基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)構(gòu)建信息技術(shù)高效課堂

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)指的是在教師的指導(dǎo)下，以生活中真實(shí)的問題作為基點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生靈活利用各種有效的資源與工具，開展項(xiàng)目確定、方案制定、合作探究、實(shí)踐操作、成果分享、總結(jié)評價(jià)等一系列活動(dòng)，以此來提高學(xué)生的問題解決能力，加深學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的內(nèi)化與應(yīng)用。在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的運(yùn)用有助于學(xué)生圍繞著特定問題去開展復(fù)雜性的學(xué)習(xí)，具有開放性、創(chuàng)新性、綜合性、實(shí)踐性等多個(gè)方面的特點(diǎn)。教師應(yīng)該通過課題的科學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)資源的靈活運(yùn)用，開展深度的學(xué)習(xí)活動(dòng)，帶動(dòng)學(xué)生在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中自主探究、推理論證，以此來構(gòu)建完善的信息技術(shù)知識(shí)體系，提高對知識(shí)、技術(shù)的應(yīng)用能力。一、基于生活情境，設(shè)置課題生活情境指的是在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，教師以小學(xué)生的生活為基本素材，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)生動(dòng)的教學(xué)情境，在增強(qiáng)學(xué)生體驗(yàn)感知的基礎(chǔ)上，幫助他們發(fā)現(xiàn)身邊的信息技術(shù)。在生活情境營造的過程中，教師需要遵循生本理念的原則，尤其是在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)該盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，將看似抽象的信息技術(shù)知識(shí)與生活緊密銜接在一起，以此來推動(dòng)小學(xué)信息技術(shù)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的高效開展。2017年9月，教育部發(fā)布的《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》中也對綜合實(shí)踐類活動(dòng)項(xiàng)目主題的選擇提出了較為明確的要求，指出教師應(yīng)該依托于真實(shí)的情境去設(shè)置相應(yīng)的主題，調(diào)動(dòng)每個(gè)小學(xué)生參與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的積極性與能動(dòng)性。課題的選擇是小學(xué)信息技術(shù)課程項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的藍(lán)圖，需以開放性、生成性、可操作性為方向，保障課題能夠貼近學(xué)生的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)。以《人工智能的應(yīng)用》的教學(xué)為例，近年來我國人工智能技術(shù)的發(fā)展速度不斷加快，為了引導(dǎo)小學(xué)生加深對人工智能技術(shù)的認(rèn)知，為今后技術(shù)類人才的培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2017年7月，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，在中小學(xué)階段開設(shè)人工智能技術(shù)課程。而在《江蘇省義務(wù)教育信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要（2017版）》也將人工智能教學(xué)視為模擬、加深、拓展人的智能應(yīng)用的技術(shù)學(xué)科，作為“必修”模塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師在深入了解人工智能教學(xué)重要性的基礎(chǔ)上，通過溝通交流、觀察分析，了解學(xué)生日常生活中的人工智能技術(shù)、學(xué)生對人工智能技術(shù)的認(rèn)知情況及掌握水平，將其作為確定課題的入手點(diǎn)與關(guān)鍵點(diǎn)。因此，教師在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)開展之前，先開展了前期導(dǎo)入活動(dòng)，利用多媒體、生活化資源等來構(gòu)建了真實(shí)的生活情境，列舉了生活中常見的人工智能技術(shù)應(yīng)用場面，包括AI技術(shù)、智能機(jī)器人、涉及人工智能技術(shù)的APP等。學(xué)生在這些元素的帶動(dòng)下，形成人工智能技術(shù)學(xué)習(xí)與探究的興趣。在此基礎(chǔ)上，教師再開展討論活動(dòng)，將人工智能技術(shù)的基本原理融入其中。