指向創(chuàng)新能力的高中信息技術(shù)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)實(shí)踐探索

趙孝永

摘 要：新高考、新課程下的教育要強(qiáng)調(diào)學(xué)生在創(chuàng)新能力上的發(fā)展，為學(xué)生積極參與創(chuàng)新活動奠定良好的基礎(chǔ)。在高中信息技術(shù)教學(xué)中，采取項(xiàng)目化學(xué)習(xí)手段，有助于增強(qiáng)教學(xué)開放性、實(shí)踐性，促使學(xué)生在對知識的綜合運(yùn)用中掌握解決問題的有效方法，為學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境?；诖耍浴按罱ㄖ悄軠囟缺O(jiān)測系統(tǒng)”為例，對如何在高中信息技術(shù)教學(xué)中借助項(xiàng)目化學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新能力的有效培養(yǎng)展開一番敘述，以供參考。

關(guān)鍵詞：高中；信息技術(shù)；項(xiàng)目化；創(chuàng)新能力

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是指以真實(shí)情境為依托、以任務(wù)驅(qū)動為手段的一種教學(xué)方式，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在歷經(jīng)一個(gè)完整項(xiàng)目的過程中獲得問題解決能力的提升。在當(dāng)前的高中信息技術(shù)教學(xué)中，存在教師忽視學(xué)生自主性，采取的教學(xué)方式過于單一的問題，導(dǎo)致學(xué)生無法較好地理解信息技術(shù)知識在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用價(jià)值，影響了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。對此，教師有必要加強(qiáng)對項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的探索，從而改善高中信息技術(shù)教學(xué)的質(zhì)量[1]。

一、高中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的必要性

伴隨科技的快速發(fā)展，以及科技在各行各業(yè)的普遍應(yīng)用，信息技術(shù)教育的職能也發(fā)生了重要的變化。在現(xiàn)代社會，創(chuàng)新能力成為人才必備的一項(xiàng)基本技能，包括創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維等。培養(yǎng)出具有良好創(chuàng)新能力的人，成為各學(xué)科的重要目標(biāo)之一，這也給信息技術(shù)教學(xué)帶來了更高的要求。

在高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新能力的有效培養(yǎng)，能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中不僅掌握基本的信息技術(shù)學(xué)科知識以及技能，還能夠根據(jù)實(shí)際情況，將獲得的知識、技能、思想靈活應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中去，從而為社會的發(fā)展提供可靠的幫助，促進(jìn)信息技術(shù)課程的良性發(fā)展，真正彰顯出信息技術(shù)學(xué)科的育人價(jià)值[2]。

此外，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也與信息技術(shù)課程的本質(zhì)有密切的關(guān)聯(lián)。在高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，可以拓寬學(xué)生的視野，讓學(xué)生去了解更多具有實(shí)效性的信息技術(shù)，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。借助創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也可以讓學(xué)生不斷地調(diào)整和優(yōu)化自己的編程思維，提升學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)效率。

因此在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師有必要加強(qiáng)探索，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新能力的有效培養(yǎng)。

二、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與意義

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是指教師在教學(xué)中依托一個(gè)完整的項(xiàng)目或者微項(xiàng)目來組織學(xué)生展開對知識和技能的探索。區(qū)別于傳統(tǒng)的理論性教學(xué)，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在真實(shí)的情境中展開學(xué)習(xí)，需要學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題開始，展開對問題的解析，實(shí)現(xiàn)對問題的拆解，綜合運(yùn)用知識來探索解決問題的方法，并且制作出項(xiàng)目成果，包括實(shí)物的制作、調(diào)查報(bào)告等。在高中信息技術(shù)教學(xué)中采取項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的方式，有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

一方面，在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，學(xué)生能夠積累充足的問題解決經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展提供充足準(zhǔn)備。學(xué)生創(chuàng)新能力的成長依賴于問題解決經(jīng)驗(yàn)的積累，在問題解決的過程中，學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效分析、不斷調(diào)試，在反復(fù)思考中優(yōu)化自己的思考方式，讓自己可以更好地綜合運(yùn)用知識，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

另一方面，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)拉近了信息技術(shù)教學(xué)和學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活之間的關(guān)聯(lián)，提升學(xué)生參與信息技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣。在高中信息技術(shù)教學(xué)中，由于編程知識比較復(fù)雜，導(dǎo)致學(xué)生容易產(chǎn)生畏難的情緒，進(jìn)而影響學(xué)生對知識和思想的吸收。在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，可以將原本枯燥的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成為學(xué)生容易理解的生活化思想，降低學(xué)生的理解難度，從而促進(jìn)學(xué)生在教學(xué)中的積極參與，更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展[3]。

