基于“研學(xué)后教”理念的高中信息技術(shù)PBL實踐研究

丘志強 彭麗歐

摘要：本文將項目式學(xué)習(xí)（PBL）與“研學(xué)后教”理念相融合，探索高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的教學(xué)策略，并通過必修模塊一中“數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用”內(nèi)容的“地面智能氣象的數(shù)據(jù)分析和可視化表達”項目活動為例，闡述了高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的實施過程，最后對教學(xué)效果和教學(xué)行為進行了分析與思考。

關(guān)鍵詞：PBL（項目式學(xué)習(xí)）；研學(xué)后教；高中信息技術(shù)；教學(xué)實踐

中圖分類號：G434 文獻標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2019）05-0044-05

2018年，《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》正式發(fā)布，它強調(diào)以項目式學(xué)習(xí)整合學(xué)科的原理知識、學(xué)科方法、工具選擇為教學(xué)方式，通過項目活動進行自主、協(xié)作、探究技能學(xué)習(xí)，全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)?！把袑W(xué)后教”以“堅持以生為本，把時間還給學(xué)生，讓問題成為中心，使過程走向成功”為核心理念?！把袑W(xué)后教”是實施新課標(biāo)的理念，而項目式學(xué)習(xí)正是踐行新課標(biāo)的學(xué)習(xí)方式。

“研學(xué)后教”與項目式學(xué)習(xí)的融合分析

1.“研學(xué)后教”理念的內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)

“研學(xué)后教”課堂教學(xué)改革是廣州市番禺區(qū)基礎(chǔ)教育課程改革的一項實踐與創(chuàng)新，強調(diào)學(xué)生研學(xué)在先，以學(xué)定教，“研”是前提，“學(xué)”是基礎(chǔ)，“教”是保障，實現(xiàn)“研”“學(xué)”“教”一體化。[1]升級版的“研學(xué)后教”堅持把時間還給學(xué)生，讓學(xué)生成為課堂真正的主人，讓問題成為中心，凸顯學(xué)科研學(xué)問題的解決，讓學(xué)生在自主、合作、探究中利用舊知探索新知，融合學(xué)科核心素養(yǎng)，最終使過程走向成功的核心理念。

2.項目式學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)

項目式學(xué)習(xí)（PBL：project based learning）是一種基于建構(gòu)主義理論的情境化學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生通過應(yīng)用知識、動手操作的方式來學(xué)習(xí)知識，進而加深學(xué)生對學(xué)習(xí)材料的理解，強調(diào)積極建構(gòu)、合作學(xué)習(xí)。[2]它強調(diào)以真實情境中的問題作為驅(qū)動，將所要學(xué)習(xí)的知識點內(nèi)容以一個或多個項目活動學(xué)習(xí)形式進行整合，使學(xué)生在完成項目的過程中學(xué)習(xí)新內(nèi)容，獲得較全面的學(xué)科知識，同時通過項目培養(yǎng)學(xué)生的自主、合作、探究能力，創(chuàng)新能力，動手實踐能力及問題解決能力等。[3]它包括了六大基本步驟，如圖1所示。

3.“研學(xué)后教”與項目式學(xué)習(xí)的契合度分析

新課程標(biāo)準(zhǔn)提出要大力推進教學(xué)改革，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程，創(chuàng)設(shè)與生活關(guān)聯(lián)的、任務(wù)導(dǎo)向的真實情境，促進學(xué)生自主、合作、探究地學(xué)習(xí)。[4]而“研學(xué)后教”堅持以學(xué)生的學(xué)習(xí)為主體，將學(xué)生的“學(xué)”、教師的“教”、師生的“研”合為一體的立體生態(tài)課堂，實現(xiàn)“研”有深度、“學(xué)”有厚度、“教”有高度的目標(biāo)。在高中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中，項目式學(xué)習(xí)是在新課標(biāo)和課堂教學(xué)改革理念下合適有效的學(xué)習(xí)方式，是踐行高中信息技術(shù)新課標(biāo)的有效方法，也是區(qū)域“研學(xué)后教”理念的落地和實施。

