信息技術(shù)課堂教學(xué)中微項(xiàng)目設(shè)計(jì)的實(shí)證研究
——以《生活中的算法》為例

王蕾 江蘇省南京市瑯琊路小學(xué)

● 研究背景

學(xué)習(xí)的項(xiàng)目化呈現(xiàn)是現(xiàn)代教學(xué)觀的要求，它突破了傳統(tǒng)授課方式的限制，為學(xué)科的持續(xù)發(fā)展提供了前瞻性的方向。從學(xué)科核心素養(yǎng)中可以析出，項(xiàng)目和運(yùn)作活動作為教學(xué)管理的技術(shù)和手段，將傳統(tǒng)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)方法應(yīng)用于全面的學(xué)習(xí)過程中，是傳統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施方法和技術(shù)在教學(xué)中的綜合應(yīng)用，沖破了學(xué)習(xí)方式和界限。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)將項(xiàng)目觀滲透到所有的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，教師站在管理者的角度，對項(xiàng)目活動中各種各樣的任務(wù)進(jìn)行項(xiàng)目管理，其主導(dǎo)思想是把技術(shù)作為暗線、項(xiàng)目作為明線來進(jìn)行管理，是一種以項(xiàng)目為中心的長期性組織教學(xué)管理方式。

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)有諸多因素，可以從多個層面進(jìn)行解析。其中，微項(xiàng)目是一個特殊的將被完成的有限項(xiàng)目，它是在一定時間內(nèi)，滿足一系列特定目標(biāo)的多項(xiàng)相關(guān)工作的總稱。微項(xiàng)目學(xué)習(xí)是在一個確定的時間范圍內(nèi)，為了完成一個既定的目標(biāo)，并通過特珠形式的學(xué)習(xí)組織運(yùn)行機(jī)制，通過有效的計(jì)劃、組織、過程與控制，充分利用既定有限資源的一種系統(tǒng)學(xué)習(xí)組織形式。

● 信息技術(shù)學(xué)科的微項(xiàng)目實(shí)施分析

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中哪些內(nèi)容適宜微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，首先需要教師對認(rèn)知內(nèi)容進(jìn)行分類，對于那些常規(guī)性且沒有改變的反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)容，如指法練習(xí)、界面認(rèn)識等，按照傳統(tǒng)項(xiàng)目方式進(jìn)行教學(xué)。對于那些急劇變化的具有目標(biāo)、期限和資源支持，帶有創(chuàng)新性項(xiàng)目特點(diǎn)的任務(wù)，可以將其轉(zhuǎn)化成各種微項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)。

在具體的實(shí)踐過程中，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)通過微項(xiàng)目得以具象、微項(xiàng)目聚焦后形成完整的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)框架，兩者互為補(bǔ)充、相互支持。微項(xiàng)目學(xué)習(xí)是項(xiàng)目學(xué)習(xí)的靈活運(yùn)用，根據(jù)教學(xué)大綱需要設(shè)計(jì)理論課和實(shí)踐課微項(xiàng)目。教師在微項(xiàng)目中擔(dān)任首席設(shè)計(jì)師的角色，根據(jù)微項(xiàng)目和學(xué)習(xí)需要提供學(xué)習(xí)資源，提供過程建議。

● 學(xué)科核心素養(yǎng)下信息技術(shù)微項(xiàng)目的學(xué)習(xí)過程

在常見的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，流程較為復(fù)雜，在信息技術(shù)學(xué)科課時不足的情況下，容易產(chǎn)生目標(biāo)和行為剝離的狀況。因此，與完整項(xiàng)目相似，微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的過程一般包括確定項(xiàng)目、制訂項(xiàng)目方案、實(shí)施方案和作品展示等步驟，簡化為導(dǎo)入、思考、搭建和求解等過程，結(jié)合具體的內(nèi)容實(shí)施教學(xué)。筆者以《生活中的算法》為例，研究微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的過程。

1.算法界定：微項(xiàng)目的導(dǎo)入點(diǎn)

