指向創新能力的高中信息技術項目化學習實踐探索

趙孝永

摘 要：新高考、新課程下的教育要強調學生在創新能力上的發展，為學生積極參與創新活動奠定良好的基礎。在高中信息技術教學中，采取項目化學習手段，有助于增強教學開放性、實踐性，促使學生在對知識的綜合運用中掌握解決問題的有效方法，為學生創新能力的發展創造良好的環境。基于此，以“搭建智能溫度監測系統”為例，對如何在高中信息技術教學中借助項目化學習實現對學生創新能力的有效培養展開一番敘述，以供參考。

關鍵詞：高中；信息技術；項目化；創新能力

項目化學習是指以真實情境為依托、以任務驅動為手段的一種教學方式，強調讓學生在歷經一個完整項目的過程中獲得問題解決能力的提升。在當前的高中信息技術教學中，存在教師忽視學生自主性，采取的教學方式過于單一的問題，導致學生無法較好地理解信息技術知識在現實生活中的應用價值，影響了學生創新能力的發展。對此，教師有必要加強對項目化學習的探索，從而改善高中信息技術教學的質量[1]。

一、高中信息技術教學中培養學生創新能力的必要性

伴隨科技的快速發展，以及科技在各行各業的普遍應用，信息技術教育的職能也發生了重要的變化。在現代社會，創新能力成為人才必備的一項基本技能，包括創新意識、創新思維等。培養出具有良好創新能力的人，成為各學科的重要目標之一，這也給信息技術教學帶來了更高的要求。

在高中信息技術教學中實現對學生創新能力的有效培養，能夠讓學生在學習中不僅掌握基本的信息技術學科知識以及技能，還能夠根據實際情況，將獲得的知識、技能、思想靈活應用到各個領域中去，從而為社會的發展提供可靠的幫助，促進信息技術課程的良性發展，真正彰顯出信息技術學科的育人價值[2]。

此外，創新能力的培養也與信息技術課程的本質有密切的關聯。在高中信息技術教學中實現對學生創新能力的培養，可以拓寬學生的視野，讓學生去了解更多具有實效性的信息技術，從而提升學生的學習興趣。借助創新能力的培養，也可以讓學生不斷地調整和優化自己的編程思維，提升學生的信息技術學習效率。

因此在高中信息技術教學中，教師有必要加強探索，實現對學生創新能力的有效培養。

二、項目化學習的內涵與意義

項目化學習是指教師在教學中依托一個完整的項目或者微項目來組織學生展開對知識和技能的探索。區別于傳統的理論性教學，項目化學習強調讓學生在真實的情境中展開學習，需要學生從發現問題開始，展開對問題的解析，實現對問題的拆解，綜合運用知識來探索解決問題的方法，并且制作出項目成果，包括實物的制作、調查報告等。在高中信息技術教學中采取項目化學習的方式，有助于學生創新能力的發展。

一方面，在項目化學習中，學生能夠積累充足的問題解決經驗，為學生創新能力的發展提供充足準備。學生創新能力的成長依賴于問題解決經驗的積累，在問題解決的過程中，學生可以實現對數據的有效分析、不斷調試，在反復思考中優化自己的思考方式，讓自己可以更好地綜合運用知識，從而促進學生創新能力的發展。

另一方面，項目化學習拉近了信息技術教學和學生現實生活之間的關聯，提升學生參與信息技術學習的興趣。在高中信息技術教學中，由于編程知識比較復雜，導致學生容易產生畏難的情緒，進而影響學生對知識和思想的吸收。在項目化學習中，可以將原本枯燥的內容轉化成為學生容易理解的生活化思想，降低學生的理解難度，從而促進學生在教學中的積極參與，更有利于學生創新能力的發展[3]。

三、指向創新能力培養的高中信息技術項目化學習實施策略

“搭建智能溫度監測系統”這一主題的內涵是讓學生利用物聯網的技術思想，深入探索物聯網的控制機制，設計一個可以智能調控室內溫度的系統，讓人的居住環境更加智能化。在本次的項目化學習中，目標為：搭建一個智能溫度監測系統，可以實現對溫度的自動調控，當溫度小于某個數值時，可以使用空調等工具來完成升溫；當溫度高于某個數值時，可以使用打開窗戶、空調等方式來實現對溫度的合理控制。在此基礎上，各個小組可以根據自己的創意，適當增加系統的功能，進一步提升智能系統的應用價值[4]。

（一）創設真實情境，促進問題思考

項目化學習強調讓學生在真實的問題情境中展開對知識的探究，在教學中，教師要結合項目主題以及對學生認知規律的了解，設計富有生活情趣且具有啟發性的情境，引起學生對問題的思考。在創設情境的過程中，教師要重視課堂上的交流互動，促使學生積極參與到項目實踐中來，提升學生解決問題的興趣。