高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的實施策略

1.基于項目式學(xué)習(xí)的高中信息技術(shù)教學(xué)理念

在高中信息技術(shù)教學(xué)中，要圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)，凸顯“學(xué)主教從、以學(xué)定教、先學(xué)后教”的專業(yè)路徑，把項目整合于課堂教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生開展項目學(xué)習(xí)的數(shù)字化環(huán)境、資源和條件。[5]在教學(xué)中，要有效地對知識體系進行梳理，引入現(xiàn)實情境性的問題或主題，梳理項目式學(xué)習(xí)的“問題—項目—學(xué)習(xí)”三者之間的關(guān)系[6]，認(rèn)清項目式學(xué)習(xí)六大步驟與八大要素之間的融合關(guān)系（如圖2），進一步提升項目式學(xué)習(xí)的設(shè)計。

2.高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的目標(biāo)分析

在高中信息技術(shù)教學(xué)中，通過梳理各課程模塊的教學(xué)內(nèi)容，以階段教學(xué)內(nèi)容、模塊、單元等為依托，提煉學(xué)生習(xí)得知識后應(yīng)具備的學(xué)科核心素養(yǎng)，對照具體的學(xué)業(yè)要求，并以此節(jié)點設(shè)計項目推進路徑，形成“模塊教學(xué)內(nèi)容—學(xué)科核心素養(yǎng)—項目目標(biāo)—教學(xué)目標(biāo)”的四級目標(biāo)分析路徑，逐一突破各個節(jié)點，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的策略分析

（1）“技術(shù)條件”策略

項目式學(xué)習(xí)要依靠多種信息技術(shù)條件和平臺，而信息技術(shù)的技術(shù)性和實踐性的特征，特別是新課標(biāo)提到要根據(jù)不同的教學(xué)需求設(shè)立信息技術(shù)實驗室，如數(shù)據(jù)分析實驗室、創(chuàng)客實驗室、多媒體網(wǎng)絡(luò)實驗室等，依據(jù)技術(shù)學(xué)科條件以微課程的形式融入項目式學(xué)習(xí)活動的整個過程，依托信息技術(shù)的有效資源、信息化教學(xué)手段、數(shù)字化教學(xué)資源等，這些都為項目式學(xué)習(xí)的有效開展和實施提供了可行性條件。

（2）“問題項目”策略

在項目式學(xué)習(xí)中，知識的獲得來源于對問題的認(rèn)識和解決的過程。問題本身推動了解決問題和推理技能的應(yīng)用，同時也激發(fā)了學(xué)生自己查找信息、學(xué)習(xí)關(guān)于此問題的知識和結(jié)構(gòu)，以及解決問題的方法，“圍繞問題來組織學(xué)習(xí)過程，問題是學(xué)習(xí)過程的起點”，這是任何形式項目式學(xué)習(xí)教學(xué)活動的核心原則。[7]

在高中信息技術(shù)教學(xué)中，設(shè)置一個好的問題是成功實施項目式學(xué)習(xí)的第一步，一個好的問題能夠給學(xué)習(xí)者提供一個廣闊的多向度的探索空間，也能為學(xué)生提供記憶和思考的腳手架。

（3）“自主探索”策略

在項目式學(xué)習(xí)中，如果不能在學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)出主動獲取知識、解決實際問題等技能的話，即使最終成果是一個項目也不能稱其為項目式學(xué)習(xí)。具有現(xiàn)實意義的問題并不一定是一個現(xiàn)實世界真實存在的問題，而是說解決這個問題需要用到現(xiàn)實生活中會用到的技能，這就需要學(xué)生不斷地自主探索。在高中信息技術(shù)教學(xué)中，通過問題情境提升為主題探究，將技術(shù)技能的學(xué)習(xí)與人文素養(yǎng)的培養(yǎng)相融合，通過自主探索后將知識進行學(xué)以致用。