在微項(xiàng)目的導(dǎo)入中，首先應(yīng)該確定教學(xué)目標(biāo)的內(nèi)涵，分析學(xué)情傾向。在微項(xiàng)目中，學(xué)生的已有知識經(jīng)驗(yàn)和知識層次不同，對認(rèn)知的期望值和達(dá)成度也不同，在確定導(dǎo)入方式時，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的能力和經(jīng)驗(yàn)來確定目標(biāo)。對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生來說，導(dǎo)入方式側(cè)重思維訓(xùn)練；對于基礎(chǔ)薄弱或零基礎(chǔ)的學(xué)生來說，導(dǎo)入點(diǎn)側(cè)重生活實(shí)踐的概況與提升。

（1）原設(shè)計(jì)

xDing為小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科中常見的圖形化編程語言，其中“畫筆”模塊為經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容。傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)一般直接導(dǎo)入，展示需要達(dá)成的程序圖例，由此引入程序教學(xué)。在多節(jié)該主題課中，也呈現(xiàn)出相似的情況：學(xué)生對預(yù)計(jì)應(yīng)該完成的作品有畏難情緒，無法喚起需要的學(xué)習(xí)動機(jī)，使得整個教學(xué)內(nèi)容的推進(jìn)顯得牽強(qiáng)。

（2）思考焦點(diǎn)

對于傳統(tǒng)的任務(wù)目標(biāo)，沿襲整體的教學(xué)目標(biāo)制訂的學(xué)生細(xì)則，并未考慮到學(xué)生個性化的要求，所以在授課中出現(xiàn)了學(xué)生無所適從的情況。從導(dǎo)入點(diǎn)來說，單刀直入的方式無法滿足不同生源學(xué)生的要求，需要在教學(xué)之初制訂分層的導(dǎo)入點(diǎn)，供學(xué)生進(jìn)行自主內(nèi)化。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在微項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，教師關(guān)注學(xué)習(xí)目標(biāo)指向的核心知識，據(jù)此展開內(nèi)容建構(gòu)、重構(gòu)。在導(dǎo)入過程中，可以根據(jù)核心知識的具體目標(biāo)，確定框架性的認(rèn)知層次，再根據(jù)目標(biāo)要求安排合理的導(dǎo)入方式。在近期賽課中，南京市的陳老師的一節(jié)課體現(xiàn)了該理念的思想，其設(shè)計(jì)如下：

課前教師帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容，為優(yōu)秀的學(xué)生頒獎，獎品是抽獎活動——學(xué)生們在程序中抽出自己的獎品……

導(dǎo)入：教師提示學(xué)生，生活中有哪些抽獎方式？

學(xué)生1：在紙箱中抽取乒乓球。

學(xué)生2：在封閉的盒子里抓鬮。

學(xué)生3：扔骰子，隨機(jī)產(chǎn)生數(shù)字。

……

教師提示，以上的過程有怎樣的共性特點(diǎn)？

○隨機(jī)產(chǎn)生結(jié)果。

○可以反復(fù)多次抽獎。

○沒有任何附加的條件。

教師提煉出關(guān)鍵詞：隨機(jī)、偵測、回答、顯示。

學(xué)生在編程平臺中找出相對應(yīng)的模塊。

○隨機(jī)數(shù)→運(yùn)算符控件。

○詢問并等待→偵測控件。

○回答→偵測控件。

○顯示→外觀控件。

教師提出抽獎環(huán)節(jié)的自然過程，帶領(lǐng)學(xué)生和過程圖進(jìn)行對比：

○第一人做好抽獎準(zhǔn)備→程序啟動。

○第一人抽出獎次→單分支語句。

○組織者公布獎次→判斷執(zhí)行語句。

○第二人再次啟動抽獎程序→多重循環(huán)結(jié)構(gòu)。

……

教學(xué)評析：在本課的設(shè)計(jì)中，微項(xiàng)目被分解為具體的四個問題，四個問題層層遞進(jìn)，讓學(xué)生明晰已有的技能經(jīng)驗(yàn)（編程工具）、生活經(jīng)驗(yàn)（實(shí)物形象），形成具體明晰的學(xué)習(xí)目標(biāo)，確定了解決問題的主要環(huán)節(jié)（提出問題、分析問題、解決問題、反思問題）。微項(xiàng)目的大目標(biāo)被細(xì)化為具體的小問題，包括已有經(jīng)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、即將達(dá)成的目標(biāo)、以后可能會實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。在此過程中，項(xiàng)目化能夠借助形象的、可操作性的問題進(jìn)行推進(jìn)，從而使學(xué)生清晰地認(rèn)識到自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)。