教師則在生活化情境的支持下，將人工智能應(yīng)用教學(xué)的課題確定為“生活中的人工智能技術(shù)”。課題的選擇為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展找到明確的方向，有助于提高項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)開展的整體水平。為了設(shè)置科學(xué)合理、學(xué)生感興趣的課題，教師需要明確項(xiàng)目課題應(yīng)該源于生活，從學(xué)生身邊的事物出發(fā)，圍繞著學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)開展后續(xù)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)。二、推送微課資源，自主探究微課是科學(xué)技術(shù)發(fā)展推動(dòng)下與教學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種創(chuàng)新性、時(shí)代性的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式是以微型視頻為載體，針對具體的知識(shí)點(diǎn)、教學(xué)環(huán)節(jié)而設(shè)計(jì)開發(fā)的課程資源［1］。在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的過程中，微課所涉及的知識(shí)內(nèi)容呈現(xiàn)出了點(diǎn)狀分布的特點(diǎn)，教師可以通過微課來對某個(gè)軟件進(jìn)行介紹，也可以突出信息技術(shù)教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，加深對信息技術(shù)相關(guān)概念知識(shí)的講解。在微課的支持下，教師也可以對某種技術(shù)操作技能進(jìn)行演示，將其作為課堂教學(xué)的有力助手。相對于傳統(tǒng)的教學(xué)資源，微課在形式與內(nèi)容上具有短小精悍、主題明確、視覺效果直觀等多個(gè)方面的特點(diǎn)，教師可以通過微課的優(yōu)化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)其對學(xué)生的吸引力。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，教師也可以通過微課的推送，成為活動(dòng)開展的索引，引導(dǎo)學(xué)生在知識(shí)的感染與帶動(dòng)下，形成自主探究的意識(shí)。小學(xué)階段的學(xué)生在思維認(rèn)知上仍然以感性為主，對一切新鮮的事物都有著強(qiáng)烈的好奇心、探知欲，但是學(xué)生的歸納能力、分析能力較差，需要經(jīng)過前期的引導(dǎo)來調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)探究。在“生活中的人工智能技術(shù)”這一項(xiàng)目活動(dòng)之中，教師就結(jié)合小學(xué)生的思維認(rèn)知、興趣愛好、生活經(jīng)驗(yàn)等提前錄制、制作了與人工智能技術(shù)有關(guān)的微課，包括《人工智能的前世今生》《語音識(shí)別技術(shù)的原理》《語音合成的技術(shù)揭秘》《有趣的文字識(shí)別》《生活中的人臉識(shí)別》《機(jī)器人的行走》等微課。這些微課內(nèi)容不僅展現(xiàn)了什么是人工智能技術(shù)，還展現(xiàn)了生活中人工智能的應(yīng)用方向、應(yīng)用原理等多個(gè)方面的內(nèi)容。教師在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，通過線上社交軟件、教學(xué)平臺(tái)將微課提前下放。在發(fā)放微課的同時(shí)，教師還提出了具有探究性、思考性的問題：除了微課中的人工智能技術(shù)以外，生活中還有哪些人工智能技術(shù)？這些人工智能技術(shù)為我們的生活帶來了哪些方面的影響？人工智能技術(shù)應(yīng)用到哪些原理？在這些問題的引導(dǎo)下，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在把握技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，把握人工智能技術(shù)的應(yīng)用方向與整體趨勢。微課資源的設(shè)計(jì)利用對推動(dòng)學(xué)生自主探究項(xiàng)目式學(xué)習(xí)具有重要的意義，但也對教師的微課設(shè)計(jì)能力、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展提出了更高的要求。在微課內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，教師應(yīng)該做到點(diǎn)到為止，通過“留白”來拓展學(xué)生的思考空間。三、指導(dǎo)深度學(xué)習(xí)，制定方案深度學(xué)習(xí)指的是在基礎(chǔ)性、理解性學(xué)習(xí)的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生開展批判學(xué)習(xí)等活動(dòng)，主動(dòng)去繼承學(xué)習(xí)新的思想，不斷對現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)加以突破完善［2］。