核心素養視域下信息科技項目式學習教學實踐

熊淋婷

摘要：在新課標背景下，信息科技課程從注重技能教育轉向素養育人，已然成為教師關注的焦點。基于項目式學習開展創客項目是培養學生核心素養、提升學生數字素養與技能的時代呼喚。本文提出，在核心素養視域下，基于項目式學習對3D+創客項目進行案例研究，能為創新信息科技課程教學提供有力的借鑒，為創新人才的培養奠定基礎。

關鍵詞：核心素養；創客教育；項目式學習；3D打印

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）10-0045-03

在新課標背景下，基于核心素養開展創客教育，使其從技能教育轉向素養育人成為教師關注的焦點。而項目式學習強調“做中學”，讓學生在解決問題和完成特定任務的過程中學習，非常適合旨在培養學生跨學科解決問題能力、團隊協作能力和創新能力的創客教育。下面，筆者以“暢想智慧社會”項目為例，闡述基于項目式學習的3D+創客項目的開展過程。

基于項目式學習的3D+創客項目設計

3D+創客項目強調“萬物皆可造”的理念，核心技能是利用3D One、Neobox LogoUp 3D等計算機軟件構建3D數字模型，并通過3D打印機，打印實物呈現作品。項目涵蓋軟件編程和硬件實操，具有思維性、實踐性和創新性等特征。

1.設計思路

筆者以信息科技課程第四學段內容模塊“人工智能與智慧社會”中的“暢想智慧社會”為題，將科學、藝術、道德與法治等學科知識融入暢想活動，通過項目式學習的方式，讓學生利用3D建模與打印技術主動探索與人工智能領域相關的新知識與新技能，采用新穎的視角思考和分析問題，設計和創作具有個性化的3D打印作品，落實核心素養在第四學段中發現問題、解決問題、培養創造性思維的要求。

2.流程環節

本項目計劃課時為9課時（如下頁表），學生通過制訂方案、調查研究、產品制作、匯報展示等，不斷迭代完成作品。

基于項目式學習的3D+創客項目實施

1.導入階段——創設情境，導入主題

導入階段是本項目的起點。在“暢想智慧社會”項目中，教師創設真實的問題情境：“同學們到鼓浪嶼認識海底動物，在返程時，輪船發生故障，也沒有通信信號，如何求救？”此外，還結合學校活動創設情境，如舉行辯論賽“人工智能會替代人還是成就人”，引導學生通過質疑辯論，反思科技進步背景下人與人工智能技術的共生問題，理解人工智能的倫理、安全與發展等。總之，學生在教師創設的、復雜的、有挑戰的問題情境中體驗感知，探究何為智慧社會、智慧社會有哪些特征，從而落實核心素養中信息社會責任的培養。

2.方案階段——選定項目，確定功能

方案階段是項目成功的關鍵。教師組織學生大膽暢想智能家居、未來學校、智能商城、未來小區等場景，鼓勵學生在生活中不斷發現和創新，通過查詢文獻熱點或關注市場需求，制作具有社會和產業價值的創新作品，從而認識人工智能對社會發展的驅動力作用。教師指導學生思考分析“是否有能力進行項目的學習”“項目是否具備可行性”“項目有沒有研究價值”“項目會不會太大？”等，避免學生在構思時眼高手低，影響項目的順利進行。學生根據選定的項目自由分組，最終確定小組項目，如“智能輪椅”“智慧公交站臺”等。

以“智慧輪椅”小組項目為例，教師對學生進行思維訓練，引導學生以人為本，站在“智能輪椅”使用者，如行動不便的老人、殘疾人、受傷的病人等的角度，展開頭腦風暴，讓學生對“智能輪椅”有更深入的思考，逐步形成創新發展的意識。通過合作探究，學生提出“智能輪椅”使用者在出行過程中可能遇到的40個問題，經過討論逐步將40個問題刪減到4個問題，并從社會價值、產品機會、經濟價值、團隊支持四個方面對4個問題進行評估，在確定核心問題后設計“智能輪椅”的功能。

3.探究階段——合作探究，創意設計

探索階段是本項目的重點，也被稱為“建構知識和技能”階段。學生現有的技術不足以支撐整個項目（不了解人工智能和輪椅背后的原理），教師事先為學生搭建教師空間、導學案、微課等學習支架，讓學生與以往的知識或經驗建立聯系。學生通過網絡、學習支架等數字化學習資源和學習工具進行自主探索，掌握需要學習的核心知識點和技能，養成利用信息科技開展數字化學習與創新的行為習慣，提高解決問題的能力。

例如，教師引導學生將制作“智能輪椅”分解成色彩搭配、功能創意、材質選取等一系列子任務，設計相關學習活動，如探究實踐（利用問卷調查、采訪、網絡搜索等方式，采集用戶在商場、機場、公園等不同場景中出行存在哪些問題，并利用問卷星、電子表格等計算機軟件輔助數據分析等）、審美實踐（思考如何讓輪椅更加美觀，通過色彩搭配、創意造型等方式富有美感地解決智能輪椅的外觀問題等）、技術實踐（使用3D建模、傳感器、編程軟件等各類數字化工具進行智能輪椅的建模與打印等，發展計算思維）。同時，為了更好地完成創意設計，教師還可以引導學生制訂方案，分工協作……讓學生通過小組成員之間的合作提高數字化合作與探究能力。

4.優化階段——優化迭代，打印成品

優化階段是本項目的難點。小組中負責展示的學生介紹智能輪椅并進行制作過程的回顧反思，其他小組根據評價量表對作品的實用性和創新性提出質疑，小組成員進行探討、分享，并通過對智能輪椅進行優化、迭代，尋求最優方案，最終利用切片軟件進行切片后打印出智能輪椅的3D實物模型。

5.分享階段——成果展示，分享交流

分享階段是本項目的亮點。教師開展“暢想智慧社會”項目發布會，在教室、體育館、圖書館、走廊等地，利用社團、班會、家長會等讓學生分享成果。例如，教師結合學校活動創設舞臺，在校內外開展“HB智造產品愛心義賣”，布置成果展；組織學生化身科技志愿者，到學校所在社區開展“HB智造進翔鷺，文明實踐向未來”志愿服務活動，展示學生的奇思妙想，讓居民感受科技創新給生活帶來的變化等。通過豐富的體驗、大膽的創意和有趣的分享，學生不但鍛煉了語言表達能力，還能促進了反思和改進，增強了自我效能感。

6.評價階段——多元評價，反思總結

評價階段主要考查核心素養的達成情況，評價分為表現性評價和結果性評價，其中包括個人評價、同伴評價、教師評價、學校外部的公眾評價、專業人員的建議等質性反饋，采用線上線下協同的方式進行多元、多維評價。在進行評價設計時，項目活動評價量表是不可或缺的工具。教師在項目開始前將“暢想智慧生活”項目的學習目標可視化與具體化，并與學生分享量規。在評價量表中列出評價的相關標準和不同等級，幫助學生明確學習目標和學習標準。同時，不斷挖掘學生在學習和實踐過程中的閃光點，并及時進行總結和歸納，給予學生充分的鼓勵和肯定。

結束語

在新課標背景下，基于項目式學習開展創客教育，培養學生核心素養，提升學生數字素養與技能，這不僅需要學校在提供多方保障的基礎上不斷優化創客項目的實踐路徑，而且需要教師不斷提高學習能力、組織能力、教學能力。基于項目式學習開展創客教育必將促進創新人才的培養，引導信息科技課程走向更深度的融合，為學科發展奠定堅實的基礎。

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