2.算法分析：微項(xiàng)目的過程歸納

微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的第二個步驟是對過程的歸納，教師引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行分層。通過適宜的形式，將自然語言上升為算法過程，進(jìn)而建立起符合要求的學(xué)習(xí)框架。

（1）原設(shè)計(jì)

“智能家居”是信息技術(shù)常見課，有較多的教學(xué)案例。根據(jù)收集的教學(xué)情況來看，該課的基本思路如下。

生活例舉：智能家居應(yīng)用實(shí)例（生活運(yùn)用），如語音識別、拍圖識花等；

概念表達(dá)：教師出示智能化家居的概念；

學(xué)生體驗(yàn)：利用程序或者在線網(wǎng)站感受智能技術(shù)；

學(xué)生討論：討論生活中還有哪些應(yīng)用的實(shí)例。

（2）思考焦點(diǎn)

在實(shí)際授課中，學(xué)生缺乏必要的預(yù)設(shè)和活動分析，因此體驗(yàn)人工智能的過程是模仿為主、探究不足，在討論環(huán)節(jié)中未能有效地分析人工智能的基本原理是計(jì)算的命題，有的學(xué)生甚至將人工智能和程序設(shè)計(jì)或者APP混為一談，造成認(rèn)知障礙。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在微項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，將技能的梳理作為暗線，將項(xiàng)目的安排和流程規(guī)劃作為明線，據(jù)此展開學(xué)習(xí)。近期南京市的一位老師的課體現(xiàn)了該理念的思想，其設(shè)計(jì)思路如下：

在《智能化我設(shè)計(jì)——垃圾分類小能手》一課中，教學(xué)項(xiàng)目大主題為：設(shè)計(jì)便于識別的垃圾箱，幫助同學(xué)們能夠迅速地分辨垃圾類別，順利完成垃圾分類。教師將項(xiàng)目大主題進(jìn)行分解，形成多個具有明確指向性的微項(xiàng)目，此微項(xiàng)目就為教學(xué)過程的一級目錄，串聯(lián)起整個教學(xué)設(shè)計(jì)。大致流程如下。

①導(dǎo)入環(huán)節(jié)：垃圾應(yīng)該怎樣分類？依據(jù)如下：功能分類；有害度分類；是否能回收分類；無法分類。

通過垃圾分類的甄別，引出垃圾箱設(shè)計(jì)的需求，公布課題《設(shè)計(jì)形象的垃圾箱》。

②學(xué)生討論并思考：什么樣的設(shè)計(jì)更加直觀？預(yù)設(shè)a：外形上有明顯的標(biāo)識。預(yù)設(shè)b：形狀上能體現(xiàn)不同的分類。預(yù)設(shè)c：有不同的造型。

③教師歸納：采用多種方式可以解決垃圾箱的直觀性的問題。在具體的實(shí)踐中，預(yù)計(jì)學(xué)生會采用怎樣的方式來達(dá)到項(xiàng)目的目的？

④學(xué)生分小組選擇適宜的項(xiàng)目主題，依據(jù)前期的討論結(jié)果，找到適宜的任務(wù)載體，并選擇相應(yīng)的實(shí)施路徑，開始進(jìn)行活動。

預(yù)設(shè)1組的微項(xiàng)目主題為：垃圾箱的外形上需要有明顯的標(biāo)識，可選擇3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)，利用“浮雕”“拉伸”“組合減運(yùn)算”等技能手段，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。素材中，可以提供典型的垃圾圖片，設(shè)計(jì)者將其以自己擅長的方式投射到垃圾箱上。

