指向非認(rèn)知能力培養(yǎng)的初中信息科技創(chuàng)客課程開發(fā)與實(shí)施

中圖分類號：G434文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A論文編號：1674—2117（2025）17-0044-04

引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息科技課程在初中教育中的地位日益凸顯。傳統(tǒng)的信息科技教學(xué)模式側(cè)重知識傳授與技能訓(xùn)練，忽視學(xué)生非認(rèn)知能力的培養(yǎng)。非認(rèn)知能力作為學(xué)生綜合素質(zhì)的關(guān)鍵部分，對學(xué)生學(xué)習(xí)、職業(yè)發(fā)展與社會適應(yīng)影響深遠(yuǎn)。

而創(chuàng)客教育以學(xué)生為中心，注重實(shí)踐創(chuàng)新，為培養(yǎng)非認(rèn)知能力提供了良好平臺?；诖?，筆者圍繞初中信息科技創(chuàng)客課程的開發(fā)與實(shí)施展開研究提出了課程設(shè)計與實(shí)施方法，以期提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，同時為信息科技課程改革提供新思路。

非認(rèn)知能力的內(nèi)涵與重要性

1.非認(rèn)知能力的內(nèi)涵

非認(rèn)知能力是指除智力與能力之外，與智力活動效益發(fā)生交互作用的所有心理因素。非認(rèn)知能力涵蓋創(chuàng)造力、批判性思維、協(xié)作能力、問題解決能力、溝通能力、自我管理能力等。

2.非認(rèn)知能力的重要性

非認(rèn)知能力對學(xué)生學(xué)習(xí)效果影響顯著。具有創(chuàng)造力和批判性思維的學(xué)生能更高效學(xué)習(xí)新知識，提出獨(dú)特見解；協(xié)作能力使學(xué)生在團(tuán)隊學(xué)習(xí)中相互促進(jìn)，拓寬思路；問題解決能力幫助學(xué)生應(yīng)對學(xué)習(xí)與生活中的難題，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量；良好的溝通能力有利于信息交流，增強(qiáng)學(xué)習(xí)互動；自我管理能力讓學(xué)生合理安排學(xué)習(xí)時間，保持積極的學(xué)習(xí)態(tài)度。

創(chuàng)客教育中的非認(rèn)知能力培養(yǎng)

1.動手實(shí)踐與創(chuàng)造力、問題解決能力培養(yǎng)

創(chuàng)客教育強(qiáng)調(diào)動手實(shí)踐，學(xué)生在實(shí)際操作中，需運(yùn)用所學(xué)知識技能解決遇到的問題，從而激發(fā)創(chuàng)造力，培養(yǎng)問題解決能力。

2.團(tuán)隊合作與協(xié)作能力、溝通能力培養(yǎng)

創(chuàng)客教育注重團(tuán)隊合作，學(xué)生在團(tuán)隊中分工協(xié)作，共同完成任務(wù)。

在此過程中，學(xué)生需要與團(tuán)隊成員進(jìn)行溝通交流，明確各自職責(zé)，協(xié)調(diào)工作進(jìn)度，從而培養(yǎng)協(xié)作能力和溝通能力。

3.問題導(dǎo)向與批判性思維能力培養(yǎng)

創(chuàng)客教育以問題為導(dǎo)向，學(xué)生在面對實(shí)際問題時，要分析問題本質(zhì)，評估不同解決方案的可行性，從而培養(yǎng)批判性思維和問題解決能力。

4.創(chuàng)新思維與創(chuàng)造力培養(yǎng)

創(chuàng)客教育鼓勵學(xué)生提出創(chuàng)新性的解決方案，學(xué)生需突破常規(guī)思維，對現(xiàn)有方案進(jìn)行批判性思考，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力。

