初中信息科技學科的項目式學習

張惠茹

一、背景

在強調提升學生核心素養的今天，想要讓學生的學習更有效率，教師到底應該采取什么樣的教學方式呢？“PBL”是基于項目式的學習，是研究性學習，也是精心設計項目作品，規劃和實施項目任務的過程。學生通過完成與現實生活密切相關的項目而展開探索，在這個過程中需要不斷地挖掘和搜集資料，通過上網搜索、實地考察等方式會不斷發現新問題，從而獲得新知識。不同于傳統教學方式對教師與教材的過于依賴，PBL將學生放在主體位置，以學生為中心，以探究為基礎，提倡學習的開放性、內容的實用性與活動的探究性，為學生營造一個輕松的學習氛圍，讓學習更加有效。項目式學習以提升學生的核心素養為重點，特別是提升其探索問題和解決問題的能力。

二、課例描述

（一）教材分析

本課例選自科學出版社信息科技八年級上冊第二單元活動2的內容。物聯網的出現極大地拓寬了人們的生活、學習和工作空間。八年級整冊教材采用從總到分的結構，先介紹物聯網及其組成→物聯網采集數據→數據傳輸→數據使用。物聯網采集數據應用最廣泛的是識別技術和傳感技術，本課例重點介紹傳感技術，因為傳感器及其作用，以及傳感器采集數據的過程，在整個教材中起到了承上啟下的作用。基于項目式學習的有關要求，筆者從教材中提取出“物聯網傳感技術”這個關鍵詞，結合傳感技術的應用對課程進行再設計，最終確定“自動避障系統”為本項目的主題，將生活中出現的新鮮案例介紹給學生，激發學生學習、探索的熱情。同時，學生在提出問題、探究問題、解決問題的一系列學習過程中，達到信息科技學科核心素養的培養要求。

（二）學情分析

物聯網時代，學生每天會接觸各種物聯網傳感技術的應用，經常與傳感器打交道，如智能音箱、智能手環、無人機等，但沒有系統地學習傳感技術，更缺乏運用傳感技術解決問題的意識。所以，本課例在分組的前提下采用項目式學習，以新技術為例提高學生探索的積極性，在教師引導、學生自主分析與探索的過程中層層遞進，讓學生了解傳感技術的作用并熟練掌握“掌控板”套件中傳感器的使用，激發學生的創新意識。教師將項目貫穿整個課堂，最終引導學生完成避障系統的模擬。

（三）學習目標

1.通過分組探究的方式，學生能夠了解傳感器及其應用，認識傳感技術的重要性，能根據問題準確分析信息需求，評估信息來源，辨別信息可靠性，提升自主動手解決問題、掌握核心技術的“數字意識”核心素養。

2.通過剖析“一鍵召喚”的過程，學生能夠認識到傳感技術在物聯網應用中的作用，在提出問題、分析問題、解決問題的過程中鍛煉“計算思維”核心素養。

3.通過使用“掌控板”模擬避障系統，學生利用數字化學習平臺將知識轉化為能力，提高學生的“數字化學習與創新”核心素養。

4.通過了解自動駕駛的現狀，學生認識到合理使用技術的重要性，樹立正確的“數字社會責任”意識。

（四）項目式學習流程

本課例靈活運用項目式學習，將傳感器的相關知識與“模擬避障系統”項目相結合，合理引導學生進行學習，通過動腦、動口、動手培養學生利用傳感技術解決問題的能力。學習流程包括以下七個環節。

1.項目準備：課間，為營造課堂氛圍，教師播放科技視頻，激發學生創新意識，為下面的學習做鋪墊，同時讓剛進入教室的學生快速進入上課狀態。分發導學案等學習資源，并按照顏色方案進行分組。

