基于核心素養(yǎng)的信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計研究與應(yīng)用

趙恒斌 米珍美 高攀

摘? ?要：2018年1月教育部發(fā)布了2017版《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》，提出以項目整合教學(xué)內(nèi)容，落實核心素養(yǎng)。本文基于新課標(biāo)的要求，以培養(yǎng)創(chuàng)造性問題解決能力為突破口，進(jìn)行“必修一”第八單元《人工智能》的教學(xué)設(shè)計，探索個性化項目教學(xué)模式。通過實踐驗證了該模式的有效性和合理性。通過創(chuàng)新項目實施個性化教學(xué)，學(xué)生能夠進(jìn)行有意義的建構(gòu)，創(chuàng)新能力和核心素養(yǎng)水平顯著提高。教師也可以順利地開展項目教學(xué)與評價，真正提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù);新課標(biāo);項目教學(xué);核心素養(yǎng);教學(xué)實踐

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2019）07-0032-05

一、引言

2017版普通高中信息技術(shù)新課標(biāo)的提出，是為了解決以往高中信息技術(shù)學(xué)科被邊緣化和學(xué)生創(chuàng)新能力不足的問題，同時明確信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的四個部分：信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任。[1]并提出以學(xué)生為中心，以項目整合教學(xué)內(nèi)容來落實信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)。其目的在于從國際化視角，培養(yǎng)學(xué)生的必備品格和關(guān)鍵能力，落實立德樹人的要求，培養(yǎng)適應(yīng)數(shù)字化時代的合格公民。項目教學(xué)法就是在老師的指導(dǎo)下，將一個相對獨立的項目交由學(xué)生自己處理，信息的收集、方案的設(shè)計、項目實施及最終評價，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，學(xué)生通過項目的進(jìn)行，了解并把握整個過程及每一個環(huán)節(jié)中的基本要求。[2]許多高中信息技術(shù)教師反映“老教材，新教法”、抓不住項目教學(xué)的內(nèi)涵和本質(zhì)、缺少實踐和實施困難等問題。因此，建立與學(xué)生興趣和社會生活相關(guān)的項目主題，建立可操作的優(yōu)秀項目模式和案例，顯得尤為重要。

二、基于新課標(biāo)的項目教學(xué)模式設(shè)計

為了幫助教師進(jìn)行項目設(shè)計、項目教學(xué)與評價，筆者研究了相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合老師反映的問題和經(jīng)驗，探究創(chuàng)新出“同一主題，多種形式”的項目教學(xué)模式，如圖1所示。

此項目教學(xué)模式以培養(yǎng)創(chuàng)造性問題解決能力為突破口，讓學(xué)生根據(jù)已有認(rèn)知和興趣思考問題，提出自己的具體項目，進(jìn)行有意義建構(gòu)和深度探究學(xué)習(xí)。教學(xué)評估要凸顯以學(xué)習(xí)為本。[3]學(xué)生創(chuàng)新個性化項目以興趣促進(jìn)合作能力提升，在深度探究中以創(chuàng)造性解決問題來培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力。由此提升學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體性，即積極性、主動性、創(chuàng)造性[4]?；谛抡n標(biāo)進(jìn)行高中信息技術(shù)“必修一”第八單元《人工智能》的教學(xué)設(shè)計。

1.教學(xué)分析，提煉核心素養(yǎng)

根據(jù)分析教材和教學(xué)內(nèi)容及學(xué)情來確定知識技能目標(biāo)，并提煉本單元的學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)（和核心素養(yǎng)目標(biāo)），通過本單元學(xué)習(xí)來重點培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新和信息社會責(zé)任（實踐創(chuàng)新能力）。如表1所示。

采用翻轉(zhuǎn)課堂的組織形式開展項目教學(xué)[6]。將教學(xué)資源發(fā)給學(xué)生，學(xué)生觀看課件和微課提前預(yù)習(xí)，教師制定學(xué)習(xí)任務(wù)表供學(xué)生學(xué)習(xí)自測，在課前完成知識內(nèi)化。如表2所示。

2.項目主題與方案設(shè)計

在新課標(biāo)落實中，教師要從教學(xué)激勵、項目示范、發(fā)現(xiàn)教學(xué)、合作教學(xué)、教學(xué)評價等方面入手，引導(dǎo)學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問題，從而轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)學(xué)生的主體性。[7]