初中信息科技創(chuàng)客課程的設(shè)計與實(shí)施

1.課程目標(biāo)與核心框架

本課程將培養(yǎng)學(xué)生的非認(rèn)知能力置于核心地位，著重關(guān)注創(chuàng)造力、團(tuán)隊協(xié)作能力、問題解決能力以及批判性思維的發(fā)展。課程框架依據(jù)《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)要求，有機(jī)融合開源硬件（如Arduino）、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（如SloT平臺）與人工智能工具（如DeepSeek），精心設(shè)計綜合性實(shí)踐項目。通過“硬件設(shè)計—編程實(shí)現(xiàn)一數(shù)據(jù)分析—成果展示”這四大模塊的構(gòu)建，致力于在真實(shí)情境下開展項目式學(xué)習(xí)，全面促進(jìn)學(xué)生技術(shù)能力與非認(rèn)知能力的協(xié)同進(jìn)步。

2.課程內(nèi)容設(shè)計

（1）項目主題選擇

課程內(nèi)容選取“數(shù)字氣象站”與“植物生長遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)”作為項目案例。3這些項目廣泛涵蓋環(huán)境數(shù)據(jù)采集、物聯(lián)網(wǎng)通信、數(shù)據(jù)可視化以及智能預(yù)測等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。4以數(shù)字氣象站項目為例，學(xué)生需要綜合整合溫度、濕度、氣壓等多傳感器數(shù)據(jù)，借助SloT平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的云端傳輸與深度分析，并且結(jié)合DeepSeek進(jìn)行氣象預(yù)測。此類項目融合了信息科技、物理、地理等多學(xué)科知識，為學(xué)生搭建起豐富的跨學(xué)科實(shí)踐場景，有力地促進(jìn)了學(xué)生非認(rèn)知能力的培養(yǎng)。在整合多傳感器數(shù)據(jù)的過程中，學(xué)生需要發(fā)揮創(chuàng)造力，思考如何將不同類型的傳感器進(jìn)行有效組合，以獲取全面且準(zhǔn)確的氣象數(shù)據(jù)。這不僅要求學(xué)生對各個傳感器的工作原理有深入的理解，還需要他們突破常規(guī)思維，嘗試新穎的組合方式，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力。

（2）任務(wù)分層設(shè)計

① 基礎(chǔ)任務(wù)：完成傳感器連接與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集，如通過Arduino板讀取溫濕度數(shù)據(jù)。此任務(wù)對學(xué)生的動手實(shí)踐能力提出了要求。學(xué)生需要仔細(xì)研究傳感器的接口和使用方法，將其與Arduino板正確連接，并成功讀取數(shù)據(jù)。在這個過程中，學(xué)生需要耐心調(diào)試，遇到問題時積極思考解決辦法，從而培養(yǎng)了他們的耐心和問題解決能力。

② 進(jìn)階任務(wù)：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云端傳輸與可視化，如利用Mind+編程將數(shù)據(jù)上傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺并生成折線圖。此任務(wù)對學(xué)生的邏輯思維和技術(shù)應(yīng)用能力有更高要求。學(xué)生要理解數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑砗土鞒陶莆誐ind+編程軟件的使用技巧，將本地采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤地傳輸?shù)皆贫?，并通過合適的方式進(jìn)行可視化展示。這需要學(xué)生對整個流程有清晰的規(guī)劃和理解，鍛煉了他們的邏輯思維和解決復(fù)雜問題的能力。[5]

③ 拓展任務(wù)：結(jié)合人工智能工具優(yōu)化功能，如調(diào)用DeepSeek預(yù)測未來氣象趨勢。此任務(wù)具有很強(qiáng)的開放性和挑戰(zhàn)性。學(xué)生需要思考如何更好地利用DeepSeek的功能，對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析和挖掘，從而做出更準(zhǔn)確的氣象預(yù)測。他們要對DeepSeek的輸出結(jié)果進(jìn)行批判性思考，判斷其合理性，并結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，還提升了他們的批判性思維能力，使他們能夠?qū)?fù)雜的信息進(jìn)行分析和判斷。

