初中信息科技項目式學習問題鏈設計策略探究

中圖分類號：G434文獻標識碼：A論文編號：1674—2117（2025）14—0038-04

引言

隨著《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）的實施，信息科技教學從“技術導向”向“素養(yǎng)導向”轉型的需求日益凸顯。項目式學習因其能夠將知識建構與能力發(fā)展融入真實情境，與新課標倡導的“做中學”“用中學”“創(chuàng)中學”的理念高度契合，成為培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的關鍵途徑。然而，當前初中信息科技項目式學習實踐中普遍存在的項目問題設計碎片化、探究過程淺表化等問題，制約了學生系統(tǒng)性認知和遷移能力的形成。下面，筆者結合初中信息科技項目式學習的實踐經(jīng)驗，重點探討問題鏈設計的實施路徑與策略，旨在為素養(yǎng)導向的教學改革提供理論參考與實踐支持。

初中信息科技項目式學習問題鏈設計的實施路徑

問題鏈設計作為項目式學習的重要支撐，對教學活動的開展起到關鍵的助推作用。問題鏈的核心在于圍繞項目情境與教學目標，構建邏輯嚴密、層次分明且相互關聯(lián)的鏈式結構，引導學生逐步攻克難點，形成系統(tǒng)化認知?；诔踔行畔⒖萍柬椖渴綄W習的實踐探索，筆者提煉出項目式學習問題鏈設計的實施路徑（如圖1）。

1.創(chuàng)設項目情境，凝練核心問題

項目情境的創(chuàng)設是問題鏈設計的邏輯起點，其實質在于構建兼具真實性與挑戰(zhàn)性的學習環(huán)境，以激發(fā)學生的認知沖突與探究動機情境問題的來源既可以是學生的生活實踐，也可以是教師提供的技術應用場景。在情境設計的過程中，需要從現(xiàn)象中提煉出體現(xiàn)信息科技本質特征的矛盾或需求，從而衍生出具有統(tǒng)領性的核心問題。核心問題的設計應當聚焦項目本質規(guī)律和大概念，緊密關聯(lián)信息科技核心素養(yǎng)中的“信息意識”培養(yǎng)目標，引導學生在情境分析中建立對技術價值的敏銳認知，同時通過核心問題的導向作用，為后續(xù)知識體系的系統(tǒng)建構奠定認知錨點。

2.明確項目目標，歸納關鍵問題

關鍵問題是核心問題的具體化呈現(xiàn)，其作用在于將項目目標轉化為若干可操作的探究任務，幫助學生聚焦于項目的關鍵任務與核心內容，形成問題鏈的主干。項目設計者需綜合考慮新課標、學生認知規(guī)律以及核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求等多個維度來明確項目目標，在分解核心問題時需要遵循結構化原則，形成關鍵問題間的三種典型邏輯關系，即并列式結構通過多角度平行問題覆蓋知識網(wǎng)絡、遞進式結構采用階梯式問題推動認知深化、混合式結構則兼具橫向拓展與縱向深入的雙重特征，讓學生在多維度、多層次的探究中深入理解項目內涵，逐步提升綜合問題解決能力。

3.實施項目任務，細化驅動問題

在項目任務實施階段，需要將關鍵問題轉化為具體的驅動問題形成指導學習行為的操作性指令。驅動問題的設計應當具備具體性、可操作性和生成性等特征，其核心功能是將項目問題轉化為學科問題，引導學生在實踐活動中通過問題解決來建構知識、提升技能、發(fā)展思維。在此過程中，教師應基于維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論，精心設計具有適度挑戰(zhàn)性的問題，既要搭建必要的認知支架，又要保持適度的開放性，在支持學生探究的同時，動態(tài)衍生新的探究方向。

4.拓展項目成果，實現(xiàn)問題遷移

項目成果的拓展是項目式學習的深化與升華，即打破具體情境和場域的限制，將本質問題或思想遷移到生活的其他領域。遷移問題的設計需要遵循三個遞進層次：首先，引導學生從項目實踐中提煉科學原理和技術方法的底層邏輯，完成從具體經(jīng)驗到抽象認知的轉化；其次，將技術應用與社會倫理、信息安全等問題建立連接，強化信息社會責任意識；最后，通過反思現(xiàn)有解決方案的局限性，激發(fā)學生提出優(yōu)化方案，從而系統(tǒng)培養(yǎng)批判性思維與創(chuàng)新思維能力。

