啟航互聯網 擁抱人工智能

【摘 要】項目式學習能夠使學生全面體驗特定的學習主題，我們嘗試將其應用于跨學段教學，目的是幫助學生在認知上實現逐步深入和提升。本文基于《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》要求，概述了在探索學生持續成長路徑方面，跨學段項目式學習有助于學生發展；闡釋了教師通過設計具有連貫性與進階性的任務群，幫助學生在小學三年級初步構建對互聯網與人工智能技術的認知，在初中七年級能夠進行更高階的探索與應用，從而綜合提升學生核心素養。

【關鍵詞】互聯網；人工智能；跨學段；項目式學習

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）07-016-03

2022年4月，教育部發布《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》，課程名稱由“技術”改為“科技”，標志著義務教育階段信息科技教育的重要轉型，也是信息科技課程建設的新起點。新課程標準強調了從基礎的“技”向深層次的“科”轉變，以數據、算法、網絡、信息處理、信息安全和人工智能六個概念作為邏輯主線，構建了一個邏輯清晰、層次分明的課程體系，旨在培養學生的核心素養，以適應未來社會的需求。其中給出對于三年級學段的學習內容為“在線學習與生活”模塊，這和七年級學段的“互聯網應用與創新”模塊有著內在密不可分的聯系，不僅體現了知識體系的連貫性，也展現了學習內容的逐步深入和拓展。

學生發展：探索跨學段項目式學習持續成長路徑

1.小初高共享核心素養體系，適合跨學段綜合設計課程

小學、初中信息科技課程與高中信息技術課程的學科核心素養均由信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個核心要素組成。小學階段注重培養學生對信息的基本認識和敏感度，以及安全使用數字工具的意識；初中階段則在此基礎上進一步深化，引導學生探索信息的社會價值，并培養他們的創新思維；到了高中，課程更加注重培養學生的批判性思維、復雜問題的解決能力以及對信息社會責任的深刻理解。跨學段綜合設計課程的思路不僅有助于學生在不同成長階段能夠接受到合適的、連續的教育，而且能夠幫助學生適應快速變化的信息社會，形成完整的知識體系和能力結構，為未來的學習和工作生活打下堅實的基礎。

2.遵循學生認知規律，選用項目式學習教學模式

項目式學習是一種以學生為中心的教學模式，它通過讓學生主動參與和完成具有實際意義的項目，能夠適應不同年齡段學生的學習需求和心理特點，從而促進學生的學習和發展。這種模式強調通過實踐活動、探究學習和團隊合作，激發學生的好奇心和創造力，同時促進他們批判性思維和問題解決能力的發展。在項目式學習過程中，教師根據學生的認知發展階段設計合適的學習任務，使學生能夠在具體的、有意義的情境中學習和應用知識。這種教學模式不僅能幫助學生建立起理論與實踐之間的聯系，還能夠根據學生的興趣和能力提供個性化的學習路徑。

內容設計：構建深度學習導向的項目式學習框架

1.梳理課程內容，發現內在聯系

伴隨著高質量網絡的飛速發展，以及人工智能的逐步普及，網絡已經成為人們學習、生活、工作不可分割的一部分。新課程標準指出，三年級學習“在線學習與生活”模塊，七年級學習“互聯網應用與創新”模塊。小學階段，通過“在線學習與生活”模塊的學習，學生能認識到網絡在當今社會存在的意義與積極影響，能在線解決學習與生活中遇到的問題，體驗到網絡對解決問題的幫助。中學階段，通過“互聯網應用與創新”模塊的學習，學生能加深對互聯網及人工智能新技術的認識，初步具備利用互聯網獲取、整理信息并解決實際問題的能力。兩個模塊之間存在著緊密的內在聯系，首先，在知識體系的連貫性上，“在線學習與生活”側重于知識的初步認知與應用，而“互聯網應用與創新”則進一步強調了對知識的深入理解和有效管理。其次，技術能力的遞進性體上，“在線學習與生活”中主要是通過利用網絡資源來解決具體問題，相比之下，“互聯網應用與創新”則要求更高級的分析能力，以篩選和整合網絡信息。最后，在實踐應用的深化維度上，“在線學習與生活”關注于作為工具在日常學習生活中的應用，而“互聯網應用與創新”則是互聯網領域的創新實踐。它們共同構成了一個完整的學習路徑，幫助學生逐步適應飛速發展的社會需求，培養他們利用網絡進行創新應用的能力。

2.基于深度學習實踐模型，構建項目式學習框架

隨著網絡服務的不斷優化和人工智能技術的融入，學生必須從小鍛煉適應數字化社會的能力。對于三年級學生，這意味著在安全的網絡環境中學習基本的在線交流和信息獲取技能；而對于七年級學生，則需要更深層次的網絡應用能力，如評估網絡信息的可靠性和運用計算思維解決復雜問題。通過跨學段的項目式學習，學生能夠逐步建立起對互聯網的深刻理解，并培養在數字世界中有效溝通、協作和創新的能力，這對于他們未來在快速變化的技術環境中取得成功至關重要。

我們以學生認知規律為基礎，融合兩模塊的內在聯系，設計網絡部分項目式學習框架圖（圖1）。通過引領性的學習主題和真實情境的創設，設定素養導向學習目標，提升學生利用互聯網分析和解決問題的能力，發展計算思維。在挑戰性的學習任務中，學生學習獲取、整理、分享并積極客觀地貢獻信息，通過團隊協作和持續性評價來提升自己的能力。開放性的學習環境結合網絡工具和人工智能現有的大語言模型，支持學生的主動探索和創新。同時，知識來源于生活、應用于生活，通過互聯網部分的學習和進一步遷移應用，輔助學習其他學科，鼓勵“做中學”“用中學”“創中學”，凸顯學生主體地位，促進實踐能力的持續提升。