三、指向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的高中信息技術(shù)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)實(shí)施策略

“搭建智能溫度監(jiān)測系統(tǒng)”這一主題的內(nèi)涵是讓學(xué)生利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)思想，深入探索物聯(lián)網(wǎng)的控制機(jī)制，設(shè)計(jì)一個(gè)可以智能調(diào)控室內(nèi)溫度的系統(tǒng)，讓人的居住環(huán)境更加智能化。在本次的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，目標(biāo)為：搭建一個(gè)智能溫度監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對溫度的自動調(diào)控，當(dāng)溫度小于某個(gè)數(shù)值時(shí)，可以使用空調(diào)等工具來完成升溫；當(dāng)溫度高于某個(gè)數(shù)值時(shí)，可以使用打開窗戶、空調(diào)等方式來實(shí)現(xiàn)對溫度的合理控制。在此基礎(chǔ)上，各個(gè)小組可以根據(jù)自己的創(chuàng)意，適當(dāng)增加系統(tǒng)的功能，進(jìn)一步提升智能系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值[4]。

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，促進(jìn)問題思考

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在真實(shí)的問題情境中展開對知識的探究，在教學(xué)中，教師要結(jié)合項(xiàng)目主題以及對學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的了解，設(shè)計(jì)富有生活情趣且具有啟發(fā)性的情境，引起學(xué)生對問題的思考。在創(chuàng)設(shè)情境的過程中，教師要重視課堂上的交流互動，促使學(xué)生積極參與到項(xiàng)目實(shí)踐中來，提升學(xué)生解決問題的興趣。

在“搭建智能溫度監(jiān)測系統(tǒng)”這一項(xiàng)目中，結(jié)合項(xiàng)目主題的內(nèi)容特點(diǎn)，教師創(chuàng)設(shè)了如下情境：春天到了，很多人都會產(chǎn)生這樣的感受，早上的時(shí)候感到很涼，中午的時(shí)候感覺很熱，但是到了晚上，尤其到了睡覺的時(shí)候，溫度又讓我們琢磨不透了。小剛對此很犯愁，覺得總是要調(diào)節(jié)家里的溫度太麻煩了，那么你是否有方法來幫助他？

智能調(diào)節(jié)溫度的手段在當(dāng)前的家具中已經(jīng)不是什么新鮮事，很快有學(xué)生想到了這一智能系統(tǒng)。但是對于這一監(jiān)測系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)功能的，學(xué)生還缺乏足夠的認(rèn)識。在提出了情境之后，教師給了學(xué)生一定的時(shí)間來進(jìn)行交流討論，讓學(xué)生聯(lián)系自己的生活體驗(yàn)，想一想真正符合我們生活需要的智能溫度監(jiān)測系統(tǒng)是怎樣的，促使學(xué)生在生活經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)中，自主歸納出系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備的功能。學(xué)生總結(jié)出的監(jiān)測系統(tǒng)功能主要包括如下：降溫、升溫、提醒溫度、增加空氣濕度、降低空氣濕度等。

如此，借助情境創(chuàng)設(shè)的方式，能夠讓學(xué)生形成良好的問題解決興趣，為項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的有效展開奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，部分學(xué)生也可以從情境中抽象出基本的問題解決思路，提升了學(xué)生解決問題的效率。

（二）注重交流討論，構(gòu)建解決方案

在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，教師要注重讓學(xué)生經(jīng)歷完整的問題解決過程，使學(xué)生積累更加豐富的創(chuàng)新經(jīng)歷，養(yǎng)成大膽質(zhì)疑、積極討論的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。教師要立足以學(xué)生為主體的基本原則，組織學(xué)生展開多樣化的交流討論活動，讓學(xué)生嘗試對情境中的核心問題展開分析，在交流討論中對問題進(jìn)行拆解分析，找到解決問題的有效方法。

在“搭建智能溫度監(jiān)測系統(tǒng)”這一項(xiàng)目中，學(xué)生需要用到物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識。在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)掌握了物聯(lián)網(wǎng)的概念以及物聯(lián)網(wǎng)的一些生活應(yīng)用場景，對傳感器的內(nèi)涵、使用方式也有了一定的認(rèn)識。但是學(xué)生對于物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)是如何協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)工作的以及其中的控制機(jī)制還沒有正確的認(rèn)識，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。因此在情境創(chuàng)設(shè)完成之后，教師借助微課以及語言講解的方式，幫助學(xué)生去理解新的學(xué)習(xí)內(nèi)容，幫助學(xué)生獲取完成項(xiàng)目實(shí)踐所需要的基礎(chǔ)知識。接下來，教師將學(xué)生分成幾個(gè)小組，讓學(xué)生合作來進(jìn)行討論，構(gòu)建出具有可操作性的問題解決方案。