3.教學(xué)方法與實(shí)施路徑

（1）項目式學(xué)習(xí)

采用以小組為單位的項目式學(xué)習(xí)方式。以“植物生長監(jiān)測系統(tǒng)項目”為例，學(xué)生需要分工協(xié)作，共同完成硬件搭建、程序編寫、數(shù)據(jù)收集與分析等一系列任務(wù)，并且要合力解決傳感器校準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)連接故障等實(shí)際問題。在這個過程中，教師通過引導(dǎo)式提問，如“如何提高數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性？”激發(fā)學(xué)生主動思考。當(dāng)遇到傳感器校準(zhǔn)問題時，小組成員共同探討原因，發(fā)揮各自的專業(yè)優(yōu)勢，共同制訂解決方案。這不僅提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，還讓他們學(xué)會了如何在團(tuán)隊中有效地溝通和協(xié)作。

（2）分層教學(xué)與個性化指導(dǎo)

針對學(xué)生技術(shù)基礎(chǔ)的顯著差異，課程實(shí)施“差異化資源包”策略：為技術(shù)較為薄弱的學(xué)生提供圖形化編程工具（如Mind+、mPython）以及詳細(xì)的操作指南，幫助他們逐步建立起學(xué)習(xí)信心，掌握編程的基本技能；為能力較強(qiáng)的學(xué)生開放代碼編輯權(quán)限，鼓勵他們大膽優(yōu)化算法或者設(shè)計獨(dú)具特色的交互界面，滿足他們的個性化發(fā)展需求。同時，教師運(yùn)用“腳手架式”指導(dǎo)方法，隨著學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度的推進(jìn)，逐步減少提示，有力地促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。

（3）人工智能賦能創(chuàng)新實(shí)踐

積極引入DeepSeek等先進(jìn)工具來簡化復(fù)雜的技術(shù)流程。例如，在氣象預(yù)測環(huán)節(jié)，學(xué)生無需深入掌握Python編程，只需將歷史數(shù)據(jù)直接輸入對話界面，借助預(yù)訓(xùn)練模型即可快速生成預(yù)測結(jié)果。這一舉措降低了技術(shù)門檻，使學(xué)生能夠?qū)⒏嗑劢褂跀?shù)據(jù)解讀與創(chuàng)新應(yīng)用，切實(shí)培養(yǎng)了學(xué)生利用數(shù)字工具解決實(shí)際問題的能力。學(xué)生在得到DeepSeek的預(yù)測結(jié)果后，需要對其進(jìn)行深入分析和解讀。他們要思考預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，結(jié)合實(shí)際氣象情況進(jìn)行對比和驗證。同時，學(xué)生還可以根據(jù)自己的理解和需求，對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的拓展和應(yīng)用，如提出更合理的氣象應(yīng)對措施。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生對數(shù)據(jù)的分析和判斷能力，還激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維，讓他們學(xué)會如何利用先進(jìn)的數(shù)字工具為實(shí)際問題提供創(chuàng)新性的解決方案。

4.評價機(jī)制設(shè)計

（1）過程性評價

高度關(guān)注學(xué)生在項目實(shí)施過程中的非認(rèn)知能力表現(xiàn)，如團(tuán)隊分工的合理性、問題解決策略的有效性、溝通效率的高低等。通過詳細(xì)的觀察記錄表以及小組互評的方式全面實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的過程性評價。在小組互評過程中，學(xué)生需要對每個成員在團(tuán)隊協(xié)作中的表現(xiàn)進(jìn)行客觀評價，包括是否積極參與討論、是否能夠按時完成自己負(fù)責(zé)的任務(wù)、是否能夠與其他成員有效溝通等。教師通過觀察記錄表，記錄學(xué)生在各個項目環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)，如在面對問題時思考的方式、解決問題的能力以及與團(tuán)隊成員的協(xié)作情況等。通過對這些記錄的分析，教師可以全面了解學(xué)生在項自實(shí)施過程中的成長和進(jìn)步，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題，并給予針對性的指導(dǎo)和建議。