在“搭建智能溫度監測系統”這一項目中，結合項目主題的內容特點，教師創設了如下情境：春天到了，很多人都會產生這樣的感受，早上的時候感到很涼，中午的時候感覺很熱，但是到了晚上，尤其到了睡覺的時候，溫度又讓我們琢磨不透了。小剛對此很犯愁，覺得總是要調節家里的溫度太麻煩了，那么你是否有方法來幫助他？

智能調節溫度的手段在當前的家具中已經不是什么新鮮事，很快有學生想到了這一智能系統。但是對于這一監測系統是如何實現功能的，學生還缺乏足夠的認識。在提出了情境之后，教師給了學生一定的時間來進行交流討論，讓學生聯系自己的生活體驗，想一想真正符合我們生活需要的智能溫度監測系統是怎樣的，促使學生在生活經驗的總結中，自主歸納出系統應當具備的功能。學生總結出的監測系統功能主要包括如下：降溫、升溫、提醒溫度、增加空氣濕度、降低空氣濕度等。

如此，借助情境創設的方式，能夠讓學生形成良好的問題解決興趣，為項目化學習的有效展開奠定良好的基礎。同時，部分學生也可以從情境中抽象出基本的問題解決思路，提升了學生解決問題的效率。

（二）注重交流討論，構建解決方案

在項目化學習中，教師要注重讓學生經歷完整的問題解決過程，使學生積累更加豐富的創新經歷，養成大膽質疑、積極討論的良好學習習慣。教師要立足以學生為主體的基本原則，組織學生展開多樣化的交流討論活動，讓學生嘗試對情境中的核心問題展開分析，在交流討論中對問題進行拆解分析，找到解決問題的有效方法。

在“搭建智能溫度監測系統”這一項目中，學生需要用到物聯網的相關知識。在之前的學習中，學生已經掌握了物聯網的概念以及物聯網的一些生活應用場景，對傳感器的內涵、使用方式也有了一定的認識。但是學生對于物聯網的三層結構是如何協調實現工作的以及其中的控制機制還沒有正確的認識，包括感知層、網絡層以及應用層。因此在情境創設完成之后，教師借助微課以及語言講解的方式，幫助學生去理解新的學習內容，幫助學生獲取完成項目實踐所需要的基礎知識。接下來，教師將學生分成幾個小組，讓學生合作來進行討論，構建出具有可操作性的問題解決方案。

通過組織學生展開充分的交流互動，學生最終構建出了如下的問題解決方案：

①本次監測系統要完成的功能是：當溫度低于20℃時，通過多種方式，調控室內的溫度，讓室內的溫度得到上漲；當溫度高于26℃時，采取智能開窗、開空調等方式，讓室內的溫度下降。還可以使用實時監控的方式，更智能的情況下，還可以實現遠程控制，逐步豐富監測系統的控制方式。

②本次監測系統要使用的基本裝置包括：溫濕度傳感器、計算機、智能空調、服務器等。每個小組可以根據自己小組的方案，選擇適合的物品來進行組合。

通過上面的分析，學生初步擬定了在實踐中要展開的行動，為學生的實踐體驗奠定了良好的基礎。

（三）整合設計信息，制作學習成果

制作學習成果是項目化學習的一個重要組成部分，在這個環節中，為了促進學生創新能力的成長，教師要注重鼓勵學生從不同的角度來解決問題，并且激勵學生盡可能豐富產品的功能，讓學生形成良好的創新意識。在這個過程中，教師同樣要強調學生的自主性，并且根據學生的實際需求，適當為學生提供實踐上的輔助，幫助學生更好地落實自己的想法，提升項目化學習的實施效果[5]。

在“搭建智能溫度監測系統”這一項目中，學生需要完成一份產品報告的制作，在報告中整理出智能溫度監測系統的構成，每一步的制作方法，完成的功能，等等。除了介紹產品的功能以及實現方式之外，學生還需要在報告中重點介紹物聯網的三層結構以及相互之間的關聯，說清楚每一層結構在監測系統的運行中起到了什么作用，從而讓學生對基礎知識有更加深刻的理解。通過一番探索，學生最終完成了產品報告的實踐，并且得到了如下的認識：

第一步，加入溫濕度傳感器，采集相關的數據，實現感知溫度以及空氣濕度的功能，并且確定好智能空調的安裝。

第二步，加入網絡，實現對環境的實時監測。智能溫度監測系統的重點在于解放人的雙手，讓溫度可以實現智能的調控，因此需要將物品連接到網絡上去，讓計算器、傳感器、空調以及控制開關窗戶的物品處在同一個局域網內。學生在之前的學習中已經掌握了計算機網絡拓撲搭建知識，知道在這個環節中需要用到一個交換機，將幾種物品連接到一個交換機上。在加入到交換機上之后，可以用傳感器來捕捉到需要的信息，用網絡來進行傳輸，對空調以及其他裝置進行控制，實現智能測控溫度。