實踐深化：實施跨學段項目式學習的行動

1.互聯網搜索部分跨學段項目設計

三年級“在線學習與生活”模塊內容要求（2）中指出：針對生活中的具體需求，采用合適方式開展在線搜索，獲取有用信息和資源，知道信息的常見來源及存在的重要性；七年級“互聯網應用與創新”模塊內容要求（2）中指出：能夠根據學習和交流的需要，使用互聯網搜索、遴選、管理并貢獻有價值的數據和資源，能夠創建具有特色的作品。基于以上內容要求，作為“互聯網功能”之一的“搜索”內容尤為適合跨學段項目式學習，能夠在更綜合的真實情境中強化學生的信息意識、提升其實踐能力與遷移能力。

水資源作為地球上最寶貴的自然資源之一，在促進社會經濟發展、保障生態平衡以及維護人類福祉等方面發揮著至關重要的作用。將項目主題定為“水資源保護”，目的是引導學生在小學階段樹立節水的價值觀，在中學階段成為節水的實踐者。基于跨學段視角，我們整合學生認知發展特征，具體設計課時安排及實施。

2.三年級“水滴行動，綠色家園”項目實施

課時1：探秘自來水。在這一課時中，學生將通過觀看動畫視頻、宣傳海報及具體數據，了解自來水從自然水源到家庭水龍頭的加工過程。學生分組協作實踐動畫實驗軟件中的模擬活動，并分享心得感受，了解水的凈化過程不易，并認識到水資源是不可再生資源，從而激發保護水資源的意識。

課時2：搜索家鄉水源地。為了了解家鄉水源地，學生需要借助網絡搜索。教師首先引導學生提出合理的問題，并從問題中提取出關鍵詞，最后利用搜索引擎獲取信息。通過實際操作，學生學會如何利用關鍵詞進行有效搜索，并在分享環節討論家鄉水源地的特點、展示自己獲取信息的方式，增強對本地水資源的認識和保護意識，同時學會從問題中提取關鍵詞。

課時3：體驗在線用水服務。通過上一課的學習，學生可以獲取到很多網絡信息，那么如何從搜索到的眾多信息中找到真實、可靠的答案呢？本節課從信息來源、問題情境、采用數量及發布時間四個角度來分析篩選信息的策略，幫助學生認識到官方信息的重要性，并培養他們篩選和利用可靠信息的能力。學生將通過訪問官方用水服務平臺，學習如何獲取和理解家庭用水數據。了解家庭用水情況有助于提高水資源的使用效率，建立節水意識，優化家庭用水習慣。此外，還可以842fc98b56d7160b702904df92d3e76e讓學生認識到水資源的寶貴，樹立他們的責任感。

課時4：爭當節水小標兵。最后一課時主要是支持學生發揮創意，學生利用人工智能多模態大模型工具激發靈感，設計并制作自己的節水主題海報。針對節水主題，海報設計中強調圖、文、數據三要素，以達到宣傳的目的。通過海報設計，學生不僅能夠展示他們的藝術才能，還能提升節水意識和責任心，最終通過海報展覽向更廣泛的社區傳播節水的重要性。

3.七年級“智慧水利，綠色未來”項目實施

課時1：揭秘搜索原理。小學階段已經在使用搜索引擎獲取信息了，所以在初中階段搜索部分將其工作原理安排在第一課時。學生通過不插電游戲的方式了解倒排索引，學習關鍵詞如何通過匹配排名原理來響應查詢。學生實踐使用搜索引擎，并分析不同問題搜索結果的排名機制，從而更快、更準地利用搜索引擎獲取信息。

課時2：了解智慧水利。本課時主要引導學生通過互聯網搜索初步探索智慧水利這一新興領域，讓學生在了解其基本概念、關鍵技術和實際應用的同時，培養他們篩選和整理信息的能力。“智慧水利”在2022年才被列入高校專業名單中，面對新領域，學生會有非常多的問題。教師引導學生梳理問題集，并利用思維導圖工具整理信息，形成對智慧水利宏觀的認識。

課時3：探索提示模版。為了解決課時2生成的問題集，學生借助人工智能大語言模型，實踐不同提問方式下的應答內容差異，明確提示詞所需的關注點。學生通過從角色、任務、提示上下文、輸出指示及提示參數這五個方面，探索構建有效的提示模版來引導大語言模型生成智慧水利領域更加準確和有用的信息。經過多輪迭代，學生優化他們的提示模版，以提高與模型交互的效果。

課時4：創建智慧水利智能體。在課時3的基礎上，學生將進一步利用人工智能大語言模型優化提示模版，創建一個專注于智慧水利領域的智能體。這個智能體能夠回答有關智慧水利的問題，學生分享項目成果交流經驗，加深對智慧水利領域的理解，樹立對水資源的尊重和保護意識，學會用創新和可持續的方式思考、解決問題，從而共同肩負起構建綠色、智能、和諧的未來社會責任。

4.跨學段項目實施效果總結

在小學三年級的“水滴行動，綠色家園”項目和初中七年級“智慧水利，綠色未來”項目中，學生通過互聯網搜索和人工智能多模態大模型等平臺獲取、整理、分享并貢獻有價值的信息，這一過程不僅體現了知識與技能的互通性，也展現了他們思維能力的螺旋式上升。從小學到中學，學生由淺入深地理解水資源保護的重要性，從基礎的信息搜索到利用人工智能技術進行復雜問題的探索和解決，有效提升了核心素養。通過跨學段的項目設計，學生在不同教育階段的學習相互聯系，逐步深入，從節水意識的培養到水資源管理的創新實踐，為成為具有社會責任感和創新精神的公民奠定了堅實的基礎。