（2）成果性評價

成果性評價重點(diǎn)聚焦于學(xué)生的技術(shù)成果與創(chuàng)新性，涵蓋系統(tǒng)功能的完整性、數(shù)據(jù)可視化的效果、預(yù)測模型的準(zhǔn)確度等多個方面。結(jié)合教師評分與項目答辯的方式進(jìn)行綜合評估。在項目答辯環(huán)節(jié)，學(xué)生需要向教師和同學(xué)展示自己小組的項目成果，包括項目的設(shè)計思路、實(shí)現(xiàn)過程、遇到的問題及解決方案等。在展示過程中，學(xué)生需要清晰地闡述自己的創(chuàng)新點(diǎn)和獨(dú)特之處，并回答教師和同學(xué)的提問。教師根據(jù)學(xué)生的項目成果，從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確性、創(chuàng)新性以及應(yīng)用價值等方面進(jìn)行評分。通過綜合考慮教師評分和項目答辯情況，對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行全面、客觀的評價。

指向非認(rèn)知能力培養(yǎng)的初中信息科技創(chuàng)客課程實(shí)施反思

1.成功經(jīng)驗與成效

① 通過項目式學(xué)習(xí)和創(chuàng)客教育模式，學(xué)生的創(chuàng)造力、批判性思維、團(tuán)隊協(xié)作能力、問題解決能力和溝通能力得到了顯著提升。 ② 課程設(shè)計中融人了信息科技、物理、地理等多學(xué)科知識，為學(xué)生搭建了跨學(xué)科的學(xué)習(xí)場景。這種融合不僅幫助學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)踐，還激發(fā)了他們對學(xué)科交叉的興趣，培養(yǎng)了綜合解決問題的能力。 ③ 引入DeepSeek等人工智能工具簡化了技術(shù)流程，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)門檻，使他們能夠?qū)⒏嗑ν度氲綌?shù)據(jù)解讀和創(chuàng)新應(yīng)用中。

2.存在的問題與挑戰(zhàn)

① 學(xué)生在技術(shù)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維方面存在顯著差異。盡管課程采用了分層任務(wù)設(shè)計和差異化資源包策略，但在實(shí)際實(shí)施中，教師仍需投入更多精力進(jìn)行個性化指導(dǎo)，以滿足不同學(xué)生的需求。 ② 在課程實(shí)施過程中，部分教師對創(chuàng)客教育理念和工具的掌握還不夠熟練，尤其在引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新實(shí)踐和解決復(fù)雜問題時，缺乏有效的指導(dǎo)策略。 ③ 雖然課程采用了“過程性評價 + 成果性評價”的雙維體系，但在實(shí)際操作中，過程性評價的主觀性較強(qiáng)，難以量化學(xué)生在團(tuán)隊協(xié)作、批判性思維等方面的進(jìn)步。成果性評價則更關(guān)注技術(shù)成果的完整性與創(chuàng)新性，可能忽視了學(xué)生在非認(rèn)知能力方面的具體表現(xiàn)。

3.未來優(yōu)化方向

① 針對學(xué)生能力差異，進(jìn)一步細(xì)化任務(wù)梯度，為不同能力水平的學(xué)生提供更具針對性的資源包。② 學(xué)校定期組織創(chuàng)客教育相關(guān)的培訓(xùn)活動，提升教師在項目式學(xué)習(xí)、人工智能工具應(yīng)用以及非認(rèn)知能力培養(yǎng)方面的指導(dǎo)能力。 ③ 在過程性評價中，引入更多可量化的指標(biāo)，并通過記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡和成長過程，全面反映其非認(rèn)知能力的提升。在成果性評價中，增加對非認(rèn)知能力表現(xiàn)的權(quán)重。

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