初中信息科技項目式學習問題鏈設計的實施策略

項目式學習問題鏈設計的實施策略需緊密結合項目類型特征，通過差異化的問題鏈架構促進教學目標與核心素養(yǎng)的協(xié)同發(fā)展。下面，筆者聚焦初中信息科技項目式教學的三種典型類型——問題解決型項目、產(chǎn)品設計型項目和原理探究型項目，并結合具體案例剖析問題鏈設計的策略框架。

1.問題解決性項目問題鏈設計策略

問題解決型項目以真實情境中的技術障礙為驅動，其驅動問題的設計旨在回應生活中的實際需求與困惑。該類型項目的核心策略是通過問題的結構化編排實現(xiàn)知識建構與能力發(fā)展的統(tǒng)一。通過問題鏈引導學生完成“發(fā)現(xiàn)問題一原因分析—提出方案—實踐探索一解決問題”的一般過程。

以“家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)的搭建”項目為例，教師通過創(chuàng)設“小明喬遷新居無法上網(wǎng)”的真實情境，有效激發(fā)了學生的探究動機。首先，圍繞項目目標確定關鍵問題“家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)中有哪些常用設備？”，引導學生系統(tǒng)梳理網(wǎng)絡設備的知識圖譜，驅動問題“網(wǎng)卡、交換機、路由器等設備有什么功能？它們是如何協(xié)同工作的？”則通過功能解析與協(xié)作機制探究，幫助學生理解常見網(wǎng)絡硬件設備的功能與作用。其次，在進階目標“能夠設計、搭建、配置和測試網(wǎng)絡”的引導下，關鍵問題將學習重心轉向工程實踐，要求學生基于拓撲結構完成設備連接與路由器配置。而驅動問題“如何測試家庭網(wǎng)絡的連網(wǎng)情況？”則通過Ping命令、Tracert工具的使用，訓練學生掌握網(wǎng)絡診斷技術。最后，通過情境擴展問題，引導學生比較家庭網(wǎng)絡與校園網(wǎng)絡的拓撲差異，理解核心交換機、防火墻等高級設備的功能并嘗試繪制校園網(wǎng)絡架構圖。

此項目問題鏈設計從設備認知到功能解析，從局部搭建到系統(tǒng)優(yōu)化，從家庭場景到校園場景，通過問題的逐層深化與遷移，讓學生掌握了網(wǎng)絡搭建的標準化流程，形成了“現(xiàn)象觀察—原理分析—技術實現(xiàn)一方案優(yōu)化”的完整認知，最終實現(xiàn)核心素養(yǎng)的內化。

2.產(chǎn)品設計型項目問題鏈設計策略

產(chǎn)品設計型項目問題鏈設計聚焦于技術、工具、產(chǎn)品的創(chuàng)新應用，其本質是通過結構化問題引導學生完成“需求分析—功能設計—硬件連接一程序編寫與調試一迭代優(yōu)化”的產(chǎn)品設計全流程，該類項目適用于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等實驗教學內容。設計路徑起始于真實場景中的技術需求，通過精準提煉核心問題明確產(chǎn)品功能定位，并采用復合式問題邏輯（并列式與遞進式結合）覆蓋原理探究、功能模塊設計及模型構建等多維度任務。其教學價值在于，通過問題鏈的結構化編排，培養(yǎng)學生從技術理解到工程實現(xiàn)的系統(tǒng)化創(chuàng)新能力，同時將倫理安全、社會價值等維度融入問題設計，促進技術工具理性與價值理性的統(tǒng)一。

以“物聯(lián)網(wǎng)中的圖形碼識別技術”項目為例，問題鏈設計緊密圍繞圖書館管理效率提升的現(xiàn)實需求展開。首先，在理解“為什么應用”階段，將傳統(tǒng)手工記錄與掃碼借閱圖書進行對比，讓學生體驗圖形碼識別技術的應用優(yōu)勢，進而思考如何設計滿足圖書管理需求的圖形碼識別系統(tǒng)。其次，在解決“采集什么數(shù)據(jù)”問題階段，通過實驗對比揭示一維碼的線性編碼機制與二維碼的矩陣式信息存儲原理，了解條形碼與二維碼的基本特征。再次，在探究“如何采集數(shù)據(jù)”階段，提出實驗假設“生成的二維碼識別結果與輸入的內容是否一致”，并利用行空板與攝像頭等實驗設備進行硬件連接與編程調試，驗證猜想。同時，借助語音提示、屏幕可視化顯示、SIOT實驗平臺數(shù)據(jù)更新等反饋機制，實驗圖書借閱歸還過程模擬，以及圖書借閱系統(tǒng)的個性化反饋，完成創(chuàng)新產(chǎn)品設計。最后，在思考“如何應用圖形碼識別技術”階段，一方面討論圖形碼識別技術在其他場景的應用以及圖形碼有可能產(chǎn)生的安全隱患，引導學生提高信息安全意識，深化信息社會責任，另一方面則突破圖形碼識別技術的局限，探究RFID技術等替代優(yōu)化方案，最終實現(xiàn)問題的有效遷移，具體如圖2所示。

