高中信息技術“12345”項目化教學的實踐探索

劉衍麗 山東省青島市西海岸新區教育和體育科學研究院

自《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》實施以來，筆者結合區域學科發展的實際，在高中信息技術學科教學中展開了“12345”項目化教學的實踐與探索，積累了優質項目的教學案例，以期能夠為區域全學段學科發展提供可借鑒的經驗。

● “12345”項目化教學的含義及實施要領

1.圍繞一核—學科核心素養

提高學生的學科核心素養是信息技術學科育人價值的最終體現，也是項目教學的出發點和落腳點，這一思想必須根植在教師的內心，貫穿項目教學始終。

2.立足雙基—學情與學習支架

項目的設計和開展必須基于學情，基于學習支架。

①基于學情精準化設計和義務教育不同，經過篩選后的高中學生素質普遍較好，但受區域文化和招生政策等因素的影響，生源質量往往存在一定的校際不均衡性，同一所學校內因為招生類別或選科組合不同，班級之間也會有明顯差異，所以，在做項目設計時教師要充分考慮學情，根據學生實際確定合適的項目主題，并對項目活動任務等預做合理的分層。例如，在“理數據 謀校餐”項目（如圖1）中，以學生的一日三餐為主題，通過對本校餐廳交易人次和學生問卷數據的分析和可視化表達，指導學生在學會數據處理與應用的同時，有理有據地給餐廳提出改進建議，學生參與度高、獲得感強。其中，數據可視化部分的不同類型圖表的呈現就是分層任務。

圖1

②基于支架真實性學習一方面，項目學習突出學生的主體性，在項目開展時學生必須圍繞活動任務展開自主合作探究，所以學習支架的作用尤為重要，這就要求教師必須提供內容豐富、形式多樣、科學合理的學習支架；另一方面，項目學習過程中更多的是“用什么，學什么”，知識點往往是零散的，因而需要教師提供清晰科學的學習支架，幫助學生建構知識形成體系。例如，在“理數據 謀校餐”項目學習中，需要根據活動需求給學生提供豐富的支架材料，包括真實的餐廳交易數據、數據分析要用到的半成品程序、導學案、問卷以及分層任務需要的相關知識技能等。而所有這些，自主學習小助手會全程提供幫助（如圖2）。

圖2 包含各種支架材料的自主學習小助手界面

3.基于三真—真實情境、真實問題、真實生活

基于“三真”的項目化教學強調通過細致深入的研究和科學合理的規劃，結合學生的現實生活、學習實踐以及當地的社會發展，適度設置基于真實情境的學習任務、典型案例或研究性項目活動，用貼近本區域甚至是本校學生生活的項目代替教材中原有孤立而相對陌生的案例，讓學生在真實的項目情境中解決真實的問題，從而建立起書本抽象知識與真實生活的關聯，消除理論知識與實際運用之間的鴻溝，讓枯燥抽象的知識變得生動形象、直觀易懂，在技術服務生活的同時全面落實立德樹人的教育理念。

例如，基于“三真”理念設計的“智慧校園由我開啟”項目共包括六個子項目，涵蓋高中信息技術教材必修1和必修2中所有和開源硬件相關的教學內容。

子項目1：“感知室內環境溫度”，對應教材必修1的“數據采集”：利用溫度傳感器采集教室內溫度數據，理解傳感器工作原理，體驗傳感器采集數據的過程和數據變化。

子項目2：“我的智能花草澆灌系統”，對應教材必修1的“算法的控制結構”案例“智能農業大棚”：利用傳感器（如濕度）監測教室內花草生長環境狀態，并根據監測數據反饋執行對應動作（如澆水），通過采集數據的值來控制硬件系統執行動作從而實現系統功能，來理解算法邏輯，掌握算法的if判斷分支結構和循環結構的功能和用法。

