微項目學習在信息科技教學中的應用實踐

［摘 要］“雙減”政策的落地及信息科技新課標的正式發布，對信息科技教師提出了新要求。項目化學習是當前培養學生核心素養的重要方式，但其學習時間長、任務重、跨度大，在小學信息科技課堂中難以開展，而微項目學習則可以將任務難度降低，時間縮短。以“設計幸運大轉盤”微項目學習為例，教師創設真實的生活情境，引導學生在玩的過程中明確任務、解決問題、建立模型、編寫代碼、調試并解決問題，有效提高了課堂教學效率。

［關鍵詞］“雙減”政策；新課標；微項目學習；信息科技教學

［中圖分類號］ G43 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1007-9068（2024）24-0081-03

一、信息科技微項目學習的實施背景

2021年7月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》（以下簡稱“雙減”）指出，“雙減”的核心在于既可以減輕學生的負擔，又可以實現學習效率的提升；旨在讓學科教育回歸學校主陣地，加強學校教育，優化并豐富教學內容，回歸教育本質，提升學生綜合素質，構建良好的教育生態。

2022年4月，教育部印發的《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“信息科技新課標”）指出，要“創新教學方式，以真實問題或項目驅動，引導學生經歷原理運用過程、計算思維過程和數字化工具應用過程，建構知識，提升問題解決能力”；重視過程與實踐，倡導在真實性問題的解決中開展學習，讓學生在“做中學”“用中學”“創中學”，將學習與實踐緊密結合。信息科技新課標還指出，課程內容的選擇應注意公平性，這意味著在課程內容的選擇上要兼顧不同經濟水平、不同區域的學生，選取具有一定廣度的案例與情境。筆者所任教的學校是一所農村小學，信息科技課程經費有限，但信息科技課程又注重實踐性，由于缺乏智能硬件的支持，很多課程項目只能通過教師演示或網絡視頻資源的介紹演示來進行，教師無法引導學生體驗完整、真實的實踐過程。

二、信息科技微項目學習的實施原因

1.微項目學習的優勢

項目式學習是一種需要投入大量時間與精力的深度學習方法，其突破了傳統授課方式的限制，注重情境的真實性，讓學生在真實的問題情境中學習。但常見的項目式學習流程較復雜、耗時較長，學生容易喪失學習興趣，且常規的課堂教學時間較短，難以開展。而微項目教學是基于項目式學習的主題精簡、可操作性強、有針對性的一種創新學習方式，能通過將大項目微小化，使學生在較短時間內完成一個既定的主題。微項目學習不追求項目的系統性，而是將項目式學習要求降低，以項目為形式，引導學生通過自主、互助、合作學習來完成，提倡“做中學”。對項目式學習而言，微項目有其天然的特征，強調真實性、跨學科性，且在時間、空間、合作、體驗等方面有一定優勢。

2.高度契合信息科技新課標

信息科技新課標要求，讓學生能夠在體驗物理世界與數字世界深度融合的環境中發現問題，并確定解決問題的需求，從而選用信息技術工具篩選、分析數據，培養解決問題的信息意識。具體而言，學生能對問題進行抽象、分解、建模，并通過設計算法形成解決方案；能嘗試模擬、仿真、驗證解決問題的過程，反思、優化解決問題的方案，并將其遷移運用于解決其他問題的計算思維；能借助學習與生活中的實例，體驗身邊的算法，用自然語言描述算法；能通過真實案例，知道算法步驟的執行次數與問題的需求有關；能針對簡單問題，嘗試設計求解算法，并通過程序進行驗證。