2.項目引入（4分鐘）：用某汽車品牌“一鍵召喚”的真實視頻情境作為引入。思考一鍵召喚是如何實現的，關鍵點在哪里。

3.項目支持（9分鐘）：為了讓項目學習能夠順利進行，各小組學生利用教師提供的資源，采用不同的方式，如微視頻、導學案等自主學習，了解項目的相關知識與背景。

4.項目實施（21分鐘）：學生自主設計項目方案，并利用“掌控板”套件選取合適的元件，嘗試模擬避障系統。

5.展示評價（4分鐘）：組織小組展示項目作品，讓學生分享遇到的困難及解決問題的辦法，并進行自評、互評，以此鍛煉學生的交流表達能力。教師對學生進行評價，重點從行為養成、學習內容、學習興趣三個方面進行。

6.項目小結（3分鐘）：利用思維導圖和學生一起梳理這節課的內容，出示板書，結束這節課的學習。

7.項目拓展（4分鐘）：播放“討論片”，啟發學生思考自動駕駛的注意事項，合理利用技術，以此提升學生“數字社會責任”的核心素養。

（五）教學情境與實施

1.分組

（1）分組原則：世上沒有完全一樣的兩個人，但很多人有著相似的特征。結合不同性格產生的行為互動關系及塑造個性的因素，并與其他性格分析系統相互整合，“性格色彩”理論產生，并認為：

①紅色代表快樂的帶動者。快樂是他們做任何事情的最大動機，快樂是這些人最大的驅動力。他們積極、樂觀，天賦超凡，富有魅力，隨性而又善于交際。

②藍色代表最佳的執行者。他們這類人注意建立和維系持久深入的關系。他們具有可貴的品質，對待朋友忠誠而真摯，并能在思想上真正做到關心和交流。

③黃色代表有力的指揮者。這一類人深層次的驅動力來自對目標的實現和完成。他們一般都具有前瞻性和領導能力，通常都有很強的責任感、決策力和自信心。

④綠色代表和平的促進者。對和諧與穩定的追求是他們最核心的本質，缺乏一些鋒芒與棱角。他們寬容、透明，通常都非常友善，適應性強，是很好的傾聽者。

（2）根據班級人數及彩條抽簽的方式確定每組人數，每組以6人為宜。事先筆者將準備紅、藍、綠3種顏色的色卡，讓學生自主選擇，并按照“2紅、2藍、2綠”的方式，有機組合為一組。

（3）推選組長。組長要具有一定的執行力和調度能力，能呼吁、督促小組成員開動腦筋考慮到項目所有的細節和影響因素，發揮集體的智慧。

2.課間氛圍

如鄭同學的“自動駕駛自行車”展示了從創意到成果的完整創新過程，視頻中的每一幀都帶給學生很大的感官刺激。教師在課間播放此視頻，既可以讓剛進入教室的學生快速安靜下來，沉浸在鄭同學的創意中，激發其學習興趣，又可以為下面的學習做鋪墊。

3.實施過程

在創設情境環節，教師首先向學生播放視頻，展示“一鍵召喚”的神奇效果，引導學生回顧“一鍵召喚”的過程：接收指令（網絡）→定位終點→自動避障，使學生認識到“自動避障”在“一鍵召喚”整個環節中的重要作用，確定這節課的項目——自動避障。

為了讓學生充分理解“自動避障”的過程，筆者隨機請兩位學生以“游戲”的形式模擬避障過程：甲生遮住眼睛充當汽車，乙生指揮，測試甲生能否通過聽指令避開障礙物走到指定區域。學生通過分析，可以回答出避障的過程：檢測（障礙物）→思考（如何避開障礙物）→行動（完成任務），緊接著提出問題，引出這節課的主角——傳感器。整個分析過程層層遞進，讓學生充分認識到傳感技術在物聯網中的重要性。

分析、設計和實施項目貫穿于新授環節，教師拋出三個問題引發學生探究：

①④組：常用傳感器有哪些？

②⑤組：物聯網中傳感器的應用有哪些？

③⑥組：用于避障的傳感器是怎么工作的？

每個問題分配給不同的小組，每組采用導學案、視頻和網絡搜索三種不同的方式去探究。學生在探究、匯報的過程中既可以培養收集信息的能力，又可以了解獲取信息的各種方式，認識網絡共享的奇妙之處，提高信息意識核心素養。