子項目3：“理數據知環境促健康—Python大數據處理與可視化”，對應教材必修1的“數據圖表呈現”和“數據可視化”：采集一段時間內微機室里的溫度和空氣質量數據并進行分析，了解室內空氣質量與時間和天氣的相關性，理解數據分析的學科概念，理解天氣預報的原理和開窗通風的重要性。使用Python的pandas和matplotlib模塊，編程分析以上采集到的大量數據，并將數據根據需要繪制可視化圖形，從而發現監測對象的變化規律并進行預測和調控。讓學生真正意識到數據來源于生活、數據隨時隨地都在生成，體驗用所學知識解決生活中真實問題的成就感。

子項目4：“智能校園之智能路燈、智能風扇設計”，對應教材必修2的“傳感與控制（傳感器信息的獲?。保悍治鲂@生活中常見的情境與問題，設計智能燈具、智能風扇等，感受體會一般的傳感與控制機制，合作探究Python智能校園系統程序的編寫，體驗環境參數對硬件設備的智能控制等。

子項目5：“用計算機控制micro:bit的LED陣列的表情包”，對應教材必修2的“傳感與控制（信息系統中的控制）”：通過編程實現計算機和micro:bit主控板的互動，根據串口窗口發出的指令控制LED陣列，顯示“笑臉”或“哭臉”等表情圖標，并能靈活運用不同的傳感器體驗多樣化控制。

子項目6：“教室內空氣質量的實時監測和調控系統”，對應教材必修2第四章“信息系統的搭建實例”：以前幾個子項目的探究學習為基礎，完成對micro:bit主控板、擴展板、空氣質量傳感模塊、風扇模塊、物聯網模塊等系列開源硬件的綜合應用，實現通過物聯網平臺Easy ioT和智能終端手機之間進行信息互通。在項目實施過程中，通過搭建一個具體的信息系統，深化理解信息系統的組成與應用、傳感與控制、信息系統搭建等內容，學會對信息系統搭建做可行性分析，并能進行項目報告的撰寫。

校園里的路燈定時開關有時會造成能源浪費，有時又會帶來不便，如何根據光線強弱進行智能控制？教室里的溫度忽高忽低，怎樣實現風扇智能開關？……這些情境和問題都是發生在學生身邊，它們是真實存在的，學生每天都會面對，學生通過動手操作、自主探究，在解決真實問題的過程中將“學技術”與“用技術”有效融合，全面提高學科核心素養。

4.遵循四步—需求、分解、交流、拓展

在實際教學過程中，項目化教學往往和大單元教學密不可分，有些項目會涵蓋多個微項目，需要多個課時才能完成。經過多輪實踐，筆者總結出大項目教學的四個步驟：

①確定項目，明確需求。在每個項目實施前，必須讓學生真正進入項目情境，認同項目意義，明確項目需求，這是項目有效開展的前提。

②項目分解，細化實施。對項目進行逐級分解，將其細化成一個個可執行的微項目，形成可落地的項目解決方案，這是項目實施的關鍵。

③交流總結，評價反饋。在項目進行過程中要定期進行總結交流，通過階段性的梳理討論，在多元評價反饋中不斷改進優化。

④拓展深化，成果應用。將項目成果進行實際應用，并不斷地進行改進深化。讓項目成果服務真實的生活，使學生感受到所學的知識“有用、能用、好用”，體現學科課程鮮活的價值。

5.落實五環—情境與需求、分解與任務、方案與實施、展示與評價、總結與拓展

為提高項目學習效率，每個子項目的課堂實施包括五個環節：

①創設情境，明確需求。

②項目分解，細化任務。

③制訂方案，任務實施。

④成果展示，評價交流。

⑤總結深化，拓展提升。

● “12345”項目化教學的問題與反思

項目學習對學生核心素養的提升是顯而易見的，但對教師也提出了更高的要求。在具體實施過程中，筆者也發現了一些值得思考和需要改進的問題，如如何在每周一課時的情況下確保項目教學的實效？如何處理好項目學習與會考的關系？如何更科學地進行跨學科課程整合與項目設計？如何在深度與廣度上推動項目教學更好地發展？問題即課題，在后續的實踐探索中，這些問題需要進一步結合校情和學情進行思考、梳理和解決。