基于“學(xué)科大概念”理念的 高中信息技術(shù)PBL實踐研究

陳亮

摘要：本文將項目式學(xué)習(xí)（PBL）與“學(xué)科大概念”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”中的“共享單車使用的數(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)）;學(xué)科大概念;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（2020）07-0052-04

2018年，《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》正式問世，它的核心要義在于圍繞高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，精煉學(xué)科大概念，基于項目的學(xué)習(xí)方式，通過豐富多樣的任務(wù)情境，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，讓知識建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展能夠三效合一，從而全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。[1]“學(xué)科大概念”是課程通往核心素養(yǎng)的階梯，是核心素養(yǎng)楔入具體知識的固定錨點，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。

● “學(xué)科大概念”與項目式學(xué)習(xí)的融合分析

1.“學(xué)科大概念”理念的內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)

“學(xué)科大概念”是指向?qū)W科核心內(nèi)容和教學(xué)核心任務(wù)，反映學(xué)科本質(zhì)，能將學(xué)科關(guān)鍵思想和相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來的關(guān)鍵的、特殊的概念。它是學(xué)科思想和理論的載體，能將以往發(fā)散的、零碎的學(xué)科知識整合起來，對學(xué)科知識提供強有力的解釋和綜合考察，學(xué)生可以此“概念錨點”深入挖掘?qū)W科內(nèi)核，有效遷移和洞悉學(xué)科知識，真正獲取學(xué)科素養(yǎng)?！皩W(xué)科大概念”有助于確定教學(xué)的優(yōu)先次序，架構(gòu)學(xué)科知識框架。[2]這種學(xué)科知識優(yōu)先框架可以用三個互相嵌套的圓來描述，如圖1所示。

2.項目式學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)

項目式學(xué)習(xí)，強調(diào)運用建構(gòu)主義理論，通過情境化教學(xué)，讓學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容有所了解。教師需要鼓勵學(xué)生動手實踐，通過分小組討論等方式獲取相應(yīng)知識。項目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵在于真情實景，教師要指導(dǎo)學(xué)生匯集一個乃至多個知識點，讓他們盡可能多地完成項目知識點學(xué)習(xí)，在掌握大量學(xué)科知識的前提下，學(xué)會自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)探索發(fā)現(xiàn)問題的能力，進而快速解決實際問題。具體來說，項目式學(xué)習(xí)共有六個方面的內(nèi)容，如上頁圖2所示。

3.“學(xué)科大概念”與項目式學(xué)習(xí)的契合度分析

新課程標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，要大力進行教學(xué)改革，關(guān)注學(xué)生實際學(xué)習(xí)狀態(tài)與需求，讓學(xué)生能夠在生活中產(chǎn)生聯(lián)想，在共同探討中總結(jié)經(jīng)驗、共同進步。而“學(xué)科大概念”能夠促進結(jié)構(gòu)化教學(xué)，使教師的教更有邏輯次序、重難點更加突出，同時，也能夠讓學(xué)生知道自己需要掌握的核心知識內(nèi)容是什么，幫助他們更加深刻地理解教學(xué)核心任務(wù)與自身發(fā)展之間的聯(lián)系。因此，在高中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中，教師要根據(jù)新課標(biāo)要求，讓項目式學(xué)習(xí)進一步發(fā)揮作用，實現(xiàn)項目式學(xué)習(xí)的順利進行。此外，要根據(jù)高中信息技術(shù)新課標(biāo)的要求，讓區(qū)域“學(xué)科大概念”理念的落地和實施能夠更進一步發(fā)揮效用。

● 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)的教學(xué)理念

在高中這樣的升學(xué)階段，信息技術(shù)的課堂教學(xué)過程是加強學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的好機會。教師應(yīng)積極營造課堂教學(xué)氛圍，將項目進行整合，讓學(xué)生能夠盡快適應(yīng)數(shù)字化的教學(xué)環(huán)境，將知識體系進一步整合與梳理，實現(xiàn)情境化教學(xué)，尤其是明確“問題—項目—學(xué)習(xí)”三者之間的關(guān)系，認清項目式學(xué)習(xí)六大步驟與八大要素之間的融合關(guān)系（如圖3），實現(xiàn)項目式學(xué)習(xí)的順利進行。[3]

2.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，找準(zhǔn)關(guān)鍵節(jié)點，一一突破，讓學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)能夠進一步提升。[4]