（4）“學(xué)習(xí)組織”策略

在項目式學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)可以是信息式、結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)化式，信息式注重的是知識儲存量的增加，單純的輸入和記憶的過程；結(jié)構(gòu)式強調(diào)通過原有經(jīng)驗信息點了解事件甚至背后的構(gòu)成邏輯和形成規(guī)律；轉(zhuǎn)化式則關(guān)注人對事物的獨特意義建構(gòu)，意義創(chuàng)造性的能力和過程。在高中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中，要洞見和重組學(xué)科理解力和技能化，明確整個學(xué)習(xí)組織的信息式的、結(jié)構(gòu)式的、轉(zhuǎn)化式的學(xué)習(xí)模塊，要巧妙地將之融為一個整體的學(xué)習(xí)過程，猶如一杯漂亮可口項目式學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)組織雞尾酒。

4.高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的策略實施范式

高中信息技術(shù)的教學(xué)以學(xué)科核心素養(yǎng)為總要求，通過項目式學(xué)習(xí)，將知識建構(gòu)、技能培養(yǎng)、思維發(fā)展融入到運用數(shù)字化工具解決問題和完成任務(wù)的過程中，結(jié)合“研學(xué)后教”與項目式學(xué)習(xí)的策略分析，制訂高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的策略實施范式[8]，如圖3所示。

高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的實施過程

在高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的教學(xué)實施中，教師要遵循項目式學(xué)習(xí)路線、知識體系路線、思維能力與學(xué)科核心素養(yǎng)路線的一體化，圍繞相應(yīng)知識點，給學(xué)生提供自主探索的機會。結(jié)合“研學(xué)后教”理念，筆者選取必修課程模塊一《數(shù)據(jù)與計算》中“數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用”的知識內(nèi)容，施以“地面智能氣象的數(shù)據(jù)分析和可視化表達”項目活動為例來展開。

1.項目活動實施的教學(xué)分析

（1）課標(biāo)內(nèi)容分析

本項目活動通過典型的應(yīng)用案例，了解數(shù)據(jù)采集、分析和可視化表達的基本方法，根據(jù)任務(wù)需求，選用恰當(dāng)?shù)能浖ぞ呋蚱脚_處理數(shù)據(jù)，完成分析報告。學(xué)業(yè)要求上要求學(xué)生了解數(shù)據(jù)采集、分析和可視化表達的基本方法，能夠利用軟件工具或平臺對數(shù)據(jù)進行整理、組織、計算與呈現(xiàn)；在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，完成分析報告。

（2）教學(xué)內(nèi)容分析

本項目活動選自必修模塊一《數(shù)據(jù)與計算》第二部分“數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用”內(nèi)容，主要涉及數(shù)據(jù)處理的基本方法，通過運用數(shù)字化工具，體驗數(shù)據(jù)處理的需求分析、加工、分析等過程，掌握運用恰當(dāng)?shù)墓ぞ邔?shù)據(jù)進行呈現(xiàn)。通過數(shù)據(jù)分析結(jié)果和需求進行可視化表達，從而形成分析報告。依據(jù)項目活動進行自主、協(xié)作、探究技能學(xué)習(xí)，完成對數(shù)據(jù)的認(rèn)識、采集、分析和可視化表達的知識要點，最終通過完成小組項目活動達成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

2.項目活動實施的目標(biāo)分析

結(jié)合對教學(xué)內(nèi)容和項目活動的分析，高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的水平1-5，確定本項目活動的學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)：信息意識（水平1：1-2-3-4-5）、計算思維（水平1：1-2-4）、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新（水平1：1-2）、信息社會責(zé)任（水平1：2-5）。

