基于项目学习的高中信息技术课堂教学研究

2022-07-06杨敏燕

现代信息科技 2022年6期

摘要：项目学习是浸润学科核心素养的重要方式。为了解项目学习的本质，探究项目学习的有效实施，采用文献研究法和行动研究法，以新课程标准为指导，以新教材为依托，结合教学实际，对教材内容进行整合，开展基于项目学习的课堂教学实践，概括项目学习的内涵，指出项目学习实施的困境，提供项目教学实践案例，提出项目学习实施过程中需要注意的关键问题及经过实践验证的经验。

关键词：项目学习;信息技术;课堂教学

中图分类号：TP39;G434 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）06-0187-04

Research on High School Information Technology Classroom Teaching Based on Project Learning

YANG Minyan

（Tongren No.1 Middle School of Guizhou， Tongren 554300， China）

Abstract： Project learning is an important way to infiltrate the core quality of the discipline. To understand the nature of the project learning， explore the effective implementation of project learning， this paper uses literature research and action research method， guided by the new curriculum standards， based on the new teaching materials， combines with the teaching practice and integrates the teaching content. It carries out the classroom teaching practice based on the project learning， summarizes project learning connotation， points out the plight of project learning implementation， provides project teaching practice cases， proposes key issues and practice verified experience in project learning implementation process.

Keywords： project learning; information technology; classroom teaching

0 引言

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》指出以全面提升学生信息素养作为高中阶段信息技术课程的核心目标，项目学习成为新课标所倡导的教学模式，明确建议将项目整合到课堂教学中[1]。早在20世纪末项目学习已被我国学者注意，开始使用到教育教学中[2]，新课程、新教材的全面启动，吸引更多的一线教师的研究，经过理论学习与反复实践，设计了以下项目学习教学流程。

1 项目学习的内涵

项目学习是在教师引导下由学生自己发现问题，基于问题解决为目标开展方案设计、新知学习、实践探究，具有创新特质的学习活动。在项目实施过程中学生的沟通、交流、协作、思维、创新等能力均得到锻炼，综合能力与信息素养得到提升。

项目学习以真实情境为依托，在日常的教学中，为了快速完成教学目标，通常是为讲知识而讲知识，学生学习后，不知该如何运用到实践中，往往会导致产生知识无用论的偏见。项目学习具有综合性和开放性，长期的考试机制让很多学生已经习惯了标准答案，但现实的问题总是复杂的，没有唯一的标准答案，通过项目学习学生更能发散思维、开拓创新。项目学习师生角色转变，在课堂中教师不再是课堂的主体，而是引领者、咨询者，学生需要根据项目需要，自主设计与实施，并利用各种途径进行知识与技能的学习，教师则根据学生的具体情况进行引导或帮助。项目学习评价方式多样，不再以单一的考试作为学生学习的认定，而是对学生的方案设计、作品汇报、小组合作等多方面进行综合评价，能够帮助学生提升沟通、交流、合作、创新等能力，有助于养成终生学习的习惯[3]。

2 项目学习实施存在的困境

2.1 学生基础知识薄弱

信息技術是一门快速发展的学科，且对设备等有一定要求，因此在各省市或地区的开展存在差异，特别是在偏远地区，由于师资、设备、无考试要求等原因，很多同学对应该掌握的技能和知识不了解，给高中信息技术项目式教学带来了难度。

2.2 课时有限

项目学习需要学生自主学习、自主探究，并进行项目作品汇报，要留给学生充足的时间，而一个项目通常需要几个课时来完成，一周一节的课时很难满足学习的需要，且学习不具有连续性。

2.3 对教师的高要求

在传统的教学模式中，只要按照教材内容将相应的知识与技能交给学生，再进行刷题，就很容易地完成教学目标。而项目学习中，教师不仅要备知识与技能，还要为学生创设合适的信息情境，提供充足的项目所需资源，高度的课堂观察、精准的项目指导、严谨的项目评价、开阔的思维引领、对教师的各项能力提出了新的要求。

3 项目学习教学实例

针对实际教学面临的诸多问题，依据新课程标准，参考教材内容，并结合学生生活实际，对高中信息技术必修一“数据与计算”中算法和程序设计部分内容，基于项目学习进行同课异构的教学实践。该课主要让学生体验程序设计的一般过程，了解计算机解决问题的步骤和基本思想方法，依据解决问题的需要，设计和描述简单算法。基于项目学习课堂教学流程如图1所示。

