核心素養視野下人工智能教學中項目學習的實施過程探究
——以高中信息技術必修1“編程控燈利出行”項目教學為例

北京市密云區第二中學 劉海山

一、人工智能教學實施項目學習的必要性

（一）貫徹落實新課程標準，實現課程目標

2020年修訂的《普通高中信息技術課程標準》中明確提出，課程倡導基于項目的學習方式，將知識建構、技能培養與思維發展融入數字化工具解決問題和完成任務的過程中。

（二）項目學習解決了傳統教學模式存在的問題

傳統的教學模式過度強調知識的傳遞，更多的是知識的死記硬背，即便是任務教學，也是教師給出了知識，讓學生在有限的時間內完成固定的任務，而忽略了學生的自主學習能力、探索創新能力、發現問題解決問題的能力、理論與實踐相結合的能力等。

1.項目學習，改變了教師的角色

教師不再是內容專家，通常是設計學習的框架，是價值觀的引領者，依據課程標準中的學科素養，確定教學目標、教學重點、教學難點，合理設計項目，激發學生的好奇心，在項目學習的過程中提供技術多樣、資源豐富的數字化環境。

2.項目學習，改變了學生的行為

學生不再是被教師牽著鼻子走，而是自己或團隊根據項目提出問題、分析問題、解決問題，主動利用各種工具獲取信息、甄別信息、分析信息，創造性地解決問題。在解決問題的過程中，通過團隊合作、交流爭辯、專家求助等完成任務，保證了學生較高參與度的同時，培養了學生團隊意識、交流能力等。

（三）信息技術教學中項目學習與人工智能密不可分

1.完成項目離不開智能設備

智能時代，人們的生活發生了翻天覆地的變化，一些傳統的工具被人工智能設備取代。信息技術本身就與人工智能密不可分，如上課用的計算機、平板電腦、各種數字傳感器、各種可編程的控制器等，所以信息技術教學中的項目設計、項目實施、項目完成都離不開人工智能的設備。

2.項目學習可以培養學生智能時代技能和智能時代素養

一個合理的項目設計，學生在解決問題的過程中需要尋找適合項目的設備，探索實現方法，應用所學知識，探索新的知識等，為其步入社會做準備。在整個項目實現的過程中，學生的創新思維、科技手段、溝通能力、創新思維、協作能力、信息素養、自主能力等得到了全面的提升。

筆者通過在教學一線不斷研究、實踐、總結，提出在人工智能教學中實施項目學習的“心—立—析—做—秀—評”六環節，以“編程控燈利出行”項目教學為例，說明和闡述六環節。

二、人工智能教學實施項目學習實例

（一）項目學習內容——“編程控燈利出行”

在教學前先讓學生對第二章“算法與程序實現”進行預習，根據預習的內容填寫調查問卷。進行問卷調查的目的就是幫助教師了解學生的知識水平、學生對編程的了解程度以及學生的需求。通過對調查問卷的分析，幫助教師通過科學的教學方式，讓學生掌握知識，以達到教學的目的。

1.學生情況分析

學生剛接觸Python，對于高級編程語言還處于懵懂階段，還不能真正理解程序，還不清楚程序能夠解決什么樣的問題。針對這種情況，如果采取傳統的方式，先講語句格式、功能，再舉例應用，學生是被動接受、按部就班，求知欲不強，思維受限，被動學習。

2.單元教學目標

（1）通過經歷用計算機解決問題的基本過程，即分析問題、設計方案、編程調試和解決問題等環節，從中體驗編程解決問題的基本方法。

（2）了解算法及其特征，理解算法在問題解決中的作用，能夠依據問題求解的需要設計算法，運用恰當的描述方法和控制結構合理描述算法。

（3）掌握Python語言的基本知識，能熟練使用運算符書表達式。

（4）能夠根據需要，綜合應用順序、選擇和循環三種結構，編寫Python程序解決問題，掌握程序編寫、調試與運行的基本方法。

（5）在用計算機解決問題的過程中，體驗程序設計的內涵及魅力，感受算法的效率，體會問題求解算法的多樣性與復雜性。

（6）能從日常的生活和學習中發現或抽象出可以利用算法與程序設計解決的問題，形成主動應用算法與程序設計進行問題求解的意識，能遵守與程序設計相關的倫理道德與法律法規，負責任地使用信息技術。