3.項目活動實施的情境與問題

指引學(xué)生通過手機APP“氣象雷達”“停課鈴”等智能氣象應(yīng)用終端，可以實時查看氣象的溫度、濕度、風(fēng)向、降雨等數(shù)據(jù)，通過對地面氣象大數(shù)據(jù)的分析，可以預(yù)測各種氣象天氣，運用多種不同的數(shù)據(jù)采集方法，有效地進行地面天氣預(yù)報，根據(jù)不同地區(qū)和不同時間清晰呈現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化表達。基于真實現(xiàn)實情境完成項目選題和項目規(guī)劃。項目活動建議共8課時，其中活動探究1-3各2課時，作品制作1課時，成果交流和活動評價1課時。

4.項目活動實施的活動設(shè)計

（1）活動探究1：地面智能氣象數(shù)據(jù)的采集

針對數(shù)據(jù)的三種類型，熟悉不同類型數(shù)據(jù)的采集方法與手段，選擇全面、整體化的地面氣象數(shù)據(jù)采集方法，綜合運用多種不同采集方法，體現(xiàn)數(shù)據(jù)的真實性與客觀性。在活動實施過程中，可以根據(jù)不同的小組，按照不同的數(shù)據(jù)采集方法進行分組探究和實驗，比較分析采集數(shù)據(jù)的異同點，交流和研討。

（2）活動探究2：地面智能氣象數(shù)據(jù)的分析

氣象數(shù)據(jù)的要素來源于氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、濕度、相對濕度等，依據(jù)數(shù)據(jù)分析的現(xiàn)狀分析、原因分析、預(yù)測分析對應(yīng)不同數(shù)據(jù)分析方法，探究地面氣象數(shù)據(jù)的分析方法。例如，運用SPSS軟件基于統(tǒng)計學(xué)數(shù)理分析方法（如方差統(tǒng)計分析、多元回歸分析、關(guān)聯(lián)分析等），或基于機器學(xué)習(xí)的人工智能Python等軟件方法（如地面氣象數(shù)據(jù)建模、氣象時態(tài)序列數(shù)據(jù)分析、氣象模式識別等）。體驗數(shù)據(jù)分析的基本步驟和基本方法，提升數(shù)據(jù)分析的結(jié)構(gòu)化思維。

（3）活動探究3：地面智能氣象數(shù)據(jù)的可視化表達

通過氣象數(shù)據(jù)的采集與分析后，尋求最恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)可視化軟件工具“水晶易表Xcelsius”，利用“地圖”工具，熟悉掌握“地圖”相關(guān)的數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)方法。通過將采集和分析后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到可視化軟件，直觀地進行展現(xiàn)。依據(jù)“地圖”欄目的子類別分析過程，再整合子類別融入到整體的地面智能氣象數(shù)據(jù)的可視化表達，深化掌握可視化表達的技能與方法。

（4）作品制作：地面智能氣象的數(shù)據(jù)分析報告

“作品制作”是集中展示學(xué)習(xí)成果的階段，引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)據(jù)分析的目的出發(fā)，構(gòu)思如何按照“規(guī)劃設(shè)計”分析目的完成數(shù)據(jù)分析報告，并進行展示。

（5）成果交流：“地面智能氣象的數(shù)據(jù)分析和可視化表達”項目成果交流

各小組結(jié)合數(shù)據(jù)的采集、分析、可視化表達的成果，以及數(shù)據(jù)分析報告的整體內(nèi)容，運用恰當(dāng)?shù)臄?shù)字化學(xué)習(xí)工具行進展示和交流，并通過成果展示與交流，明確小組自身的優(yōu)劣勢，加深各小組之間的交流，促進學(xué)習(xí)成果和學(xué)習(xí)深度的提升。

（6）活動評價：“地面智能氣象的數(shù)據(jù)分析和可視化表達”項目活動評價

各小組根據(jù)項目成果，結(jié)合項目活動評價表，選用“項目活動評價表（通用版）”開展項目學(xué)習(xí)活動評價，通過互評30%、自評30%、教師評40%得出總分。項目活動評價表以培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)，以知識體系為載體，以項目學(xué)習(xí)活動過程與評價為途徑。