3.1 同课异构案例——编程控灯利出行

项目情境：播放视频。（1）视频内容：小区外的人行横道交通信号灯绿灯时间太短，行人在奔跑的情况下依然无法在绿灯时间内通过。（2）提问：视频反映了什么问题？绿灯时间如何设置行人才能通过呢？绿灯时长和哪些因素有关？

项目布置：（1）要解决的问题：四位同学为一个小组，联系生活实际，发现生活中存在的通行问题，为其设计人行横道信号灯，力求保障行人的正常通行，给出绿灯时长的最优设置方案，并编程模拟信号灯。小组成员互助协作，共同完成。（2）展示项目作品评分细则如表1所示。

项目实施：（1）分析问题，通过小组讨论，确定人行横道信号灯的状态、设置规范，绿灯时长的最优设置，在计算机中如何模拟现实生活中的信号灯等问题。（2）设计算法，各小组根据斑马线所处的实际情况，设计人行横道信号灯，确定解决问题的方法和步骤，并使用流程图描述算法。（3）编写程序，师生一起分析所需具备的程序设计部分知识。学生再根据教师提供的学习资源，自主学习、探索程序代码的含义，教师巡视，并根据学生的学习情况，进行个别辅导和针对性讲解。各小组按照实际需解决的斑马线通行问题，根据设计的算法和学习的新知编写程序，实现模拟人行横道信号灯的效果，控制行人过斑马线。（4）调试运行，调试运行项目程序，结合实际需求完善代码。如图2所示。

项目汇报与评价：各小组上台汇报项目作品，如：存在通行问题的斑马线基本情况，信号灯的设计方案，并演示代码实现情况。教师与其他小组根据课前的评价量规进行打分，师生相互交流，对作品进行点评，提出意见或建议。由于这是一个开放性问题，有的小组设计的是居住小区门口的斑马线人行横道信号灯，有的小组设计的是火车站、步行街等人员密集地，有的小组设计的是特殊教育学校、医院等地，因此需要考虑的因素不一样，充分发挥了学生们的思维能力，评价时教师给予学生充分的肯定和鼓励。

项目总结与反思：指出项目实施过程中需要注意的问题，进一步加深对计算机程序解决问题一般过程的认识。提出现实生活中的交通信号灯除了人行横道信号灯还有车辆通行的，以及十字路口、交叉路口等较复杂地，信号灯又该考虑哪些因素，如何用计算机程序进行模拟，发散思维，进行知识的迁移。

3.2 同课异构案例二答题卡填涂识别

项目情境：播放视频。（1）视频内容：扫描仪快速扫描答题卡并自动识别选择题填涂选项。（2）放大视频中的画面，画面内容：有的同学的答题卡选项无法识别。（3）提问：为什么无法识别？计算机是如何判断答题卡中哪些选项被填涂了呢？

项目准备：分析答题卡选项无法识别的原因：没涂黑或涂满（满和黑是相对的），如何判断是否涂黑和涂满？再将项目问题进行分解。（1）判断一个像素的填涂。（2）一个选项填涂识别。（3）区域填涂识别。展示各阶段的项目评价标准同表1，如图3所示。

项目实施：（1）判断一个像素的填涂（分析涂黑问题）。分析问题，为了提高填涂内容识别的准确率，扫描后的图像统一转换为黑白图像，现以灰度图像为例，分析：灰度值为多少认定像素是黑色？写出判断黑白像素的计算模型。设计算法，分析解决问题的方法和步骤，并使用流程图描述算法。编写程序，完善代码，实现根据像素灰度值自动判定黑白像素，同组学生合作互助，教师根据完成情况，进行适当讲解。调试运行，检测不同灰度值像素的识别情况，重新思考灰度值的合适范围。（2）判断一个选项填涂识别（分析涂满问题）。分析问题，选项是否被填涂和选项中黑色像素数量有关，分析：黑色像素达到总像素的多少认定为被填涂？如何统计黑色像素的数量？写出判断选项被填涂的计算模型。设计算法，分析解决问题的方法和步骤，使用流程图描述算法。编写程序，完善代码，根据已填涂像素的数量自动判定一个选项是否填涂，同组学生相互协作，教师根据完成情况，进行适当讲解。调试运行，检测不同填涂情况的选项识别情况，重新思考已填涂像素比例的合适范围。（3）区域填涂识别（扩展提升）。分析问题，每个选项在图像上都有固定的坐标值，根据坐标可以确定位置，分析：如何确定各选项的坐标？如何确定所填涂的选项？设计算法，分析解决问题的方法和步骤。编写程序，感受计算机编程的强大魅力。调试运行，运行查看输出结果，观察识别情况。如图4所示。