深度學(xué)習(xí)要求學(xué)生能夠?qū)Ρ姸嗨枷搿⒅R(shí)點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)，將現(xiàn)有的知識(shí)遷移融入到新的情境之中，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。小學(xué)信息技術(shù)的新課標(biāo)中對學(xué)生深度學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展做出了詳細(xì)的規(guī)定，關(guān)注學(xué)生批判思維、科學(xué)精神、問題解決能力的培養(yǎng)，因此教師在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中，需打破固有思維，多開展深度學(xué)習(xí)的活動(dòng)。為了推動(dòng)深度學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展，教師以具體主題內(nèi)容、教學(xué)問題為引，讓學(xué)生溝通討論，合作學(xué)習(xí)，共同制定問題的解決方案，并在后續(xù)的實(shí)踐活動(dòng)中進(jìn)行論證與完善，實(shí)現(xiàn)批判式的理解與運(yùn)用。例如，在展示光控?zé)暨@一人工智能技術(shù)時(shí)，教師先通過微課等資源，構(gòu)建了生活化的情境，展示了學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活中常見的光控?zé)?，鼓?lì)學(xué)生對光控?zé)艄ぷ鞯脑磉M(jìn)行初步的探討分析，以此來確定本節(jié)課的項(xiàng)目主題：設(shè)計(jì)Micro：bit光控?zé)?。在前期活?dòng)的支持下，學(xué)生的興趣得到了進(jìn)一步的調(diào)動(dòng)。而在接下來的項(xiàng)目活動(dòng)中，學(xué)生需要通過畫圖等多種方式，對Micro：bit光控?zé)羲婕暗暮诵募夹g(shù)、運(yùn)作流程進(jìn)行整合。學(xué)生需要通過捕捉光纖的虛擬值，對光控?zé)魺袅?、燈滅的臨界值進(jìn)行提煉，并通過判斷來破解程序控制的重難點(diǎn)。在這一過程中，學(xué)生需要仔細(xì)觀察Micro：bit光控?zé)舻倪\(yùn)作，加強(qiáng)對項(xiàng)目的觀看分析與系統(tǒng)規(guī)劃，根據(jù)自己的思路來繪制制作的方法與步驟。隨后，教師又為學(xué)生布置了接下來的項(xiàng)目任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)制作一個(gè)聲控、光控同步操作的燈。學(xué)生需要根據(jù)前期知識(shí)技能的積累，加強(qiáng)與同伴之間的討論，共同制定技術(shù)設(shè)計(jì)與運(yùn)用的方案。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中開展小組合作活動(dòng)，引導(dǎo)能力不同的學(xué)生互相配合，共同交流自己的思維，探討如何解決信息技術(shù)學(xué)習(xí)中存在的問題，在合作中幫助學(xué)生構(gòu)建完整的信息技術(shù)知識(shí)體系，促進(jìn)開展深度學(xué)習(xí)活動(dòng)。四、加強(qiáng)實(shí)踐操作，推理驗(yàn)證任何項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展都需要學(xué)生的自主實(shí)踐、親身操作，在完成項(xiàng)目任務(wù)的過程中，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，在實(shí)踐中對之前的方案進(jìn)行論證。相比較其他的動(dòng)手操作，信息技術(shù)的運(yùn)用具有一定的難度，要求信息化思維、軟件技術(shù)手段的同步運(yùn)用。教師需要給予學(xué)生實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)，同時(shí)還需要扮演好輔助者、啟發(fā)者的重要角色，動(dòng)態(tài)跟進(jìn)、合理指導(dǎo)、監(jiān)督評價(jià)學(xué)生實(shí)踐操作的過程，協(xié)調(diào)解決過程中可能發(fā)生的任何情況，鼓勵(lì)學(xué)生親身參與到作品創(chuàng)作、動(dòng)手實(shí)踐之中。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的實(shí)踐操作需要以學(xué)生對信息技術(shù)知識(shí)、技能的掌握為基礎(chǔ)，在正式開展實(shí)踐操作之前，教師需對學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)體系加以分析，并提供給學(xué)生充足的時(shí)間與機(jī)會(huì)，進(jìn)一步提高項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)開展的水平。例如，有學(xué)生在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)下，已經(jīng)對人工智能技術(shù)中的機(jī)器人行走等有了基礎(chǔ)性的認(rèn)知與理解，也為學(xué)生后續(xù)的實(shí)踐操作打下了良好的基礎(chǔ)。