学生数字化学习与创新素养培养实践

【摘 要】培养数字化学习与创新素养是架设学生与信息社会之间的桥梁的重要举措之一。发挥数字化学习与创新素养在学科核心素养体系中的集成作用，促进学科核心素养的整体提升，从而助力学生的终身发展和可持续发展。教师应结合项目学习的特点，从数字化环境、数字化学习和创新形式等方面重构课堂，有效培养学生数字化学习与创新素养。

【关键词】项目学习；数字化学习与创新；核心素养

【中图分类号】G434  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2023）26-0073-03

【作者简介】仝春燕，南京市鼓楼区教师发展中心（南京，210007）高中信息技术教研员，高级教师。

数字化学习与创新素养是指学生能通过合理选择数字化资源与工具，有效管理学习过程和资源，创造性地解决问题，形成创新作品的能力，是学生的信息素养作用于社会实践的直接能力。在项目学习中，教师引导学生在发现问题的过程中增强信息意识，在具体的解决方法中培养计算思维，在解决问题过程中明确信息社会责任，这些培养目标都需要通过提升学生的数字化学习与创新素养来落实。充分发挥项目学习的支架作用，教师在项目学习中适时引领，寻找数字化学习与创新素养的落脚点和生长点，可以有效提升学生的数字化学习与创新能力，进而全面提高其学科核心素养。

笔者以高中信息技术必修课程“数据与计算”和“信息系统与社会”中部分章节的学习为例，面向6所学校共360名高一学生开展网络问卷调查，调查结果显示，学生基本具备数字化学习意识，但数字化学习能力较弱，缺乏创新意识，基本达到数字化学习与创新素养的一级水平；教师开展项目学习的经验差异较大，同时对培养学生数字化学习与素养重视程度不高。

一、找准契合点，促进数字化环境建设

1.数字化学习情境

在项目布置（规划）环节，教师通过创设真实的、生活化的问题情境，激发学生的问题意识，引导学生以解决问题为目标，在数字化情境中判断环境、分析具体需求，最终有效解决问题，从而培养学生自主探究的能力。

2.数字化学习工具和资源

在项目设计、实施等环节，教师引导学生充分体验各类数字化工具的优势，通过使用数字化工具进行合作学习和创新创造。如利用思维导图表达小组成员的思想并梳理成观点结构图，最终形成项目研讨报告；通过应用软件实现生活实例中所需数据的采集和分析，形成可视化表达图表，体验数据对日常生活的影响；通过使用开源硬件模拟人工智能及物联网的应用，解决个性化需求，实现创新创造。教师需提供数字化教材、课程及辅助资源等作为学生数字化学习的有力支撑。教师还可以引导学生通过搜索和处理相关信息，积累个性化学习资源，激发学生通过自主合作和创新的方式，学会有效管理学习过程与学习资源。

例如，在“探究网上购书系统”项目学习中，教师从学生网络购书的亲身体验或需求出发，设置数字化学习情境，组织学生为学校即将举办的读书节活动挑选最新的精品图书。让学生从用户到开发者深度了解网络购书系统的功能设计，从而了解信息系统的组成和具体功能的实现；指导学生使用思维导图等工具绘制信息系统的组成结构图，并通过优化购书系统丰富设计功能。另外，教师还可以分享教科版（或其他版本）的数字化学习资源包，利用氦星人信息技术教育平台提供网络课程资源等。

教师通过搭建数字化学习环境，不断提升学生的数字化学习和创新能力，让学生逐步能独立或者合作开发支持学科学习的个性化学习资源，从而实现知识创新。另外，有条件的学校可以建设符合新课程标准的专用信息技术实验室；区域内可以共建共享数字化课程，充分发挥数字化时代信息互通共享的优势，提高区域内全体高中生的学科核心素养。

二、把握落脚点，探索数字化学习方法

1.开展基于探索的自主发现学习

通过教师的引领，学生不断养成能够充分利用资源（数字化平台、工具与资源等）开展基于问题探究的探索性学习的习惯，如学会使用网络工具快速搜索、获取和甄别学习资源。同时，教师引导学生在数字化资源所创设的虚拟实验环境中，通过观察现象、读取数据、科学分析等步骤培养科学的研究态度和能力，掌握科学探索的方法与途径，实现自主发现的数字化学习，满足个性化的学习需求。