3.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。學(xué)校在擁有技術(shù)條件與技術(shù)支持的條件下，需要根據(jù)學(xué)生實際需求，建立相應(yīng)的技術(shù)實驗室，如學(xué)生感興趣的數(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，在日常教學(xué)工作中進行項目式學(xué)習(xí)活動，選取有效的信息技術(shù)資源，改進教學(xué)手段，讓項目式學(xué)習(xí)能夠更好地發(fā)揮作用。

（2）“問題項目”策略

在項目式學(xué)習(xí)中，教師要鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，而實現(xiàn)這一目標(biāo)就要讓學(xué)生擁有推理能力，持之以恒找到信息關(guān)鍵點，查找信息，認真梳理知識框架與結(jié)構(gòu)，找到解決問題的最佳方案?！皣@問題來組織學(xué)習(xí)過程，問題是學(xué)習(xí)過程的起點”，這是任何形式的項目式學(xué)習(xí)都要遵守的教學(xué)活動核心原則。[5]

（3）“自主探索”策略

在項目式學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)，獲取自己需要的知識，并應(yīng)用于日常生活，即使最終的成果不盡如人意，不太符合項目式學(xué)習(xí)的標(biāo)準(zhǔn)，依舊具有一定意義。學(xué)生要積極探索，讓自己進入一定的學(xué)習(xí)情境，將技術(shù)技能的學(xué)習(xí)與人文素養(yǎng)緊密結(jié)合在一起，讓知識得到融會貫通，并得到有效實踐。

（4）“學(xué)習(xí)組織”策略

在項目式學(xué)習(xí)中，信息式、結(jié)構(gòu)式與轉(zhuǎn)化式都是常見的項目式學(xué)習(xí)類型。信息式學(xué)習(xí)需要知識儲存量的積累，也需要輸入和記憶的不斷運行，而結(jié)構(gòu)式學(xué)習(xí)則需要根據(jù)以往經(jīng)驗，探尋事件背后的邏輯與規(guī)律，進而找到事件背后的本質(zhì)，在轉(zhuǎn)化式學(xué)習(xí)中，人賦予事物更多的特殊含義，逐步挖掘?qū)W生身上的創(chuàng)造力。在高中信息技術(shù)教學(xué)過程中，教師更要注重對學(xué)生技能的培養(yǎng)，讓學(xué)習(xí)向著信息式、結(jié)構(gòu)式以及轉(zhuǎn)化式的方向發(fā)展。

4.高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的策略實施范式

在教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)成了關(guān)鍵所在，要通過項目學(xué)習(xí)，讓教學(xué)借助數(shù)字化工具實現(xiàn)教學(xué)目的，并結(jié)合“學(xué)科大概念”與項目式學(xué)習(xí)的策略分析，完成高中信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)的策實施范式（如圖4）。[6]

● 高中信息技術(shù)項目式學(xué)習(xí)的實施過程

在項目式學(xué)習(xí)的教學(xué)實施中，教師要秉承一定的教學(xué)規(guī)則，將知識體系、思維能力乃至學(xué)科素養(yǎng)融合在一起，教師應(yīng)提供給學(xué)生更多探索的機會，讓他們將學(xué)科知識融合在一起。下面筆者以必修課程模塊一《數(shù)據(jù)與計算》中“數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用”中的“共享單車使用的數(shù)據(jù)分析和可視化表達”項目活動為例來進行具體闡述。

1.項目活動實施的教學(xué)分析

（1）課標(biāo)內(nèi)容分析

本項目將通過典型的應(yīng)用案例，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集、分析，運用可視化表達的方式，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)，并形成完整的數(shù)據(jù)分析報告。

（2）教學(xué)內(nèi)容分析

本項目活動需要根據(jù)必修模塊一《數(shù)據(jù)與計算》和第二部分“數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用”內(nèi)容，處理好研究的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進行分析、加工乃至應(yīng)用。此外，要將研究結(jié)果形成完整的分析報告。要將項目活動任務(wù)分配給所有人，讓他們能夠主動探究，形成對數(shù)據(jù)的完整認識。另外，小組共同協(xié)作也能夠達到學(xué)習(xí)的目標(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，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）、計算思維（水平1）、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新（水平1）、信息社會責(zé)任（水平1）。

3.項目活動實施的情境導(dǎo)入

本縣第一期投放1000輛共享單車，主要布局在居民生活工作區(qū)、公交車站附近等地。在運行一段時間后，相關(guān)管理部門對共享單車的使用數(shù)據(jù)進行采集和分析，形成“本縣共享單車第一期運營數(shù)據(jù).xls”。還對共享單車的使用者進行詳細詢問，讓他們談?wù)剬κ褂霉蚕韱诬嚨母惺埽⑻岢鲎约旱囊庖?，如在使用單車過程中，是否存在資源浪費、使用不規(guī)范以及單車亂擺亂放等問題。