預(yù)設(shè)2組的微項(xiàng)目主題為：在形狀上體現(xiàn)不同的分類，可選擇圖形化編程軟件中的“外觀”模塊，調(diào)整“將顏色特效增加”“切換造型”等方式，編寫相應(yīng)的腳本來實(shí)現(xiàn)外形上的智能分類。

預(yù)設(shè)3組的微項(xiàng)目主題為：設(shè)計(jì)不同造型的垃圾箱，給使用者直觀的提示。此處可采用電腦手繪圖案的方式，畫出基本造型平面圖，再利用3D建模軟件的“草圖”繪制功能，通過“拉伸”等操作實(shí)現(xiàn)特殊類型的垃圾箱外形設(shè)計(jì)，再通過“放樣”“陣列”實(shí)現(xiàn)鏤空等特殊造型的設(shè)計(jì)。

⑤教師依據(jù)學(xué)生的不同選擇，提供支持材料，完成微項(xiàng)目的制作。

……

教學(xué)評析：此處的設(shè)計(jì)從學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)自然過渡到新授認(rèn)知的內(nèi)容，學(xué)生對自己的設(shè)計(jì)過程是因何而設(shè)、如何而設(shè)的，都有明確的概念，是意義學(xué)習(xí)的過程。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可以進(jìn)行自我的圖形設(shè)計(jì)和顏色開發(fā)，按照自己的主觀意愿，設(shè)計(jì)出自己希望的作品。通過這樣的設(shè)計(jì)，學(xué)生能夠卓有成效地進(jìn)行自我作品的開發(fā)，此過程中，不著痕跡地突破了教學(xué)難點(diǎn)。

3.編寫程序：程序語言的控制與執(zhí)行

微項(xiàng)目設(shè)計(jì)關(guān)注過程與控制的合理選擇，通過主題形成一定的合作關(guān)系，建立起理想的學(xué)習(xí)模型。在程序語言的控制過程中，依據(jù)微項(xiàng)目的要求，教師引導(dǎo)學(xué)生組織現(xiàn)有素材資料，并進(jìn)行合理的執(zhí)行，保障學(xué)習(xí)過程的合理性。

（1）原設(shè)計(jì)

“智能滅火器”是中小學(xué)常見的算法內(nèi)容，在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師會依據(jù)以下的過程來組織教學(xué)：分析風(fēng)扇結(jié)構(gòu)→搭建智能風(fēng)扇→添加支撐組織→引入腳本→編寫程序→載入智能風(fēng)扇→調(diào)試程序→結(jié)束課程。此項(xiàng)目看似有著明確的目標(biāo)，但是授課中卻出現(xiàn)了學(xué)生層次差異大、學(xué)習(xí)結(jié)果不盡如人意的問題。

（2）思考焦點(diǎn)

以上問題的核心在于算法的核心概念未能夠在學(xué)習(xí)上得到有效的貫徹，教師示范給學(xué)生的更多是演示和灌輸，并非算法的核心思想。因此，學(xué)生對智能電風(fēng)扇這一項(xiàng)目的認(rèn)知僅限于技能層面的作品是否達(dá)成，并未能形成有效的認(rèn)知圖示。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在基于微項(xiàng)目的教學(xué)設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)具體的學(xué)情確定項(xiàng)目菜單，此菜單應(yīng)由師生共同完成，根據(jù)其能力測評情況，做出合理的選擇。如《生活中的算法——智能滅火器》一課，其部分教學(xué)過程如下：

教師依據(jù)前期學(xué)習(xí)情況，給出控制菜單的建議，學(xué)生根據(jù)自身的要求，提出執(zhí)行菜單的選擇方案。

控制A組：項(xiàng)目要求1→具有較強(qiáng)的空間建構(gòu)能力，能夠在短時間內(nèi)完成積木搭建；項(xiàng)目要求2→熟悉火焰?zhèn)鞲衅鞯膮?shù)設(shè)置，可在較短時間內(nèi)編寫腳本。微項(xiàng)目任務(wù)菜單：完成散件的積木搭建，構(gòu)建完成的程序腳本。