（1）確定項目主題

為了讓學(xué)生體會人工智能帶來的領(lǐng)域巨變，主題設(shè)定為學(xué)生用過或者看到過的智能系統(tǒng)的模型解析（用學(xué)到的人工智能技術(shù)解決問題）。典型案例剖析采用學(xué)生比較熟悉的智能校園管理系統(tǒng)，通過帶學(xué)生實地參觀或播放視頻的方式，讓學(xué)生體驗人工智能和智能信息處理對學(xué)校工作效率的極大提高，使學(xué)生深入了解人工智能技術(shù)。項目要求完成一個簡單的智能系統(tǒng)模型，并用數(shù)字化工具進(jìn)行小組匯報。優(yōu)秀作品展示如圖2所示。

（2）提供項目案例

教師提供四個具體項目，供學(xué)生選擇探究，啟發(fā)學(xué)生思考。兩個教育方面較簡單的項目，即學(xué)生用過的“猿題庫”和“微軟小英”，讓學(xué)生積極思考其中用到的人工智能技術(shù)。兩個有難度的項目，即交通領(lǐng)域“智能導(dǎo)航系統(tǒng)”和商業(yè)購物“無人商店”。學(xué)生網(wǎng)上查找相關(guān)的項目資料。教師播放視頻“人工智能在九個領(lǐng)域帶來的巨變”，讓學(xué)生體會人工智能在信息社會中起到重要的促進(jìn)作用。通過四個項目和視頻中的案例，引導(dǎo)學(xué)生匯報自己選擇的方案或自己創(chuàng)新的項目方案。

（3）制定項目方案

引導(dǎo)學(xué)生興趣分組，鼓勵思考自己的創(chuàng)新項目并完成項目方案和小組任務(wù)分工表。教師根據(jù)組員的能力來引導(dǎo)學(xué)生完成項目方案和分工表，如表3所示（內(nèi)容可自行調(diào)整）。

（4）教師輔助

教師在小組間巡視。對優(yōu)秀小組鼓勵其思考創(chuàng)新項目。對小組協(xié)作無法完成的困難進(jìn)行幫助和策略指導(dǎo)。對有困難的小組進(jìn)行情感激勵和指導(dǎo)，確保學(xué)生的項目方案順利完成。

3.項目實施

各小組完成項目方案后，教師引導(dǎo)小組進(jìn)行項目制作。

（1）小組協(xié)作，深度探究

學(xué)生通過網(wǎng)上查找相關(guān)項目資料進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，創(chuàng)新解決問題，完成智能系統(tǒng)模型。

（2）教師輔助，跟蹤進(jìn)度

教師要時刻關(guān)注各小組的進(jìn)度和學(xué)習(xí)的投入度。對于方向偏離的同學(xué)給予及時提醒。

4.項目交流與評價

（1）小組匯報與改進(jìn)

小組按順序派代表進(jìn)行匯報。教師和小組代表對項目提出改進(jìn)意見。教師要引導(dǎo)小組發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的問題，如項目是否考慮到社會和安全問題：人臉和身份信息是否會被不法分子利用？地圖導(dǎo)航將人導(dǎo)航到斷橋誰來負(fù)責(zé)？引導(dǎo)小組討論人工智能應(yīng)用可能引發(fā)的社會問題，并試著提出對應(yīng)策略，教師最后進(jìn)行總結(jié)。

（2）基于新課標(biāo)圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)開展評價

參考評價體系制定合理的評價標(biāo)準(zhǔn)和可行的評價方式[8]。采用多種評價方式，注重對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評價。評價原則要以全體學(xué)生為主體科學(xué)合理且公平公正。評價方式為學(xué)生自評，小組評價和教師評價相結(jié)合。設(shè)計了學(xué)生評價表和項目評價表兩份評價量表發(fā)放給學(xué)生，如表4、表5所示。表4學(xué)生人手一張，對知識技能和學(xué)科核心素養(yǎng)程度進(jìn)行評價。表5每小組一張，對項目完成度、協(xié)作和創(chuàng)新等方面進(jìn)行評價。引導(dǎo)學(xué)生完成評價表，并評選出優(yōu)秀項目和優(yōu)秀之星。