项目汇报与评价：学生对设计的涂黑涂满问题进行的思考，演示程序是否实现，教师根据学生项目问题解决过程中的表现进行总结，师生交流讨论，再次回归课前问题，课前图片中的那位同学的答题卡选项没有识别的原因，前后呼应。

项目总结：（1）项目主线，答题卡填涂识别—黑白像素判断—选项填涂识别—区域填涂识别。（2）知识与技能主线，计算机编程解決问题的一般过程：分析问题（对问题进行抽象，界定和描述问题）;设计算法（解决问题的方法和步骤）;编写程序（利用计算机语言描述算法）调试运行（代码实现自动化）。

3.3 教学反思

该课通过两种不同的情境开始课堂教学，需要解决不同的问题，但都是通过项目式学习，引导学生发现实际生活中的问题，基于问题的解决展开方案设计、新知学习、实践探究，学生的学习兴趣非常高，且问题的解决有助于同学们观察、发现生活，将所学知识运用到实际生活中。

教学目标为让学生掌握程序设计的一般过程，但教师不直接告诉学生，而是带领学生通过解决实际问题，经历问题解决的过程，通过引导，让学生自己进行总结，习得本课的教学重点，学生有实际体验，记忆更加深刻。在学生解决问题的过程中，教师不直接帮助学生解决，而是为学生提供问题解决所需的学习资源，根据学生学习情况进行个别辅导和有针对性地讲解，充分凸显“学主教从、以学定教、先学后教”的专业路径。

在课堂中很多小组的同学考虑到了不同的影响因素，如在为斑马线设计人行横道项目中，考虑了不同人群、不同时间段、不同位置的斑马线信号灯时间设置的差异;在答题卡填涂识别问题中想到了多涂、没擦干净等问题，这时教师给予学生充分的肯定，能够激发学生学习、探索的兴趣。

4 项目学习实施建议

4.1 基于真实情境

贴近学生生活实际的问题情境，学生更具有主动探索，积极解决问题的愿望，在解决问题的过程中习得相关知识与技能。在以前直接讲授知识点时，学生觉得学习内容在生活没有什么用，没有学习的兴趣。但在创设项目情境时也要注意与学生生活实际相结合，如用程序设计语言绘制二次函数，教师在讲解中如果没有让学生理解计算机的运算速度，大多数学生认为没有必要用计算机绘制函数。

4.2 先学后教以学定教

在项目实施过程中，实行先学后教，以学定教的方式，当学生遇到困难，经过自主学习、讨论后无法解决时，教师再对学生进行个别辅导或有针对性的讲解，经过深度思考后的学习，记忆更加深刻[4]。

4.3 小组合作

一个人的能力是有限的，思维的聚集才能碰撞处火花，一个项目的成功往往需要一个团队的共同努力。在大的项目中可以多人合作，小项目中可以两个人合作，对于项目作品汇报时间有限的问题，也可以让组内、组间进行投票，筛选出具有代表性的作品，为学生提供了展现自我的机会，加强了主动学习的愿望。

4.4 学科整合

项目的设计要贴近学生生活，形成知识体系，最好与其他学科进行知识整合，同时教师要转变观念，主动学习，不断更新知识储备，提升自我，这样在指导学生时才具有深度和广度，才能拓宽学生的视野。

4.5 正向的项目评价

评价是对学生学习成果的认定，评价的目的是帮助学生成长，促进学生发展，应根据项目实施过程中的各项表现与作品汇报展示情况，进行综合评价，即过程性评价与总结性评价，教师评价、学生互评、学生自评等多种方式相结合[5]，对学生的每份努力都予以肯定。

4.6 数字化学习工具的使用

为了让学生养成项目学习的教学范式，系统性的知识学习，成体系的教学管理，教师可借助数字化教学平台辅助教学。如课堂随机点名器，让每一位同学都有均等的机会回答问题，也是告诉每一位同学做好交流的准备;还有问卷星、网络教学空间等，如UMU互动学习平台，可建立班级，向班级推送学习资源，交流讨论等。

5 结论

项目学习讓真实学习自然发生，还原了学习的本质，更能培养学生的思维能力，项目学习的全面落实也需一线教师不断实践与探索，如项目实施过程的掌控，学生评价的公平性等问题的研究，以便更好地帮助学生形成正确的价值观念、必备品格和关键能力。