融合項(xiàng)目學(xué)習(xí)的混合式教學(xué)實(shí)踐

譚珊珊 楊簡(jiǎn)云 程慶雷

● 創(chuàng)新整合點(diǎn)

①本案例以人工智能為主題、以項(xiàng)目為導(dǎo)向進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)，重構(gòu)教材第一、第二和第六章的內(nèi)容，并開發(fā)了相應(yīng)的課程教學(xué)資源，如知識(shí)微課、學(xué)習(xí)記錄表單、案例文檔、思維導(dǎo)圖、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)等，以此支撐混合式教學(xué)自主學(xué)習(xí)的資源。

②以區(qū)域名教師教育優(yōu)質(zhì)資源為基礎(chǔ)，學(xué)生在課上就可以利用線上教學(xué)資源開展學(xué)習(xí)，教師則重在開展合作、探究、互動(dòng)教學(xué)的觀察和指導(dǎo)。這種以學(xué)生為主體的混合式項(xiàng)目教學(xué)模式，能提高學(xué)習(xí)成效，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)高階思維能力，促進(jìn)區(qū)域教學(xué)的公平。

● 教材分析

本課是以粵教版高中信息技術(shù)《必修1 數(shù)據(jù)與計(jì)算》內(nèi)容為依據(jù)，按照《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的要求，將教科書中第一章《數(shù)據(jù)與信息》、第二章《知識(shí)與數(shù)字化學(xué)習(xí)》、第六章《人工智能及其應(yīng)用》的教學(xué)內(nèi)容，通過大單元的項(xiàng)目進(jìn)行知識(shí)內(nèi)容重構(gòu)。

● 學(xué)情分析

在現(xiàn)實(shí)生活中，學(xué)生大多感受過如指紋識(shí)別、人臉識(shí)別、語音識(shí)別等人工智能技術(shù)的應(yīng)用，大部分學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣。

在學(xué)習(xí)內(nèi)容上，生活在信息時(shí)代的高中生，在日常學(xué)習(xí)生活中已經(jīng)接觸和使用過各種形式的數(shù)據(jù)，大部分學(xué)生能熟練使用各種數(shù)字化工具，少數(shù)學(xué)生還能借助各種數(shù)據(jù)處理軟件編輯數(shù)據(jù)，但是學(xué)生并未深入思考數(shù)據(jù)與信息的特征，也未深入思考和探究模擬信號(hào)數(shù)字化的原理，對(duì)科學(xué)性數(shù)據(jù)編碼的方式也不了解。另外，學(xué)生受學(xué)科研究方法限制，尚缺乏利用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具探究知識(shí)的意識(shí)和能力。

在學(xué)習(xí)平臺(tái)方面，莞易學(xué)（東莞慕課）可實(shí)現(xiàn)區(qū)域共享的線上線下混合式學(xué)習(xí)支持，全市學(xué)生可通過統(tǒng)一賬號(hào)登錄平臺(tái)選課學(xué)習(xí)。

● 項(xiàng)目目標(biāo)

通過“感受和剖析智能領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)”項(xiàng)目，組織學(xué)生進(jìn)行自主協(xié)作探究。讓學(xué)生在具體感知數(shù)據(jù)與信息的基礎(chǔ)上，能夠描述信息的特征，知道數(shù)據(jù)編碼的方式;讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)過程，能夠描述數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)的相互關(guān)系，感受利用數(shù)字化工具和資源的優(yōu)勢(shì);讓學(xué)生在具體感知智能信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，能夠描述智能信息處理技術(shù)的巨大進(jìn)步和應(yīng)用潛力，認(rèn)識(shí)人工智能在信息社會(huì)中的重要作用，從而將知識(shí)建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入運(yùn)用數(shù)字化工具解決問題和完成任務(wù)的過程中，促進(jìn)本項(xiàng)目對(duì)應(yīng)課標(biāo)的學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成，完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)。

