高中信息技術(shù)項目式教學(xué)設(shè)計與實踐

馬建忠

隨著普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，教師對學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)逐步形成正確的價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力越來越關(guān)注。學(xué)科教材是核心素養(yǎng)落實的主要載體，一些教材采用項目學(xué)習(xí)的設(shè)計，往往一章內(nèi)容就是一個大的項目活動，新教材的實施給教師帶來了新的挑戰(zhàn)。因此，筆者以華東師大出版社出版的普通高中信息技術(shù)必修1《數(shù)據(jù)與計算》第三章“數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用”項目為例，分析教材中的項目情況，嘗試設(shè)計了基于教材內(nèi)容的具有校本化特色的項目活動。教材中，數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用章節(jié)的知識總線是：數(shù)據(jù)采集—數(shù)據(jù)整理—數(shù)據(jù)分析—數(shù)據(jù)可視化—撰寫數(shù)據(jù)分析報告。教材以破解共享單車使用的“潮汐”難題為情境，提供“交通數(shù)據(jù)利抉擇”的章項目。該項目的學(xué)習(xí)目標(biāo)是：通過典型的應(yīng)用實例，了解數(shù)據(jù)采集和整理的基本方法，理解數(shù)據(jù)安全的重要性;選用合適的軟件工具或平臺處理數(shù)據(jù)，掌握數(shù)據(jù)可視化的基本方法;了解數(shù)據(jù)分析報告的結(jié)構(gòu)形式，完成解決問題的數(shù)據(jù)分析報告，感悟數(shù)據(jù)分析的價值。三個學(xué)習(xí)目標(biāo)符合課程標(biāo)準(zhǔn)要求，但對于郊區(qū)學(xué)生來說，共享單車騎行體驗較少，教材中提供的數(shù)據(jù)難以和學(xué)生的真實體驗結(jié)合，因此，筆者根據(jù)學(xué)生特點對教材中的項目活動進(jìn)行了重構(gòu)。

● 基于教材的項目活動設(shè)計

項目活動是以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、探索能力、實踐能力、創(chuàng)新能力為目標(biāo)的，符合現(xiàn)代教育理念，通過項目的實施可以有效提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。因此，在項目活動設(shè)計前，首先要明確項目設(shè)計的依據(jù)，即課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容，重點關(guān)注項目的完整性以及與學(xué)科知識體系的融合。就項目完整性而言，項目設(shè)計一般包括項目主題、項目情境、項目目標(biāo)與成果、項目任務(wù)與活動、項目評價等要素。筆者嘗試基于教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)重新改造項目活動，目的是使項目能貼合學(xué)生生活實際，解決實際問題。

1.項目主題

項目的主題決定了項目后續(xù)的內(nèi)容，選擇有區(qū)域或者學(xué)校特色的主題能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。筆者根據(jù)學(xué)校已經(jīng)部署好的能源消耗平臺，以平臺上的用電量數(shù)據(jù)為依據(jù)，設(shè)計“我為節(jié)能做貢獻(xiàn)”的項目活動。通過項目活動指導(dǎo)學(xué)生分析學(xué)校近一年的用電量數(shù)據(jù)，從月份用電量對比、工作日和周末用電量對比等角度進(jìn)行分析，找出學(xué)校用電量的規(guī)律。

2.項目情境

項目情境是對整個項目的概要描述，因項目活動要建立在解決實際問題的基礎(chǔ)上，所以情境的描述應(yīng)盡可能真實?！拔覟楣?jié)能做貢獻(xiàn)”的項目情境是：學(xué)?？倓?wù)老師查看電費賬單，發(fā)現(xiàn)學(xué)校近一年用電量有所增長，請同學(xué)們結(jié)合學(xué)校能源消耗平臺上的數(shù)據(jù)幫助總務(wù)老師調(diào)查、分析，找出原因，并形成合理建議提交給學(xué)校，為節(jié)能減排獻(xiàn)計獻(xiàn)策。這樣的情境設(shè)計來源于學(xué)生身邊，數(shù)據(jù)和相關(guān)平臺與學(xué)生相關(guān)，學(xué)生在學(xué)習(xí)時會更加投入。