控制B組：項(xiàng)目要求1→具有較強(qiáng)的空間建構(gòu)能力，能夠在短時間內(nèi)完成積木搭建；項(xiàng)目要求2→尚未接觸過火焰?zhèn)鞲衅骷跋嚓P(guān)腳本，需要一定時間編寫腳本。微任務(wù)菜單：完成散件的積木搭建，完成半成品的腳本的編寫。

控制C組：項(xiàng)目要求1→空間建構(gòu)能力較弱，不能夠在短時間內(nèi)完成全部的積木搭建；項(xiàng)目要求2→熟悉火焰?zhèn)鞲衅鞯膮?shù)設(shè)置，可在較短時間內(nèi)編寫腳本。微任務(wù)菜單：構(gòu)建完成的程序腳本，完成半散件的傳感器拼搭。

控制D組：項(xiàng)目要求1→空間建構(gòu)能力較弱，不能在短時間內(nèi)完成積木搭建；項(xiàng)目要求2→未接觸過火焰?zhèn)鞲衅鳎皇煜は嚓P(guān)腳本編寫。微任務(wù)菜單：協(xié)同其他組進(jìn)行類同性學(xué)習(xí)，重點(diǎn)訓(xùn)練基礎(chǔ)模塊的搭建。

……

教學(xué)評析：在改進(jìn)型設(shè)計(jì)中，微項(xiàng)目的內(nèi)涵落實(shí)為多個控制組，與項(xiàng)目過程一一對應(yīng)。教師幫助學(xué)生分析過程與控制之間的必然聯(lián)系，通過“微菜單”讓學(xué)生掌握教學(xué)難點(diǎn)。在此過程中，學(xué)生所實(shí)施的是言語化的程序編寫的實(shí)踐，既突破了實(shí)際輸入命令的時間限制，又達(dá)到了評價自身學(xué)習(xí)過程的目標(biāo)，給部分學(xué)困生提供了二次學(xué)習(xí)的機(jī)會。在微項(xiàng)目的實(shí)施過程中，學(xué)生的算法思維有了更新，符合學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。

● 微項(xiàng)目素養(yǎng)的體現(xiàn)核心

微項(xiàng)目是大數(shù)據(jù)時代環(huán)境背景下的課程建設(shè)方式，在具體的教學(xué)中細(xì)化為多個任務(wù)的推進(jìn)。在此過程中，信息接收的主體是處于學(xué)習(xí)主體的學(xué)生，微項(xiàng)目是實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)課程核心素養(yǎng)的途徑。在教學(xué)過程中，要關(guān)注以下幾點(diǎn)：

首先，算法思維與學(xué)科核心素養(yǎng)同步提升；教師使用微項(xiàng)目進(jìn)行組織教學(xué)，既是一個算法的思維過程，也是提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑，是最終實(shí)現(xiàn)全人素養(yǎng)的過程之一。因此，在具體的學(xué)習(xí)匯總時，應(yīng)將其進(jìn)行綜合考量，而不能彼此分割。

其次，高效針對性項(xiàng)目教學(xué)與師資均衡同時實(shí)現(xiàn)；通過對微項(xiàng)目的精準(zhǔn)標(biāo)簽分類，使微項(xiàng)目的針對性更強(qiáng)，學(xué)習(xí)效率更好，提升課堂教學(xué)水平。同時，微項(xiàng)目的實(shí)施也可以有效地縮小目前學(xué)科師資的城鄉(xiāng)差異和校際差異，從另一個角度有效解決教育師資不均衡的問題。

最后，微項(xiàng)目的學(xué)習(xí)行動與自主學(xué)習(xí)意識同步培養(yǎng)。個性化的微項(xiàng)目評價，可以精準(zhǔn)地分析出學(xué)生的任務(wù)達(dá)成率，為學(xué)生的個性化提升指明了路徑。從微項(xiàng)目的實(shí)踐中，通過評價報告和智能推送等方式，促進(jìn)學(xué)生自我解惑能力的提升，實(shí)現(xiàn)全方位育人的目的。