理都可以用平易、简单的方式说清楚。此“简单”并不是一味地压缩和简化，而是更深、更广地丰富，在删繁就简中保存事物的经典内核。以此思想观照CBL理念下的Python教学，要求教师遵循“易知、易从”原则“集成”学习材料，让学生容易理解、简便操作。

面对浩如烟海的Python知识和富有挑战性的案例“通关”，如何让学生在固定的时间内合理分配有限的精力，要求教师选择带有集成性质的学习平台，减少过多的平台操作给学生增加的学习负担。H5网页，可以集视频、图片、文字、音频、链接等资源为一体，适用于电脑端和手机端，贯穿课前、课中、课后，便于学生实时互动、教师及时反馈。学生只须打开教师事先制作好的H5网页，查看案例内容，点击一个个网页，即可完成学习。案例看似少了，知识量却没变，还有可能动态生成更多的学习资源——知识嵌套在案例各个环节的问题解决过程中，学生需要“过五关斩六将”，主动学习，在探索中理解知识的运用。

（三）应强调Python学习内容的关联性

CBL理念下的Python教学不是案例的堆砌与阅读，主角仍应是Python。教师要时刻提醒学生学习的主角，强调Python学习内容的关联性。

例如，选择“保卫地球——救援计划”的学生，在完成“沙漠变绿洲”任务时，对“种树”半成品代码进行完善。小冰同学发现，此前“种草”代码中很多语句和格式与“种树”代码重复，类似“def savetree（t，trunk_length， pensize）：”“pensize”“forward”“pencolor”等语句。于是，小冰同学就和同桌说可以复制、粘贴代码，快速完成任务。面对学生的发现，教师没有作壁上观，也没有直接作出肯定或否定的评价，而是抓住时机，及时介入，引导学生集体思考这个有价值的建议，把自定义函数的语法的“发现权”交还给学生。教师以此为契机发问：“如果让你复制，你会复制哪些语句，又有哪些语句不能复制？复制完的语句你打算放在何处，怎么缩进？”这个建议来自学生的发现，源自学习内容的关联，在此基础上展开的研讨给学生留下了深刻的印象，使学生颇受激励，更愿意向Python学习的深处行进。

参考文献：

[1] 赵霞，张珣，韩忠明，等.Python语言教学中问题解决能力和创新能力的培养实践[J].计算机教育，2017（9）.

[2] 张艳.Python：学生“生活力”培养的网络路径[J].软件，2021（1）.