● 教學(xué)環(huán)境與準(zhǔn)備

支撐項(xiàng)目學(xué)習(xí)開展的教學(xué)平臺(tái)是莞易學(xué)（東莞慕課），本項(xiàng)目提供了微課（19個(gè)）、單元教學(xué)設(shè)計(jì)、單元教學(xué)課件、項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表、軟件工具（Python3.*、思維導(dǎo)圖、多媒體處理軟件、網(wǎng)絡(luò)畫板）、學(xué)習(xí)文檔等資源。

● 教學(xué)過程

學(xué)生以莞易學(xué)為數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)，開展以人工智能為背景的項(xiàng)目學(xué)習(xí)。具體設(shè)計(jì)方案如上頁(yè)圖1所示。

1.項(xiàng)目范例學(xué)習(xí)

項(xiàng)目范例主題：感受和剖析智能領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)。

教師按照“情境→主題→規(guī)劃→探究→實(shí)施→成果→評(píng)價(jià)”這一步驟開展教育領(lǐng)域人工智能應(yīng)用技術(shù)的全過程展示。學(xué)生按照項(xiàng)目范例的模式，開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)，其主要流程為“項(xiàng)目選題→項(xiàng)目規(guī)劃→方案交流→探究活動(dòng)→項(xiàng)目實(shí)施→成果交流→活動(dòng)評(píng)價(jià)”。

2.項(xiàng)目前置活動(dòng)和項(xiàng)目選題

教師活動(dòng)：提供《人工智能介紹》《圖靈和圖靈測(cè)試》《人工智能的發(fā)展歷程》《人工智能的應(yīng)用》等相關(guān)微課和更多的選題，并參與到小組的選題討論中。

①感受和剖析智能安防領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù);

②感受和剖析智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù);

③感受和剖析智能醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù);

④感受和剖析智能物流領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù);

⑤感受和剖析智能×××（自擬）領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)。

學(xué)生活動(dòng)：觀看“項(xiàng)目前置”中的微課資源，了解人工智能領(lǐng)域的發(fā)展。根據(jù)教師提供的半開放式選題，小組頭腦風(fēng)暴后確定項(xiàng)目選題，以小組為單位，填寫《項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表》中的“項(xiàng)目前置”和“項(xiàng)目選題”欄目。

設(shè)計(jì)意圖：項(xiàng)目前置活動(dòng)是基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)觀，落實(shí)“以學(xué)定教、先學(xué)后教”的項(xiàng)目學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，使學(xué)生在前置內(nèi)容中能更好地了解人工智能相關(guān)的基本知識(shí)，為學(xué)生的項(xiàng)目選題奠定知識(shí)能力基礎(chǔ)。

3.項(xiàng)目規(guī)劃

教師活動(dòng)：提供《項(xiàng)目推進(jìn)介紹》《第一章課程介紹》《第二章課程介紹》《第六章課程介紹》等相關(guān)微課;引導(dǎo)學(xué)生分析項(xiàng)目問題，指導(dǎo)小組完成項(xiàng)目規(guī)劃，組織開展方案交流。

學(xué)生活動(dòng)：小組依照項(xiàng)目范例，結(jié)合本組選題，制訂本組項(xiàng)目規(guī)劃方案，填寫《項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表》中的“項(xiàng)目規(guī)劃”欄目。

設(shè)計(jì)意圖：規(guī)劃的前提是對(duì)所學(xué)內(nèi)容的知識(shí)有認(rèn)知基礎(chǔ)，項(xiàng)目規(guī)劃可以幫助學(xué)生更好地自上而下地建構(gòu)核心知識(shí)，使其對(duì)知識(shí)目標(biāo)、進(jìn)度分工、學(xué)習(xí)工具和學(xué)習(xí)結(jié)果各維度的需求分析更加明晰，培養(yǎng)學(xué)生分解問題、明析問題的能力。

4.項(xiàng)目探究活動(dòng)

活動(dòng)1：感受人工智能，體驗(yàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)