三、信息科技微項目學習的應用實踐

以江蘇省五年級信息科技教材圖形化編程主題課程——“設計幸運大轉盤”為例。

1.學業要求

（1）能用符號和編碼表示問題求解的對象；

（2）能運用基本控制結構及組合，正確進行問題求解的算法描述；

（3）能基于給定的算法，針對不同的輸入數據規模，分別設計算法中某些步驟執行的次數；

（4）能基于對算法的理解，設置和調整參數，觀察相應程序的執行。

2.教學內容分析

本教學內容是圖形化編程的綜合應用課，是學生運用圖形化編程模擬、仿真、求解生活中實際問題模型的實踐。學生需掌握利用隨機數設計程序模擬實際問題，并完成相關程序的編寫和優化。從程序設計上看，學生要明白轉盤游戲中暗含的數學數量關系的內在聯系及其規律，學習如何正確建立算法模型，并綜合利用已掌握的控制控件、運算控件對程序進行優化。

3.學生主體分析

本課教學對象為五年級學生，其認知發展處于從具象思維到抽象思維的過渡時期，教學時需從其生活體驗出發，將算法學習貫穿問題解決的全過程。通過一個學期的學習，學生已初步具備分析簡單問題、繪制流程圖，以及依據流程圖編寫程序解決簡單問題的能力，對隨機函數的應用也比較熟悉了，但還不能綜合、靈活運用所學知識來解決稍復雜一些的問題。

4.教學目標

（1）學會運用計算機知識表達現實生活中的事物；

（2）能夠應用隨機數模擬實際生活中的概率事件；

（3）搭建腳本，嘗試通過條件判斷進行求解。

5.教學重難點

教學重點：

（1）利用編程方法，解決轉盤游戲等的概率問題，體驗解題過程；

（2）根據任務要求，進行算法的策略設計，完善程序，解決問題。

教學難點：

構建解決轉盤隨機旋轉的算法模型，掌握編寫、優化程序的方法。

6.教學策略分析

本案例采用實物展示、教師引導、學生演示、小組探究等方式，從生活中的轉盤抽獎例子出發，引入算法，使學生形成自然的認知關聯，提煉出算法模型，并將其轉化為程序，形成利用計算機程序快速驗證解決生活中問題的意識。教學過程中，教師先展示初步程序代碼，再讓學生設置和調整參數、觀察討論，最后引導學生執行驗證，培養學生的數字化學習與創新能力。

7.教學過程

（1）創設情境，明確問題

項目式學習主張從學生生活實踐出發挖掘可探究的問題，并將其轉化為活動主題。真實的情境有助于學生形成自然的認知關聯。教師可結合實物，在分析實例時對學生進行引導。

在本案例開始階段，教師利用身邊的智能硬件制作一個實物轉盤，該實物轉盤通過超聲波傳感器觸發轉動，并在隨機時間內停止。在課堂導入階段，教師請學生體驗轉盤游戲，讓其他學生觀察并討論轉盤游戲的簡要過程。在課堂討論環節，教師提出“轉盤每次停下來的結果是如何產生的”“這些結果出現的概率是否均等”等問題，引導學生歸納出解決此類問題所需的相關信息——利用圖形化編程中的隨機函數可以實現轉盤的隨機結果。

教師通過讓學生體驗生活中的轉盤，引出微項目學習的主題，引發學生思考如何利用計算機來模擬自然事件，并用自然語言來描述算法，為學生建立解決隨機數算法模型打下基礎。

（2）分工合作，解析問題

項目式學習通常以學習小組的形式來推動項目進展，而微項目學習是以學生合作為基礎的學習活動。教師通過指導學習小組展開溝通交流，發揮群體的合作效能，提升學生的學習品質，使之順利完成項目，體現了“以學生為主體”的教學模式，改變了教師“滿堂灌”的單向知識輸出的局面，激發了學生主動學習的意識，發展了學生的批判性、創造性思維。

經過學生小組合作分析，本案例可以解析為：項目中包含轉盤和指針兩個角色，其中指針無動作，但會對轉盤的顏色進行偵測并廣播消息。轉盤的動作解析為：當點擊綠旗后，轉盤自行轉動隨機圈之后停止。教師根據學生討論的結果，引導學生將項目中的角色動作描述為表1所示的內容。

（3）抽象建模，解決問題

在上一環節，學生要準確描述項目的問題，并對問題進行細化分解。在此基礎上，教師要引導學生從真實情境中抽象出概念模型，并分析出解決問題所需的主要因素，培養學生透過現象看本質的洞察力。

