依托趣味化項(xiàng)目提升學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)的實(shí)踐

丁 彬

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（ 2022年版）》明確指出：要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方式，以真實(shí)問題或項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷原理運(yùn)用過程、計(jì)算思維過程和數(shù)字化工具應(yīng)用過程，建構(gòu)知識(shí)，提升問題解決能力。以項(xiàng)目為引領(lǐng)、學(xué)生為主體，通過趣味化項(xiàng)目設(shè)計(jì)來指導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目任務(wù)，從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)。為此，教師需要在現(xiàn)代信息技術(shù)理念的引領(lǐng)下，更新教學(xué)理念，整合教學(xué)資源，優(yōu)化內(nèi)容設(shè)計(jì)，通過趣味化項(xiàng)目設(shè)計(jì)，以提升學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)。

一、情境創(chuàng)設(shè)趣味化

眾所周知，學(xué)生喜歡玩電腦，但是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件組成一知半解，如果碰到電腦突然發(fā)生故障，就不知所措。針對(duì)學(xué)生的信息技術(shù)知識(shí)盲點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，必須讓其了解知識(shí)的始末，理清其中原理，才能逐步系統(tǒng)地掌握知識(shí)體系。這就需要教師有針對(duì)性地結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，通過設(shè)計(jì)趣味化的項(xiàng)目，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的教學(xué)情境，從而激發(fā)學(xué)生探究興趣，提升學(xué)習(xí)的欲望。

案例一，項(xiàng)目趣味化設(shè)計(jì)：新機(jī)房電腦選購—DIY。

學(xué)校改擴(kuò)建工程基本完工，新機(jī)房也要升級(jí)換代。此時(shí)，筆者設(shè)計(jì)一個(gè)項(xiàng)目：新機(jī)房電腦選購—DIY。學(xué)生參與這個(gè)項(xiàng)目，角色迅速發(fā)生變換，以電腦配置員的身份選購部件。學(xué)生從自己已經(jīng)了解的顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤部件開始，試圖探究主機(jī)箱，但遇到了困難——主機(jī)箱里都有些什么？筆者在機(jī)房角落放置了一臺(tái)掀開機(jī)箱蓋的主機(jī)，學(xué)生逐一對(duì)照主機(jī)箱里部件，對(duì)不了解的部件對(duì)照教材或網(wǎng)絡(luò)上的圖片，展開學(xué)習(xí)。所有部件功能、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都了解齊全了，就開始著手模擬配置。學(xué)生通過模擬裝機(jī)的在線網(wǎng)站，選擇自己喜歡的計(jì)算機(jī)配置，填寫“我的計(jì)算機(jī)配置單”，并核算總價(jià)，大部分學(xué)生的裝配價(jià)格太高了，達(dá)不到“性價(jià)比高”這個(gè)要求。于是學(xué)生又主動(dòng)琢磨新的問題：對(duì)于計(jì)算機(jī)來說，什么部件是最重要的？什么部件只要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠就行？學(xué)生機(jī)房的電腦偏重于哪些性能指標(biāo)？學(xué)生很有興趣地自發(fā)研究起計(jì)算機(jī)各部件的技術(shù)特點(diǎn)、用途、配置價(jià)格。

興趣是課堂教學(xué)最為關(guān)鍵的因素，也是引發(fā)學(xué)生探索活動(dòng)的催化劑。學(xué)生把主機(jī)箱配件的功能、價(jià)格都了解清晰了，對(duì)電腦知識(shí)就有了清晰的理解，學(xué)習(xí)過程水到渠成。這樣，不僅輕松完成了蘇教版《信息技術(shù)》教材七年級(jí)第2章《管理計(jì)算機(jī)》的學(xué)習(xí)，而且教師只要稍加遷移，引導(dǎo)學(xué)生將手機(jī)和計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)系、對(duì)比，將他們的認(rèn)知和思維引向更深層次，就達(dá)到了在掌握知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上，發(fā)展思維能力的目標(biāo)。

二、聯(lián)系生活趣味化

計(jì)算思維培養(yǎng)的最終目的是將課堂上所學(xué)的解決問題方法技能遷移到實(shí)際生活中，幫助學(xué)生在遇到實(shí)際問題時(shí)，能夠自然而然地運(yùn)用自己在課堂上形成的思維意識(shí)和能力來解決現(xiàn)實(shí)問題，這就是信息技術(shù)計(jì)算思維在學(xué)生實(shí)際生活中的具體應(yīng)用的體現(xiàn)。

案例二，項(xiàng)目趣味化設(shè)計(jì)：定時(shí)器。

班級(jí)舉行演講比賽，需要一個(gè)倒計(jì)時(shí)的定時(shí)器。為讓每個(gè)學(xué)生直觀地看到計(jì)算機(jī)程序的自動(dòng)演示和腳本設(shè)計(jì)效果，需要學(xué)生學(xué)會(huì)利用VB工具箱中的定時(shí)器控件，為此筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)編寫“倒計(jì)時(shí)定時(shí)器”的項(xiàng)目。項(xiàng)目設(shè)計(jì)的前期規(guī)劃是學(xué)生大膽討論、交流想法，分解問題、理清思路，提煉算法、訓(xùn)練思維，梳理程序設(shè)計(jì)步驟。學(xué)生思考、編寫、調(diào)試，再思考、編寫、調(diào)試，最后展示自己的編程作品。筆者還穿插一些游戲和趣味競(jìng)賽活動(dòng)，讓課堂的氣氛更加活躍。