教師活動(dòng)：提供視頻資源，設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生匯總教學(xué)活動(dòng)中的數(shù)字化工具與資源，并進(jìn)行比較;提供歐姆定律和投針實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)及操作指引《運(yùn)用Python工具處理數(shù)據(jù)》《網(wǎng)絡(luò)畫板體驗(yàn)投針實(shí)驗(yàn)》《思維導(dǎo)圖的應(yīng)用》（微課），指導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)數(shù)字化創(chuàng)新學(xué)習(xí)的過程。

學(xué)生活動(dòng)：通過體驗(yàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，總結(jié)和梳理出數(shù)字化學(xué)習(xí)資源、工具的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，感受數(shù)字化時(shí)代學(xué)習(xí)生活發(fā)生的改變;填寫《項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表》“探究活動(dòng) 項(xiàng)目實(shí)施”欄目中的“活動(dòng)1”的內(nèi)容。

設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)習(xí)和交流，結(jié)合本組選題，討論總結(jié)出常用的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，體驗(yàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，并完成對(duì)數(shù)字化工具與資源、數(shù)字化學(xué)習(xí)特點(diǎn)的梳理。

活動(dòng)2：了解人工智能背后數(shù)字編碼的原理

教師活動(dòng)：提供微課《模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)》《文字編碼》《圖像編碼》《聲音編碼》，并設(shè)計(jì)相關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生理解模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的含義及其相互關(guān)系，幫助學(xué)生了解數(shù)據(jù)編碼方法和數(shù)字化的作用。

學(xué)生活動(dòng)：通過觀看微課后小組討論，掌握數(shù)據(jù)編碼的相關(guān)知識(shí)，填寫《項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表》“探究活動(dòng) 項(xiàng)目實(shí)施”欄目中的“活動(dòng)2”的內(nèi)容。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生結(jié)合教師提供的微課等學(xué)習(xí)資源，根據(jù)小組選題，能夠更好地分析人工智能領(lǐng)域下文本、圖像、聲音的實(shí)際應(yīng)用案例，理解數(shù)據(jù)編碼和數(shù)字化的作用。

活動(dòng)3：理解人工智能中智能問答系統(tǒng)的工作原理

教師活動(dòng)：提供微課《剖析領(lǐng)域知識(shí)智能問答機(jī)器人》《jaccard相似度系數(shù)》，設(shè)計(jì)問題，并引導(dǎo)學(xué)生理解智能問答系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

學(xué)生活動(dòng)：觀看微課后小組討論，掌握選題領(lǐng)域下智能問答系統(tǒng)的例子，理解智能問答系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及原理，填寫《項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表》“探究活動(dòng) 項(xiàng)目實(shí)施”欄目中的“活動(dòng)3”的內(nèi)容。

設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)習(xí)和討論，小組結(jié)合本組選題分析智能問答系統(tǒng)的模塊，理解智能問答系統(tǒng)的工作原理，掌握智能問答系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

活動(dòng)4：理解數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)與智慧的關(guān)系

教師活動(dòng)：提供微課《數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、智慧之間的關(guān)系》、思維導(dǎo)圖，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)支架，引導(dǎo)學(xué)生理解并解釋數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)與智慧的關(guān)系。

學(xué)生活動(dòng)：觀看微課后小組討論選題下數(shù)據(jù)與信息的案例，填寫《項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表》“探究活動(dòng) 項(xiàng)目實(shí)施”欄目中的“活動(dòng)4”的內(nèi)容。

設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合項(xiàng)目范例，查閱相關(guān)資料，通過交流和討論，在小組選題的智能領(lǐng)域技術(shù)中，理解并解釋數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)與智慧的關(guān)系，了解人工智能技術(shù)的提升路徑。

活動(dòng)5：了解信息倫理道德規(guī)范

教師活動(dòng)：提供學(xué)習(xí)文檔，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)人類信息活動(dòng)需要信息法律法規(guī)的管理與調(diào)節(jié)，能自覺遵守信息法律法規(guī)、信息倫理道德規(guī)范;在信息交流或合作中，尊重不同的信息文化，積極、主動(dòng)地融入信息社會(huì)中。

學(xué)生活動(dòng)：通過查閱資料交流討論，填寫《項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表》“探究活動(dòng) 項(xiàng)目實(shí)施”欄目中的“活動(dòng)5”的內(nèi)容。