通過組織學(xué)生展開充分的交流互動，學(xué)生最終構(gòu)建出了如下的問題解決方案：

①本次監(jiān)測系統(tǒng)要完成的功能是：當(dāng)溫度低于20℃時(shí)，通過多種方式，調(diào)控室內(nèi)的溫度，讓室內(nèi)的溫度得到上漲；當(dāng)溫度高于26℃時(shí)，采取智能開窗、開空調(diào)等方式，讓室內(nèi)的溫度下降。還可以使用實(shí)時(shí)監(jiān)控的方式，更智能的情況下，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，逐步豐富監(jiān)測系統(tǒng)的控制方式。

②本次監(jiān)測系統(tǒng)要使用的基本裝置包括：溫濕度傳感器、計(jì)算機(jī)、智能空調(diào)、服務(wù)器等。每個(gè)小組可以根據(jù)自己小組的方案，選擇適合的物品來進(jìn)行組合。

通過上面的分析，學(xué)生初步擬定了在實(shí)踐中要展開的行動，為學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

（三）整合設(shè)計(jì)信息，制作學(xué)習(xí)成果

制作學(xué)習(xí)成果是項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的一個(gè)重要組成部分，在這個(gè)環(huán)節(jié)中，為了促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的成長，教師要注重鼓勵(lì)學(xué)生從不同的角度來解決問題，并且激勵(lì)學(xué)生盡可能豐富產(chǎn)品的功能，讓學(xué)生形成良好的創(chuàng)新意識。在這個(gè)過程中，教師同樣要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性，并且根據(jù)學(xué)生的實(shí)際需求，適當(dāng)為學(xué)生提供實(shí)踐上的輔助，幫助學(xué)生更好地落實(shí)自己的想法，提升項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的實(shí)施效果[5]。

在“搭建智能溫度監(jiān)測系統(tǒng)”這一項(xiàng)目中，學(xué)生需要完成一份產(chǎn)品報(bào)告的制作，在報(bào)告中整理出智能溫度監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成，每一步的制作方法，完成的功能，等等。除了介紹產(chǎn)品的功能以及實(shí)現(xiàn)方式之外，學(xué)生還需要在報(bào)告中重點(diǎn)介紹物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)以及相互之間的關(guān)聯(lián)，說清楚每一層結(jié)構(gòu)在監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行中起到了什么作用，從而讓學(xué)生對基礎(chǔ)知識有更加深刻的理解。通過一番探索，學(xué)生最終完成了產(chǎn)品報(bào)告的實(shí)踐，并且得到了如下的認(rèn)識：

第一步，加入溫濕度傳感器，采集相關(guān)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)感知溫度以及空氣濕度的功能，并且確定好智能空調(diào)的安裝。

第二步，加入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測。智能溫度監(jiān)測系統(tǒng)的重點(diǎn)在于解放人的雙手，讓溫度可以實(shí)現(xiàn)智能的調(diào)控，因此需要將物品連接到網(wǎng)絡(luò)上去，讓計(jì)算器、傳感器、空調(diào)以及控制開關(guān)窗戶的物品處在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)。學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯罱ㄖR，知道在這個(gè)環(huán)節(jié)中需要用到一個(gè)交換機(jī)，將幾種物品連接到一個(gè)交換機(jī)上。在加入到交換機(jī)上之后，可以用傳感器來捕捉到需要的信息，用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行傳輸，對空調(diào)以及其他裝置進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)智能測控溫度。

第三步，加入服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對裝置的遠(yuǎn)程控制。在進(jìn)行分析之后，學(xué)生認(rèn)識到了遠(yuǎn)程控制對于智能監(jiān)測系統(tǒng)的重要性。借助遠(yuǎn)程控制，可以滿足特殊人群的需求，同時(shí)也可以保證節(jié)能等問題。而人不能一直盯著計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測，因此需要加入服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