5.項目活動的拓展思考

數(shù)據(jù)分析的作用主要有現(xiàn)狀分析、原因分析、預(yù)測分析，對應(yīng)的數(shù)據(jù)分析方法也不同，氣象數(shù)據(jù)分析大多采用預(yù)測分析。在目前技術(shù)條件下，氣象預(yù)報的方法主要有經(jīng)驗預(yù)報、統(tǒng)計預(yù)報、數(shù)值預(yù)報和集成預(yù)報，學(xué)生通過項目活動的學(xué)習(xí)過程，調(diào)查還可以有什么方法和技能進行氣象的預(yù)報，分別有什么優(yōu)勢。

“研學(xué)后教”理念下高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的實踐思考

1.項目式學(xué)習(xí)的效果分析

項目式學(xué)習(xí)是高中信息技術(shù)新課標(biāo)理念倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式，在“研學(xué)后教”課堂教學(xué)改革理念下，通過制訂適合高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)實施范式，為項目式學(xué)習(xí)提供案例和參考。同時，按照知識體系學(xué)習(xí)路線圖、學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)路線圖、思維能力提升路線圖的三條項目路線，通過不同的項目活動探究，提升學(xué)生技能和思維能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.項目式學(xué)習(xí)的反思提升

雖然項目式學(xué)習(xí)作為一種學(xué)習(xí)方式順應(yīng)了深化新課程課堂改革的需求，但在高中信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)實際中，相對于傳統(tǒng)課堂的運作模式，要讓學(xué)生全身心地投入到項目活動開展中，需要教師在項目活動的設(shè)計上花更多的心思和精力，同時項目活動要融合多個學(xué)科的知識，這就對教師提出了更大的挑戰(zhàn)，需要教師不斷地更新知識儲備，提升綜合項目活動設(shè)計能力。

參考文獻：

[1]廣州市番禺區(qū)教研室.廣州市番禺區(qū)升級“研學(xué)后教”課堂教學(xué)改革實施指導(dǎo)意見[Z].番教文（2017）68號，2017：1-10.

[2]Sawyer，R.K.The Cambridge Handbook of the Learning Sciences[M].Cambridge University Press，2014：324-341.

[3]劉晗.項目學(xué)習(xí)在高中信息技術(shù)課程中的應(yīng)用研究——以高中《信息技術(shù)基礎(chǔ)》為例[D].蘭州：西北師范大學(xué)， 2015：7-15.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中課程方案（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[5]中華人民共和國教育部.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[6]張鵬.項目學(xué)習(xí)：推進課程優(yōu)化與改善的實踐[J].中國電化教育， 2011（4）：93-96.

[7]趙慧臣.美國北卡羅來納州中學(xué)STEM學(xué)校的教學(xué)設(shè)計及其啟示[J].中國電化教育， 2017（2）：47-54.

[8]彭麗歐.數(shù)據(jù)可視化，發(fā)展新定位——高中信息技術(shù)融合學(xué)生發(fā)展指導(dǎo)案例分析[J].中國信息技術(shù)教育， 2018（12）：23-27.

基金項目：本文系全國教育信息技術(shù)研究“十二五”規(guī)劃課題“基于電子書包的高中微課程設(shè)計模式與應(yīng)用研究”（課題立項號：143641831）階段性成果；本文系廣州市番禺區(qū)教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“高中信息技術(shù)課程教學(xué)中人文素養(yǎng)培養(yǎng)策略研究”（課題立項號：2016-xk231）階段性成果；本文系廣東教育學(xué)會中小學(xué)信息技術(shù)教育專業(yè)委員會“十三五”規(guī)劃信息技術(shù)教育課題“初中信息技術(shù)‘研學(xué)后教課堂的微課設(shè)計與應(yīng)用研究”階段性成果。