在課前的轉盤游戲中，學生已經了解到轉盤轉動是盤面在轉動，可以用圖形化編程中的旋轉，即左轉或者右轉相應角度來實現。而對于如何實現隨機轉圈這一問題，學生經過討論，得出可以使用隨機函數來表示旋轉角度。當轉盤停止轉動時，需要給指針傳遞一個停止的信息，可以用“廣播消息”來實現。這樣可以將現實生活中的真實情境與計算機處理問題的過程進行有效結合，利用圖形化編程抽象出項目模型。這樣，師生在已有知識的基礎上，共同探究轉盤隨機轉圈的解決思路，提升學生構建算法模型的能力，為后續編寫程序做好準備。

如何實現指針的“廣播消息”這一功能，使轉盤停止時，指針指向轉盤中的某顏色區域（該顏色區域對應的是某個獎項）？在上一個問題中，學生已經設置了轉盤停止時廣播消息的指令，所以指針開始工作應該是在接收到轉盤的消息之后。對于指針判斷獲獎情況的功能，需要用條件判斷與偵測來執行，即把指針指向轉盤某顏色區域作為判斷條件，顯示出相應獲獎結果。該環節的設計意圖是使學生了解優化程序的優點，引導學生發現復制粘貼相似程序可解決問題，感受用計算機編程解決問題的便捷性。

（4）自主探究，迭代設計

項目式學習是一個試驗、修補和探索的過程。教師要為學生設計更深層次的問題，引導學生通過程序的優化來解決更復雜的實際問題。

在現實中，轉盤不可能只在一圈范圍內轉動，可能是兩圈、三圈半等，但無論怎樣轉都是在360度范圍內，只是疊加圈數，每轉360度，轉盤相當于回到原位。轉盤轉動的圈數不一定是整數，所以需要對圈數進行拆分，此處將分次轉動角度設定為60度，為了更接近現實，還要對隨機數范圍做出調整。該環節的設計意圖是提高學生編寫程序的能力，引導學生融合使用數學方法和計算機編程方法。

（5）項目展示，多元評價

展示和評價是信息科技課堂教學中必不可少的環節。項目的展示與評價有助于教師發現教學及項目活動中存在的問題，了解學生在項目學習中的表現。項目評價應貫穿項目活動的全過程，不僅強調評價項目的過程，也注重評價項目的結果。科學有效的評價可維持并提升學生參與項目的學習動力，幫助學生反思自己對知識技能的掌握情況，同時思考在項目學習中自身核心素養得到了哪些提升。

在本項目前期，學生通過討論厘清轉盤隨機轉圈運用的程序；在項目中期，通過討論明確轉盤轉動的圖形化編程建模；在項目后期，通過展示和分享，對其他小組的作品提出自己的觀點和建議，將自評與他評相結合，通過自我評價對自己在項目中的表現進行反思，通過其他同學及教師的評價發現自己的優勢及不足，增強自主學習能力。

8.教學反思

本次微項目利用學生非常熟悉的轉盤抽獎游戲創設情境，通過轉盤實物引起學生的注意，激發學生的學習動機。圍繞轉盤隨機產生抽獎結果這一現象，教師引導學生發現隨機的背后隱藏了計算機的算法，幫助學生透過現象看本質。教學過程中，學生通過討論提出問題，而這些問題恰恰是制作轉盤所須解決的。問題由易到難，兼顧了不同學習水平的學生，同時為學生提供了半成品作為學習支架，降低了項目實施的難度，縮短了項目實施所需的時間，使微項目學習更具可操作性。本次微項目最大的亮點在于，將實物與計算機模擬相結合，減少了信息科技課對智能硬件的依賴，降低了教學成本，更貼合農村學校的教學實際，從具象到抽象，推動了學生思維深度發展。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2] 廖小萍.小學教師信息技術微項目教學實踐路徑[J].亞太教育，2023（21）：37-39.