2.建立基于协商合作的学习共同体

教师根据学习任务的难易程度和个体学习需求的特点，指导学生学会在网络学习空间中开展协作学习和协同创作。学生在数字化学习环境中学习、讨论，最终构建自己的数字化身份，形成学习共同体。

例如，在“探究基于物联网技术的图书馆”项目中，第一阶段，教师围绕任务“探讨包含传感器的信息系统”引导学生开展自主探究学习。通过使用网络工具搜索数字化资源，了解生活中使用的温度、声音和光敏等传感器，感受传感器的功能及作用；通過探究图书自助借还机的工作原理、借阅数据的统计等，进而了解RFID标签的功能，感受包含传感器的信息系统给生活带来的便利。第二阶段，教师提出任务“探索基于物联网的信息系统”，学生通过观看视频，深入讨论物联网技术，探索物联网的案例应用，讨论如何完善学校图书馆管理信息系统的功能，打造智能图书馆需要添加哪些传感器以及丰富哪些功能，最终完成智能图书馆的设计。学生还可以根据自己的兴趣爱好，通过网络与领域技术专家进行探讨和学习，围绕建设物联网数字校园、农业物联网等问题做进一步研究。

教师引导学生通过使用数字化学习工具（资源）积极开展探究与协作学习，学生通过建立学习共同体进一步理解工作原理，拓展思维。另外，教师还可以鼓励能力强的学生独立或合作开发支持学科学习的个性化学习资源，实现知识创新。

三、挖掘生长点，激发数字化创新思维

1.基于实践创造的创新

学生在技术丰富的数字化学习环境中开展各类数字化学习活动，掌握数字化工具的选择和使用，能够创造性地解决问题并形成个性化的数字作品。

例如，在“数据的可视化之图表”项目中，学生分别从图书借阅数据的逻辑关系、数据的空间关系等不同角度对数据进行剖析，通过制作柱形图、散点图等找到数据间的关系。针对实时交通、出游高峰等复杂问题，通过学会使用数字化工具分析或制作热力图、雷达图等，完成归纳解释数据间的规律、数据在空间上的变化等任务。部分学生还可以通过在线自主探究学习，利用在线数据可视化分析平台完成文本词频统计，形成研究报告，探究其内在规律。

教师通过创设丰富的数字化学习环境，帮助学生在数字化学习活动中熟练掌握数字化工具的使用方法，学生在创造性解决问题并形成个性化的数字作品过程中，不断培养和提升自身的创新能力。

2.基于学科融合的创新

教师引导学生参与多学科融合的主题活动，学生通过数字化学习，解决跨学科问题，在建构知识的过程中实现知识创新。

例如，在“利用数字化工具体验蒙特卡洛方法求π过程”项目中，学生分组体会不同的数字化工具，如利用WPS电子表格中的绘图、网络画板完成投针实验，利用PYTHON程序完成撒豆实验等，最终求出π的值。教师引导学生根据不同的需求，选择适合的数字化工具；通过科学的方法分析实验数据，比较结论的可靠性，以此延伸探究其他学科问题。

学生通过体验数字化工具解决问题的过程，掌握方法，实现知识的迁移，促进创新思维能力的提升。

四、突破难点，促进学科素养的提升

在项目学习过程中，通过开展表现性评价兼顾质性评价和量化评价，对学生的数字化学习与创新素养的行为表现及能力水平等进行有效评价。首先，教师以真实情境或模拟生活情境为背景设计表现性任务，每个任务都具有一定的指导性和开放性；其次，教师充分尊重学生的主体地位，师生共同制作评价量表，对学生在项目学习全过程的表现进行真实评价；最后，教师利用信息化平台完成数字化的课堂观察记录表、项目任务完成情况表等的填写、分享和统计。

在项目学习中应将过程性评价和总结性评价相结合。过程性评价是指项目学习中学生的动手实践能力、协作的意识与能力及情感投入是否积极等；总结性评价是指学生的项目完成情况是否達到相关学业标准。两种评价结合最终实现动态记录学生的数字化学习与创新素养变化，科学评价每个学生的数字化学习与创新素养水平。创新素养水平的评价要以学科核心素养的分级体系为依据，凸显创新能力评价标准。