第三步，加入服務器，實現對裝置的遠程控制。在進行分析之后，學生認識到了遠程控制對于智能監測系統的重要性。借助遠程控制，可以滿足特殊人群的需求，同時也可以保證節能等問題。而人不能一直盯著計算機來實現實時監測，因此需要加入服務器，從而實現遠程控制。

借助上個步驟的操作，學生對物聯網的三層結構有了更加深刻的認識，知道在物聯網中，感知層是物聯網的基礎，可以實現對物體的識別以及對信息的采集，在感知層收集到了數據之后，可以利用網絡層來進行傳輸，借助應用層，則可以實現對功能的管理和運營。

如此，比起直接告訴學生相關的理論知識，通過讓學生展開自主化的項目學習活動，能夠讓學生更好地將基礎知識內化于心，并且使學生在制作產品的過程中形成良好的創新意識。

（四）重視成果展示，實現過程評價

在傳統的高中信息技術教學中，教師大多是對學生最終的學習成果進行簡單的評價，缺乏對學生學習過程的關注。在項目化學習中實現對學生創新能力的培養，需要教師深入探索學生的討論、思考、實踐過程，了解學生在解決問題的過程中展示出的不足以及形成的創新思想，對學生進行適當的評價，從而讓評價更好地起到對學生的激勵、啟發、反饋作用，幫助學生去調整自己的問題解決方式，促進學生在創新能力上的進一步發展。因此在項目化學習中，教師要重視成果展示活動的展開，讓學生在成果展示中介紹自己的問題解決思路，促使學生進行反思，讓教師能夠對學生進行更有針對性的評價。同時，教師也要重視多種評價方式的綜合，提升評價的實效性。

在本次的項目化學習中，在每個小組都完成了產品報告的制作之后，教師組織學生展開成果展示的活動，并且從以下角度來實現對學生的有效評價：

學生是否可以根據要實現的功能，選擇正確的傳感器，并且知道傳感器的功能如何使用；

學生是否懂得如何將物品加入到網絡中來，實現對溫度的實時監測；

學生是否能夠最終制作出一個完整的溫度監控系統；

學生是否可以懂得如何在系統中加入一個服務器，實現對系統的遠程控制；

學生是否可以在項目實踐的過程中了解物聯網的三層結構的內涵以及相互影響，可以結合對三層結構的了解，解釋更多的智能系統功能操作方式；

學生是否可以積極參與到項目實踐中來，主動發表自己對問題的看法，做到獨立思考，認真解決項目實踐中遇到的問題；

學生是否可以從客觀的角度來評價自己以及其他小組完成的作品，提出改進的建議；

學生是否可以對本次項目學習中學習到的內容進行拓展，思考物聯網的更多應用價值，提出具有可實踐性的創新觀點。

在對學生展開評價的過程中，教師也會關注學生之間的差異性，根據對學生成長進步情況的了解，采取有針對性的評價方法，讓每一個學生都可以感受到參與創新實踐的樂趣。在教師對學生進行評價的同時，在本次的項目活動中，也采取了學生自評的方法，讓學生在反思中思考自己的不足，找到自己的進步，探索讓自己的創新思維更進一步的方法，促進學生創新能力的更好發展。

結束語

在高中信息技術教學中采取項目化學習的手段，能夠進一步增強信息技術教學的時代性、實踐性，滿足學生創新能力發展的需要，從而取得更好的教學效果。在項目實踐中，教師要建立在以學生為主體的基礎上，組織學生展開多樣化的學習活動，讓學生可以靈活地綜合運用掌握到的知識，自主歸納出解決問題的方法、策略等，實現創新經驗的積累，由此來落實對學生創新能力的有效培養，讓信息技術學科教育可以發揮出更大的育人作用。

參考文獻

[1]賈占軍.項目化學習評價路徑探索：以高中信息技術學科為例[J].安徽教育科研，2024（6）：54-59.

[2]劉媛媛.指向計算思維的高中信息技術項目化教學路徑探究[J].教學管理與教育研究，2024（3）：36-38.

[3]黃忠培.基于項目化教學的高中信息技術實踐活動的設計[J].高考，2024（4）：120-122.

[4]郭書艷.基于核心素養的高中信息技術項目化教學研究[J].高考，2024（3）：105-107.

[5]王雙軍.高中信息技術大單元整體項目化學習策略[J].天津教育，2024（1）：153-155.