設(shè)計(jì)意圖：查閱相關(guān)資料，閱讀人工智能倫理文檔，通過交流和討論，在小組選題的人工智能領(lǐng)域下，能夠更好地解釋信息倫理道德規(guī)范。

6.項(xiàng)目實(shí)施

教師活動(dòng)：觀察、指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：各小組參照項(xiàng)目范例的樣式，運(yùn)用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，結(jié)合學(xué)習(xí)表單等，歸納所學(xué)知識(shí)，梳理探究活動(dòng)的成果，撰寫相應(yīng)的項(xiàng)目成果報(bào)告，形成“感受和剖析人工智能應(yīng)用技術(shù)”的可視化報(bào)告學(xué)習(xí)成果。

設(shè)計(jì)意圖：項(xiàng)目實(shí)施和探究活動(dòng)同步進(jìn)行，是指向核心素養(yǎng)能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，小組成員在項(xiàng)目實(shí)施的過程中學(xué)會(huì)在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中自主協(xié)作學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)并解決問題，明確任務(wù)分工、學(xué)會(huì)合作等。

7.項(xiàng)目交流與評(píng)價(jià)

教師活動(dòng)：評(píng)價(jià)。

學(xué)生活動(dòng)：各小組在小組或班級(jí)中進(jìn)行展示與交流，共享創(chuàng)造，分享快樂。根據(jù)項(xiàng)目選題、擬訂的項(xiàng)目方案、實(shí)施情況以及所形成的項(xiàng)目成果，利用“作品評(píng)價(jià)量規(guī)”及教科書附錄2的“項(xiàng)目活動(dòng)評(píng)價(jià)表”，開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)的自評(píng)。

設(shè)計(jì)意圖：在展示環(huán)節(jié)前的準(zhǔn)備中培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，深化對(duì)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)的理解，在展示環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生樂于分享的性格，并使其建立自信。

● 教學(xué)反思

學(xué)生通過莞易學(xué)（東莞慕課）平臺(tái)，開展以項(xiàng)目設(shè)計(jì)推進(jìn)的線上線下混合式學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了以下特點(diǎn)。

第一，以項(xiàng)目為架構(gòu)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)是教學(xué)方式的改變（如上頁(yè)圖2）?；陧?xiàng)目學(xué)習(xí)的單元設(shè)計(jì)中的知識(shí)技能，是通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)中的探究活動(dòng)來串聯(lián)的，所有子探究活動(dòng)也是為項(xiàng)目目標(biāo)而服務(wù)的。只有合理構(gòu)建各知識(shí)模塊與探究活動(dòng)之間的關(guān)系，使知識(shí)內(nèi)容不再孤立、零碎，才能使項(xiàng)目活動(dòng)的學(xué)習(xí)方式最大限度地發(fā)揮它的功效。

第二，以學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表跟進(jìn)項(xiàng)目全流程是學(xué)習(xí)的支架。項(xiàng)目學(xué)習(xí)記錄表（如上頁(yè)圖3）是一種實(shí)現(xiàn)過程性引導(dǎo)和跟蹤、實(shí)現(xiàn)自主與協(xié)同的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)工具，記錄過程既能夠關(guān)注到學(xué)生實(shí)際參與學(xué)習(xí)過程的基本情況，也能使學(xué)生的自主和協(xié)作意識(shí)得以充分發(fā)揮。

第三，以莞易學(xué)（東莞慕課）推進(jìn)區(qū)域混合式教學(xué)是學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。2020年9月，這門慕課開始面向東莞市高中學(xué)段信息技術(shù)全體師生開放，在第一輪的開課中全市共有15所教育單位引用該課程，選課人數(shù)達(dá)7239人，這種落實(shí)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)新模式，開展線上線下混合學(xué)習(xí)的教學(xué)嘗試得到初步的應(yīng)用與推廣。這種教育資源優(yōu)化配置促進(jìn)了區(qū)域不同學(xué)校、不同群體學(xué)生之間的教育公平，也促進(jìn)了均衡教育的貫徹落實(shí)。