在正式的操作中，教師先為學(xué)生新建了一個(gè)程序，自定義了black、max兩個(gè)變量。其中，black變量指的是機(jī)器人行走場地與軌跡線感光值的中間值，而max則代表了機(jī)器人行走的狀態(tài)。學(xué)生需要通過計(jì)算black值，在對變量進(jìn)行定義的基礎(chǔ)上完成程序的初始化操作。在接下來的操作中，教師再引導(dǎo)學(xué)生一起設(shè)置灰度傳感器，了解機(jī)器人沿線走主要有幾種參數(shù)值，對編程操作進(jìn)行學(xué)習(xí)嘗試。教師還對機(jī)器人項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展進(jìn)行了深化，布置小組探究任務(wù)，讓學(xué)生共同探究機(jī)器人在黑線上行走、機(jī)器人左偏與右偏、機(jī)器人完全左偏與完全右偏這五種行走路線的編程方式，對程序的參數(shù)值進(jìn)行不斷的調(diào)試與修正，鍛煉學(xué)生舉一反三的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。在完成所有的編程操作之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將編寫好的程序下載到機(jī)器人的主板上，對自己的實(shí)踐操作進(jìn)行推理驗(yàn)證。在動(dòng)手操作中，很多學(xué)生的操作能力、創(chuàng)新能力有限，僅是根據(jù)教師之前的演示、搜集到的操作過程，將這些流程重新復(fù)原一遍。但一旦在自身操作中遇到問題，那么學(xué)生就會(huì)變得手足無措。為了改善這一現(xiàn)象，教師可以通過提問引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)等多種不同的方式，逐步解決學(xué)生在實(shí)踐操作中的困境。五、拓展學(xué)科視野，深化素養(yǎng)在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的過程中，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展是一個(gè)循序漸進(jìn)、層層遞進(jìn)的過程，需要根據(jù)學(xué)生知識(shí)能力、思維視野的拓寬，不斷深化其中的知識(shí)內(nèi)容，開展有步驟、有計(jì)劃的教學(xué)。為了提高信息技術(shù)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的整體效果，教師應(yīng)打破現(xiàn)有學(xué)科的限制，注重多門學(xué)科之間的知識(shí)融通與有效應(yīng)用，對現(xiàn)有的教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此來深化學(xué)生的信息素養(yǎng)，也讓學(xué)生在實(shí)踐探究的過程中提升自我的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識(shí)。對此，教師可以將科學(xué)、藝術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、語文等多門學(xué)科融入到項(xiàng)目式學(xué)習(xí)之中。例如在工程學(xué)科知識(shí)的融入中，教師可關(guān)注學(xué)生工程意識(shí)的培養(yǎng)，讓學(xué)生代入工程設(shè)計(jì)的思想，對操作的流程進(jìn)行優(yōu)化，更好地解決項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的問題。在探究人工智能機(jī)器人項(xiàng)目的過程中，教師就融入了歷史學(xué)科的相關(guān)知識(shí)，通過增加項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的人文性、趣味性，進(jìn)一步減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。例如在導(dǎo)入階段，教師就通過多媒體呈現(xiàn)了建黨歷史的相關(guān)圖片，在學(xué)生對歷史形成探究興趣的基礎(chǔ)上，再引入“小愛同學(xué)”這類人工智能機(jī)器人，配合開展智能語音的歷史知識(shí)問答活動(dòng)，激活學(xué)生展開能動(dòng)的思考。在前期活動(dòng)的引導(dǎo)下，教師帶領(lǐng)學(xué)生一起梳理與總結(jié)智能語音機(jī)器人的工作流程，并通過PPT、微課等多種不同的方式，幫助學(xué)生了解語音識(shí)別、語音合成等相關(guān)技術(shù)的原理。再以物理學(xué)知識(shí)的融入為例，在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中，教師可以引入空氣吉他的人工智能課程。在引入項(xiàng)目主題之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考吉他的發(fā)聲方式，并具體講解振動(dòng)的頻率是如何影響聲音的高低、振動(dòng)的時(shí)間是如何影響音長。學(xué)生在分析與探索的基礎(chǔ)上，再利用超聲波傳感器檢測距離來確定音調(diào)，將信息技術(shù)與物理學(xué)科知識(shí)緊密結(jié)合，運(yùn)用空氣吉他對音樂進(jìn)行演奏。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需教師把握不同學(xué)科之間的聯(lián)系，