3.項目成果要求

項目的主要工作是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集和整理的基本方法，利用Python編程獲取數(shù)據(jù)，對學(xué)校一年的用電量數(shù)據(jù)從不同角度進(jìn)行處理和分析，最后進(jìn)行可視化顯示。項目最后，每個小組撰寫一份數(shù)據(jù)分析報告，這也是項目活動的最終成果。通過課堂上的展示和交流，評選好的建議提交給學(xué)校，體現(xiàn)了項目活動是在解決學(xué)生身邊的實際問題。

4.項目任務(wù)分解

項目活動設(shè)計是根據(jù)教材章節(jié)知識總線，為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化等階段設(shè)計對應(yīng)的任務(wù)與活動，筆者設(shè)計的項目任務(wù)分解如上表所示。

表中每個任務(wù)都是圍繞“我為節(jié)能做貢獻(xiàn)”這一項目情境而設(shè)計，同時融合對應(yīng)章節(jié)學(xué)科知識的學(xué)習(xí)，達(dá)成項目實施和知識學(xué)習(xí)的一致性。

5.項目評價設(shè)計

整個項目活動的評價分為過程性評價和結(jié)果性評價。在項目實施過程中，教師記錄學(xué)生的過程性表現(xiàn)，小組成員間進(jìn)行自評和互評。過程性評價量表圍繞學(xué)生在項目活動中的參與情況以及知識點的掌握情況來設(shè)計，結(jié)果性評價主要針對最后撰寫的數(shù)據(jù)分析報告進(jìn)行設(shè)計。

● 項目實施的體會

本項目的設(shè)計由于切入點小且貼近學(xué)生學(xué)習(xí)生活，學(xué)習(xí)內(nèi)容更聚焦，學(xué)生接受度也更高。經(jīng)過對整個項目的教學(xué)實踐，筆者有以下兩點體會。

首先，通過教師分階段的引導(dǎo)，項目活動的實施提升了學(xué)生的能力。在項目實施初期，教師采納了學(xué)生提出的“學(xué)校能源消耗平臺應(yīng)該增加報警功能”這一建議，以此為目標(biāo)，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察分析用電量與日期的關(guān)系，學(xué)生用一年的用電量數(shù)據(jù)編程繪制箱形圖進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化操作，發(fā)現(xiàn)所有的用電數(shù)據(jù)異常值都發(fā)生在工作日時間段。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生分析周末用電量數(shù)據(jù)，經(jīng)過討論，為排除工作日用電數(shù)據(jù)對周末用電數(shù)據(jù)的影響，學(xué)生把周末和工作日數(shù)據(jù)分別篩選出來形成兩張數(shù)據(jù)表，再各自進(jìn)行異常值檢測和圖形的繪制，通過繪制周末數(shù)據(jù)箱形圖，來分析周末用電量異常情況。隨后，學(xué)生走訪總務(wù)等部門的老師，調(diào)研分析產(chǎn)生用電異常的原因，最后提出了用電預(yù)警及反饋的具體建議。從學(xué)生在項目活動過程中不斷提出改進(jìn)建議的行為可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生深度投入項目活動，隨著真實問題的解決，能力得到提升。學(xué)生提出的建議被學(xué)校采納，也增強(qiáng)了他們的成就感。

其次，基于教材設(shè)計項目活動提升了教師的專業(yè)能力，同時也豐富了教學(xué)資源。從教師專業(yè)發(fā)展的角度看，開發(fā)設(shè)計項目活動是雙新背景下對一線教師提出的新要求。通過項目活動的設(shè)計，教師可以加深對教材內(nèi)容的理解，更加關(guān)注教材中學(xué)科本體知識和項目活動的融合，也有利于教師站在教材編寫者的角度理解教材內(nèi)容。項目活動設(shè)計的難點在于項目的實施過程中要關(guān)注學(xué)生學(xué)科知識學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性，因此教師在設(shè)計項目活動前需要對教材內(nèi)容的知識總線進(jìn)行梳理，根據(jù)不同的學(xué)科知識選擇大情境下恰當(dāng)?shù)膬?nèi)容進(jìn)行項目任務(wù)和活動設(shè)計，并根據(jù)實施的情況進(jìn)行迭代修改。隨著項目的實施，項目選題也會更加豐富，如在上例項目的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步開展教師辦公室以及實驗室等場所的用電量數(shù)據(jù)細(xì)化分析，設(shè)計平臺數(shù)據(jù)預(yù)警功能，督促學(xué)校制訂相應(yīng)的制度。并且，每一年的項目案例可以成為下一年項目的實施素材，這樣不僅案例得到了豐富，項目活動的實施也具有了延續(xù)性。