項目要求：學(xué)生6人一組，運用多種不同的數(shù)據(jù)采集方法，收集共享單車的使用數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)共享單車使用中存在的問題，為二期工程提出合理化建議，將分析結(jié)果以報告的方式呈現(xiàn)。課時為7課時。

4.項目活動實施的活動設(shè)計

活動1：共享單車使用數(shù)據(jù)的采集

針對數(shù)據(jù)的三種類型，要選取多重采集手段，讓數(shù)據(jù)能夠更加科學(xué)有效。根據(jù)不同的采集方式，教師在活動進行過程中，可以要求學(xué)生分小組進行探討，通過不同的實驗，讓采集的數(shù)據(jù)更加全面具體，實現(xiàn)項目研討向正式化、科學(xué)化發(fā)展。

活動2：共享單車使用數(shù)據(jù)的分析

共享單車的使用數(shù)據(jù)主要來源于出行時間、騎行距離、騎行的始終點、騎行路徑等，要使用多種數(shù)據(jù)分析方法，讓共享單車的使用數(shù)據(jù)分析方法能夠更加科學(xué)有效，如認真總結(jié)方差統(tǒng)計分析、多元回歸分析、關(guān)聯(lián)分析等，全面掌握統(tǒng)計學(xué)數(shù)理分析方法。還應(yīng)該分析共享單車使用時間序列數(shù)據(jù)、對共享單車使用數(shù)據(jù)建模，掌握計算機程序設(shè)計語言Python軟件數(shù)據(jù)分析方法，讓數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)更加科學(xué)。

活動3：共享單車使用數(shù)據(jù)的可視化表達

在對共享單車的使用數(shù)據(jù)進行采集與分析后，需要選擇恰當(dāng)?shù)目梢暬能浖ぞ呋蛘咂脚_處理，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到可視化軟件工具或平臺，直觀地進行展現(xiàn)，從而掌握可視化表達的技能與方法。

作品制作：共享單車使用的數(shù)據(jù)分析報告

“作品制作”是項目學(xué)習(xí)完成后的成果展示，需要學(xué)生將數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，認真思考分析報告的科學(xué)性，讓學(xué)習(xí)成果能夠得到集中的展示，更能夠從數(shù)據(jù)分析中得到規(guī)律，讓學(xué)習(xí)成果得到全面的應(yīng)用。

成果交流：“共享單車使用的數(shù)據(jù)分析和可視化表達”項目成果交流

各個小組之間要運用多種方式定期進行項目學(xué)習(xí)研究成果的展示和交流，以便讓各個小組明確自身的優(yōu)缺點，促進全體學(xué)生的整體進步。

活動評價：“共享單車使用的數(shù)據(jù)分析和可視化表達”項目活動評價

項目成果評價和項目過程評價是評價的兩大方面。項目評價需要教師制訂相應(yīng)的項目評價規(guī)定，讓項目能夠順利運行，并能幫助學(xué)生掌握如何高效獲取知識，完成對項目作品的評定工作。在項目評價中，不僅要做好記錄，完成每日的學(xué)習(xí)日記記錄工作，更要進行小組討論，主動參與學(xué)習(xí)，互相協(xié)作，讓學(xué)生實現(xiàn)評價與自我評價，達成與他人意見保持一致。此外，還要具有一定的溝通協(xié)調(diào)能力，讓評價能夠更加客觀具體。

● 實踐思考

在高中信息技術(shù)新課標(biāo)中，項目式學(xué)習(xí)更加符合如今的教學(xué)要求，在“學(xué)科大概念”中，要相應(yīng)制訂高中信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)策略。此外，知識體系學(xué)習(xí)路線圖乃至學(xué)科核心素養(yǎng)路線圖、思維能力提升路線圖都需要同步進行，使得項目活動能夠更加順利地運行。另外，還要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，讓學(xué)生的思維能力能夠有所加強。

項目式學(xué)習(xí)如今已經(jīng)成為比較主流的學(xué)習(xí)方式，它更加符合新課程改革的要求，在高中信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)中，教師也要與時俱進，將多個學(xué)科知識高度融合，并積極與學(xué)生交流，了解他們的真實需求，設(shè)計更好的項目活動教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生全身心投入到項目教學(xué)活動中來。

參考文獻：

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本文為海南省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2018年度課題“項目式學(xué)習(xí)（PBL）在高中信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用研究”（QJY20181049）的研究成果。