借助上個(gè)步驟的操作，學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)有了更加深刻的認(rèn)識，知道在物聯(lián)網(wǎng)中，感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)對物體的識別以及對信息的采集，在感知層收集到了數(shù)據(jù)之后，可以利用網(wǎng)絡(luò)層來進(jìn)行傳輸，借助應(yīng)用層，則可以實(shí)現(xiàn)對功能的管理和運(yùn)營。

如此，比起直接告訴學(xué)生相關(guān)的理論知識，通過讓學(xué)生展開自主化的項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動，能夠讓學(xué)生更好地將基礎(chǔ)知識內(nèi)化于心，并且使學(xué)生在制作產(chǎn)品的過程中形成良好的創(chuàng)新意識。

（四）重視成果展示，實(shí)現(xiàn)過程評價(jià)

在傳統(tǒng)的高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師大多是對學(xué)生最終的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行簡單的評價(jià)，缺乏對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的關(guān)注。在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要教師深入探索學(xué)生的討論、思考、實(shí)踐過程，了解學(xué)生在解決問題的過程中展示出的不足以及形成的創(chuàng)新思想，對學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u價(jià)，從而讓評價(jià)更好地起到對學(xué)生的激勵(lì)、啟發(fā)、反饋?zhàn)饔茫瑤椭鷮W(xué)生去調(diào)整自己的問題解決方式，促進(jìn)學(xué)生在創(chuàng)新能力上的進(jìn)一步發(fā)展。因此在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，教師要重視成果展示活動的展開，讓學(xué)生在成果展示中介紹自己的問題解決思路，促使學(xué)生進(jìn)行反思，讓教師能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行更有針對性的評價(jià)。同時(shí)，教師也要重視多種評價(jià)方式的綜合，提升評價(jià)的實(shí)效性。

在本次的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，在每個(gè)小組都完成了產(chǎn)品報(bào)告的制作之后，教師組織學(xué)生展開成果展示的活動，并且從以下角度來實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的有效評價(jià)：

學(xué)生是否可以根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能，選擇正確的傳感器，并且知道傳感器的功能如何使用；

學(xué)生是否懂得如何將物品加入到網(wǎng)絡(luò)中來，實(shí)現(xiàn)對溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測；

學(xué)生是否能夠最終制作出一個(gè)完整的溫度監(jiān)控系統(tǒng)；

學(xué)生是否可以懂得如何在系統(tǒng)中加入一個(gè)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制；

學(xué)生是否可以在項(xiàng)目實(shí)踐的過程中了解物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵以及相互影響，可以結(jié)合對三層結(jié)構(gòu)的了解，解釋更多的智能系統(tǒng)功能操作方式；

學(xué)生是否可以積極參與到項(xiàng)目實(shí)踐中來，主動發(fā)表自己對問題的看法，做到獨(dú)立思考，認(rèn)真解決項(xiàng)目實(shí)踐中遇到的問題；

學(xué)生是否可以從客觀的角度來評價(jià)自己以及其他小組完成的作品，提出改進(jìn)的建議；

學(xué)生是否可以對本次項(xiàng)目學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)到的內(nèi)容進(jìn)行拓展，思考物聯(lián)網(wǎng)的更多應(yīng)用價(jià)值，提出具有可實(shí)踐性的創(chuàng)新觀點(diǎn)。

在對學(xué)生展開評價(jià)的過程中，教師也會關(guān)注學(xué)生之間的差異性，根據(jù)對學(xué)生成長進(jìn)步情況的了解，采取有針對性的評價(jià)方法，讓每一個(gè)學(xué)生都可以感受到參與創(chuàng)新實(shí)踐的樂趣。在教師對學(xué)生進(jìn)行評價(jià)的同時(shí)，在本次的項(xiàng)目活動中，也采取了學(xué)生自評的方法，讓學(xué)生在反思中思考自己的不足，找到自己的進(jìn)步，探索讓自己的創(chuàng)新思維更進(jìn)一步的方法，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的更好發(fā)展。

結(jié)束語

在高中信息技術(shù)教學(xué)中采取項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的手段，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)信息技術(shù)教學(xué)的時(shí)代性、實(shí)踐性，滿足學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展的需要，從而取得更好的教學(xué)效果。在項(xiàng)目實(shí)踐中，教師要建立在以學(xué)生為主體的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生展開多樣化的學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生可以靈活地綜合運(yùn)用掌握到的知識，自主歸納出解決問題的方法、策略等，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)的積累，由此來落實(shí)對學(xué)生創(chuàng)新能力的有效培養(yǎng)，讓信息技術(shù)學(xué)科教育可以發(fā)揮出更大的育人作用。

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