（3）拓展思維，展望未來

回顧課程內(nèi)容并展望智能社會。提供拓展資源包，供有興趣的同學(xué)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

三、項目教學(xué)實踐

為了驗證此項目教學(xué)模式的有效性和合理性，筆者對石河子市第一中學(xué)的兩個班級進(jìn)行了等組對照實驗。實驗對象為同一高中挑選程度中等、成績水平相近、學(xué)習(xí)態(tài)度相似的兩個高一班級。教學(xué)由同一個教師來進(jìn)行，內(nèi)容為必修一第八單元《人工智能》。班級人數(shù)都為30人。對班級A采用項目教學(xué)法，對班級B采用傳統(tǒng)項目教學(xué)方法，兩個班級都提交了六份作品。實驗結(jié)束后對兩個班級的知識技能掌握，核心素養(yǎng)的提高，學(xué)生學(xué)習(xí)投入度等進(jìn)行了比較，結(jié)果如表6和表7所示。

1.學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)專注度

A班學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大提高，29人課堂精神活躍，學(xué)生學(xué)習(xí)專注度比B班顯著提高，能夠在興趣驅(qū)動下進(jìn)行深度探究，利用數(shù)字化工具創(chuàng)造性地設(shè)計出問題解決方案或模型（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）。B班只有10人對學(xué)習(xí)很感興趣，有5位學(xué)生精力沒有集中在項目上。

2.教師教學(xué)方式和小組協(xié)作

B班對教師教學(xué)方式的厭惡人數(shù)比A班大，達(dá)10個。對小組協(xié)作厭惡的人數(shù)多達(dá)8個。A班有28人以上對此項目模式和興趣分組表示喜愛。A班學(xué)生的課堂交流更頻繁，協(xié)作默契度高，更能夠根據(jù)人工智能引發(fā)的社會問題積極討論對應(yīng)的策略，成為信息社會的積極參與者。（信息社會責(zé)任）

3.實踐創(chuàng)新能力和創(chuàng)造作品滿意度

B組有20人對自己的作品不自信，詢問原因為學(xué)生覺得作品重復(fù)較多創(chuàng)新較少，或沒有體現(xiàn)自己的最佳水平。A班只有一位同學(xué)認(rèn)為創(chuàng)新能力弱，29人都愿意交流展示作品。

4.學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況

從個人綜評和項目綜評來看，A班的優(yōu)秀26人和24人，明顯大于B班的19人和18人。從單元綜評來看，A班2人需要加油，而B班有6位同學(xué)未完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

5.學(xué)生作品對比

通過對學(xué)生作品進(jìn)行對比，結(jié)果如表8所示。

四、結(jié)論與反思

1.優(yōu)點

（1）項目模式結(jié)合了翻轉(zhuǎn)課堂的理念。把基礎(chǔ)知識和技能用精彩的課件和微課視頻提前發(fā)給學(xué)生學(xué)習(xí)。通過附上學(xué)習(xí)任務(wù)表方便學(xué)生自學(xué)自測，在課堂上重點完成項目探究。

（2）提出“同一主題，多種形式”的項目教學(xué)模式，以培養(yǎng)創(chuàng)造性問題解決能力為突破口，通過典型的項目案例剖析、豐富的項目案例和視頻資源，啟發(fā)學(xué)生小組協(xié)作探究來創(chuàng)造性完成項目。該模式的有效性和可操作性強(qiáng)，能夠幫助教師開展項目教學(xué)和評價，真正提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

（3）創(chuàng)新項目構(gòu)建個性化教學(xué)。同一項目主題下，不同興趣的學(xué)生選擇不同的具體項目，關(guān)注不同的知識領(lǐng)域進(jìn)行有意義的建構(gòu)，從而在核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生不同的素養(yǎng)特長，促進(jìn)學(xué)生的個性化成長，使學(xué)生的創(chuàng)新能力顯著提高。

2.不足

（1）教師要提升課堂掌控能力。如提前進(jìn)行模擬授課，在教學(xué)中合理控制項目方案設(shè)計的時間，更多留給小組協(xié)作探究來完成作品。

（2）教師的跨學(xué)科教學(xué)能力和資源開發(fā)能力有待提高。

（3）教學(xué)評價設(shè)計不夠完善。注重對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評價，在評價中落實核心素養(yǎng)。

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（編輯：王曉明）