此項目問題鏈設計通過“圖形碼識別原理探究—技術應用模擬一個性化方案創(chuàng)新”的三階遞進架構，體現(xiàn)了產(chǎn)品設計型問題鏈“以理釋技、以技促用”的設計哲學，推動知識向能力的轉化，最終實現(xiàn)從技術原理認知、實踐動手能力到創(chuàng)新設計思維的素養(yǎng)進階，為素養(yǎng)導向下的產(chǎn)品設計型項目學習提供了有效路徑。

3.原理探究型項目問題鏈設計策略

原理探究型項目問題鏈設計以揭示科學原理的內在規(guī)律為核心目標，其設計路徑圍繞“觀察現(xiàn)象—提出問題—原理探究—驗證猜想一總結規(guī)律”的科學研究范式展開。項目啟動階段需構建真實的生活情境，將抽象技術原理轉化為具象可感知的實踐場景。核心問題的凝練需兼具現(xiàn)象描述與原理指向的雙重屬性。關鍵問題的分解需采用階梯式邏輯結構，借助驅動問題將宏觀原理轉化為可操作的驗證任務。遷移問題的設計則需突破單一技術場景，引導學生識別跨領域共性規(guī)律，從而培養(yǎng)其“從特殊到一般”的歸納能力與“從表象到本質”的批判性思維。

以“網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸”項目為例，通過快遞物流的具象類比構建問題鏈，系統(tǒng)闡釋抽象的網(wǎng)絡通信原理。通過設置“小明母親網(wǎng)購書柜跨城運輸”的真實情境，以核心問題“快遞從發(fā)貨到收貨的主要流程為切入點，巧妙映射網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆謱芋w系。在教學過程中，運用類比推理的教學方法，將“線上購物時書柜從賣家發(fā)貨到買家收貨”與“網(wǎng)絡中一條信息從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩恕边M行類比，幫助學生厘清分層體系結構（分層思想）核心特征以及數(shù)據(jù)分包傳輸過程（分包思想）。針對運輸過程中可能出現(xiàn)的情況，引導學生思考數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性、效率和可靠性要求。通過體驗式教學、互動游戲和角色扮演等多樣化方法，將IP地址、TCP/IP協(xié)議等抽象概念融入問題解決過程，培養(yǎng)學生的計算思維和數(shù)字素養(yǎng)。

整個問題鏈通過快遞物流與網(wǎng)絡傳輸?shù)碾p向映射，引導學生掌握TCP/IP協(xié)議的技術細節(jié)，形成“抽象問題具象化、復雜系統(tǒng)模塊化”的認知方法論，這正是原理探究型問題鏈“以類比啟思、以結構促悟”的教育精髓。

反思與展望

問題鏈設計作為項目式學習的關鍵環(huán)節(jié)，對教學過程的組織與實施具有顯著的驅動作用，能夠有效促進學生的深度學習，但在實際教學中還需注重以下環(huán)節(jié)的設置：在問題設計邏輯層面，現(xiàn)有問題鏈設計雖構建了“核心問題一關鍵問題一驅動問題—遷移問題”的層次框架，但在邏輯連貫性與適應性上仍存在優(yōu)化空間，需對問題鏈的復雜度進行梯度設計，以適應不同認知水平學生的學習需求。在問題設計者層面，教師一方面需精準把握信息科技核心素養(yǎng)與新課標的對應關系，在情境創(chuàng)設與問題凝練中平衡技術深度與學生的認知水平，另一方面要在動態(tài)生成性問題的設計中靈活運用“最近發(fā)展區(qū)”理論，及時捕捉學生的探究路徑并調整支架策略。在項目評價方面，現(xiàn)有評價多聚焦項目成果的技術實現(xiàn)而對思維過程與素養(yǎng)發(fā)展的關注不足。因此，需將過程性評價、表現(xiàn)性評價與素養(yǎng)評價相結合，探索人工智能賦能的動態(tài)評價系統(tǒng)，通過自然語言處理技術分析學生在問題解決中的邏輯嚴謹性與創(chuàng)新性，為精準教學提供數(shù)據(jù)支持。

未來，可進一步探索智能技術支持下的自適應問題鏈生成機制，實現(xiàn)問題難度與認知需求的動態(tài)匹配。同時，推動跨學科問題鏈設計研究，為數(shù)智化背景下的創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供解決方案。

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