當(dāng)學(xué)生學(xué)會(huì)利用已學(xué)到的信息技術(shù)知識(shí)解決生活中的問題時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)，形成了學(xué)習(xí)自主性。以后一旦遇到相關(guān)問題，在計(jì)算思維能力的支持下，會(huì)設(shè)計(jì)相關(guān)算法，能便捷有效地將原本困難、復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化成為簡(jiǎn)單、易理解的問題。

三、自主探究趣味化

信息技術(shù)課程的核心價(jià)值是培養(yǎng)學(xué)生使用信息技術(shù)解決相關(guān)實(shí)際問題的能力，計(jì)算思維的培養(yǎng)能夠有效提高學(xué)生的知識(shí)和技能水平，提高學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)思考、分析與解決問題的能力。

案例三，項(xiàng)目趣味化設(shè)計(jì)：基于“樂動(dòng)魔盒”系列STEAM項(xiàng)目。

Scratch是一款承載STEAM教育新理念的平臺(tái)性編程系統(tǒng)，基于學(xué)?！皹穭?dòng)魔盒”套裝、Scratch主機(jī)、眾多外置傳感器、輸出設(shè)備和場(chǎng)景套件、電機(jī)接口，筆者與學(xué)生設(shè)計(jì)了10個(gè)由淺到深的基礎(chǔ)項(xiàng)目：小貓轉(zhuǎn)圈圈、動(dòng)漫樂園、簡(jiǎn)單動(dòng)畫、聲音機(jī)器人、怕光的小老鼠、節(jié)能智能燈、SOS求救信號(hào)、班長選舉、熱水開飛機(jī)和感受雨后的清新。這些項(xiàng)目寓教于樂，學(xué)生不斷地“嘗試—驗(yàn)證—修正”，享受自主探究的樂趣。這種親身經(jīng)歷的體驗(yàn)激發(fā)了他們的想象力和創(chuàng)造力，促進(jìn)了他們計(jì)算思維的發(fā)展。

學(xué)生在自主探究中加強(qiáng)自身對(duì)相關(guān)知識(shí)的認(rèn)知，思維不再停留在表面，能夠深入到知識(shí)的核心地帶，自我剖析相關(guān)問題，提煉問題的解決方案，在問題解決過程中汲取相應(yīng)的學(xué)科知識(shí)，計(jì)算思維能力得到有效培養(yǎng)。

四、小組合作趣味化

小組內(nèi)的交流、探討，無形中形成了學(xué)習(xí)動(dòng)力，學(xué)生與小組同伴分享協(xié)作的樂趣，學(xué)習(xí)方式和思維方式得到快速革新。

案例四，項(xiàng)目趣味化設(shè)計(jì)：基于創(chuàng)新思維的“溫馨喝茶器”。

“溫馨喝茶器”這個(gè)項(xiàng)目來源于生活——現(xiàn)代人工作壓力大，生活節(jié)奏快，經(jīng)常忘記喝水，所以設(shè)計(jì)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，旨在提醒人們?cè)诎倜χ谐榭蘸人?/p>

項(xiàng)目構(gòu)思：根據(jù)健康常識(shí)，人們常年喝40℃的水對(duì)身體最有益處。如果茶杯里的水溫超過40℃，小風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)開啟降溫，直至水溫達(dá)到40℃，在此期間LED紅燈一直亮著，數(shù)碼管實(shí)時(shí)監(jiān)控與顯示當(dāng)前的水溫值。當(dāng)水溫降到40℃時(shí)，小風(fēng)扇自動(dòng)停止工作，LED燈熄滅，這時(shí)表示水可以喝了。當(dāng)人拿起杯子喝水時(shí)，LED綠燈不停地閃爍，提醒使用者喝完水記得把茶杯放回原處。當(dāng)把杯子放回原處時(shí)，LED燈熄滅。

負(fù)責(zé)這個(gè)項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)成員從作品思路、外接設(shè)備、應(yīng)用背景、產(chǎn)品角色、應(yīng)用程序等方面都進(jìn)行了精心的設(shè)計(jì)，該項(xiàng)目使用了很多種傳感器，此前學(xué)生已完成單個(gè)傳感器的學(xué)習(xí)和調(diào)試，因此操作小風(fēng)扇、電機(jī)得心應(yīng)手。

這個(gè)項(xiàng)目是個(gè)綜合案例，多個(gè)傳感器的安裝位置和作用必須在安裝前就畫好圖紙、確定方案，這樣可以省去拆卸與安裝的時(shí)間。對(duì)主程序的模塊應(yīng)用順序，先調(diào)用哪個(gè)、后調(diào)用哪個(gè)，學(xué)生要有設(shè)計(jì)思路，之后再不斷地進(jìn)行調(diào)整和調(diào)試，以達(dá)到實(shí)際目的。該項(xiàng)目的任務(wù)也很多，需要設(shè)計(jì)圖紙，搭建硬件平臺(tái)，安裝、調(diào)試傳感器，這時(shí)團(tuán)隊(duì)的精誠合作就顯得很重要。合作小組通過分析“溫馨喝茶器”應(yīng)用場(chǎng)景，將任務(wù)分解，通過分工合作，培養(yǎng)了計(jì)算思維中的啟發(fā)式推理和分解任務(wù)等能力，提高了學(xué)生自身應(yīng)有的計(jì)算能力、推理能力以及思維能力等。該項(xiàng)目的學(xué)生團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了完整的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試過程，不但鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，更培養(yǎng)了他們探索與創(chuàng)新的精神。

基于項(xiàng)目化的小組合作學(xué)習(xí)法是一種高效學(xué)習(xí)方法，教師需要引導(dǎo)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮小組合作的優(yōu)勢(shì)，在具體實(shí)踐中討論、分析和解決更多的、復(fù)雜的問題，這樣有利于培養(yǎng)和提升其計(jì)算思維能力。