第一個問題：引導學生利用人的五官，直觀地理解傳感器及其作用；第二個問題：直接將學生提取、匯總的表格上傳到電腦上，采用分享、討論的方式，引導學生充分認識：傳感技術是物聯網感知世界的基礎；第三個問題將學生的目光聚焦到超聲波傳感器上，了解超聲波傳感器的工作方式。這三個問題通過小組探究、討論的方式使學生了解項目的相關知識，突破這節課的重點。

項目實施的過程安排了兩個活動：一是認識掌控板套件，以我們熟悉的“人體”進行深入類比，從“感知—思考—執行”三個角度，認識傳感器、掌控板和執行器的作用，然后和學生一起找一找哪些是感官，哪些是手腳。通過“匹配”的游戲讓學生在邊玩邊學的氛圍中熟悉每個成員。二是設計制作項目，組織學生分組討論，設計項目方案，選擇合適的元件并闡述設計理念。此環節以項目為載體，培養學生的創新意識，使學生認識到團隊合作的重要性。學生參考導學案及微課進行合作探究，在調試設備的過程中自己發現問題、解決問題，從而提高了自身的學習能力。設備調試成功以后，教師引導學生利用控制變量法驗證數據，找出條件值和傳感器感知范圍的關系，培養學生的探究意識。學生完成項目的整個過程是將知識轉化為能力的過程，從而提升學生數字化學習與創新能力。

4.展示與評價

學生通過動腦、動手，設計了新穎有趣的項目作品，如“盲人拐杖”“警示燈”等作品，這個環節為學生提供了自評和互評的機會，針對本組和他組的作品進行展示、交流、評價，進一步優化自己的作品。

三、課后反思

教師培養學生的學科核心素養是一個潛移默化的過程。基于本課的設計思路，我們可以發現在項目式學習過程中，學生積極發現問題、分析設計、動手實踐和交流探討，促進了其學科核心素養的形成。但本課仍存在不足，總結起來有以下幾點。

1.在數字化學習與創新的培養上，本課使用了掌控板套件，該套件是一個專門培養學生創新意識的學習平臺，讓學生體會到數字化學習的魅力，能夠提升學生的能力。雖然學生的想象力和創意是無限的，但是受套件中元件數目和課堂空間、時間的限制，有些小組不能成功做出創意作品。所以，教師可以給學生提供更多的學習工具，豐富課堂資源。

2.有些要求落實不到位，影響了項目實施效果。比如，有的學生不按照要求來做，自始至終沒有上交作品，我考慮到時間問題，只是將平時作業扣分作為懲罰，沒有起到懲罰的效果。此外，總有一些學生不按照要求完成作品，我也沒有嚴格要求這些學生做到。以后我對學生要更嚴格，尋找更有效的方法來應對學生的各種狀況。

3.項目細節還需完善，應精益求精。每個環節的完成雖然差強人意，但是對每個環節的總結不到位，沒有起到表揚先進、鼓勵后進的作用。因為時間關系，各個環節都很匆忙，以后應該加強每個環節的設計，體現設計感與儀式感，營造良好的氛圍。

4.要充分發揮班級優化大師的作用。七年級的學生還是發展中的人，對教師的獎勵和懲罰大多很在意，教師要充分利用他們的這種心理，加強管理，利用好班級優化大師的日常獎懲功能，加大獎懲力度，讓他們認識到獎懲是嚴肅的事情，從而讓他們端正態度并養成良好的習慣。

5.注意創造安全、穩定的信息化學習環境，保存好過程性資料。電腦有時藍屏或死機，導致學生作品無法安全保存，也無法順利傳輸，會嚴重影響學生學習的積極性。教師也要注意保存過程性資料，如在學生活動時多拍點照片，備份成品和半成品等。

信息技術學科的知識覆蓋面廣，未來還需要更加深入的探索。學校和教師只有本著教育的初心，才能夠完成立德樹人的使命。