（7）與同伴合作開展項目學習，運用算法與程序設計解決實際生活和學習的問題，進行創造性探索。

（二）“心—立—析—做—秀—評”的項目學習六環節

項目式學習設計過程 含義 設計意圖 如何體現環節一“心”即教學“目標”，落實核心素養下的教學目標，通過項目學習實現的目的、達到的水平。從學科核心素養出發，把教學目標進行科學規范的提煉，保證目標與項目的達成度。見上文“單元教學目標”。環節二“立”即“立項”，完成教學目標要設計什么項目。從學生的認知水平出發，根據學科核心素養設立學習項目。考慮項目的可行性與教學目標達成性。聯系實際，用Python設計交通信號燈。環節三“析”即“分析”，組織學生去分析整個項目實現要考慮的因素、實施過程、實施步驟、實現方法。在做項目前先要對項目做整體分析，對項目進行分解、細化，包括重點、難點、方法、流程圖等。（1）交通信號燈設置要考慮哪些因素？（2）交通信號燈的時間變換間隔受哪些條件制約？（3）程序語言來實現，先做什么，后做什么？環節四“做”即“實施”，引領學生進行項目實施。以學生為中心，引領學生進行項目實施，為學生提供各種資源，完成教學目標。（1）分組，詳細分工。（2）實施的步驟及時間安排。（3）對實施的過程提出具體要求。環節五“秀”即“展示”，組織學生進行作品的展示與交流，達到互相學習的目的，取長補短。通過交流，加強團隊合作意識，提升學生總結與表達能力，促進學生相互溝通與交流。（1）團隊作品展示。（2）圖文并茂。（3）優點、優勢。（4）最滿意的地方。（5）缺憾。

環節六“評”即“評價”，采取自評與互評的方式，對學生的作品進行評價。以評促發展、促提升，達到相互學習的目的。自評、互評、教師評。

三、“心—立—析—做—秀—評”的項目實施過程中應注意的問題

完美的項目學習設計，應該注意如下幾個問題。

1.脫離新課程標準。落實課程標準的學科核心素養是根本，所有的教學活動圍繞學科核心素養開展。在現實的聽課過程中，有的教師把項目設計得非常有特色并且吸引學生，活動過程組織得有聲有色，課堂氣氛融洽，卻與學科核心素養關系不大。

2.形式大于效果。項目學習不能流于形式，要重實效。特別是展示課、研究課，有的教師為了使項目學習“有聲有色”，只重于表，不重其里，教學過程一直在演。

3.項目學習的誤區。認為項目學習是信息技術教學最好的教學模式，所有的教學內容都往上靠，非常生澀，適得其反。

4.分組考慮組間同質、組內異質。（1）教師要對學生有充分了解，分組要考慮學生的性別、動手能力、知識水平、特長特點等，保證組間的大致平衡。（2）不同的項目要考慮進行組間的人員調換，考慮組內人員的職責調換，保證每人都有不同的“經歷”。

5.分工明確，職責明確，保證參與度。（1）對每組的組員要進行詳細分工，人人有事干。（2）每組要有一個負責人，負責溝通、推進、監督、檢查等。（3）團建增強集體感，加強交流達到互相學習、資源共享。

6.項目設計與實際相結合，提升學生的積極性。項目的設計應該能夠激發學生的好奇心、學習興趣。可以適當增加開放性的內容，給學生更多的空間，充分發揮學生的能力。

7.評價多角度，不要以結果為標準。評價不應該以項目實現的結果作為唯一的標準，應該多維度、多角度、多亮點等，以激勵、促進學生進步為目標，讓學生有成就感、獲得感。

在以項目學習為教學模式的教學中，要考慮學情、環境、內容等，因地制宜有選擇地進行教學。