信息技術(shù)課堂創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)案例合集引言隨著《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》與《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的實(shí)施，信息技術(shù)課堂的核心目標(biāo)已從"技能訓(xùn)練"轉(zhuǎn)向"核心素養(yǎng)培養(yǎng)"，強(qiáng)調(diào)計(jì)算思維、信息意識(shí)、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任的融合發(fā)展。一線教師需要通過(guò)情境化、項(xiàng)目化、跨學(xué)科的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，讓技術(shù)學(xué)習(xí)與真實(shí)問(wèn)題解決結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。本文選取小學(xué)、初中、高中三個(gè)學(xué)段的典型案例，涵蓋計(jì)算思維啟蒙、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、人工智能入門三大主題，聚焦"教-學(xué)-評(píng)"一致性，為信息技術(shù)課堂創(chuàng)新提供可復(fù)制的實(shí)踐模板。案例一：小學(xué)三年級(jí)《Scratch互動(dòng)故事創(chuàng)作》——計(jì)算思維的情境化啟蒙一、設(shè)計(jì)背景小學(xué)低年級(jí)學(xué)生以"具體形象思維"為主，對(duì)"故事"與"互動(dòng)"具有天然興趣，但抽象的"編程邏輯"易讓其產(chǎn)生畏難情緒。本案例以"故事創(chuàng)作"為載體，將"序列、循環(huán)、條件判斷"等編程概念融入"角色對(duì)話、情節(jié)推進(jìn)"的具體任務(wù)，實(shí)現(xiàn)"玩中學(xué)、做中學(xué)"。二、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：掌握Scratch的"移動(dòng)""說(shuō)話""等待"指令，學(xué)會(huì)設(shè)置角色屬性（造型、大小）。過(guò)程與方法：通過(guò)"故事腳本設(shè)計(jì)-角色動(dòng)作編程-互動(dòng)效果調(diào)試"的流程，體驗(yàn)"問(wèn)題分析-方案設(shè)計(jì)-迭代優(yōu)化"的計(jì)算思維過(guò)程。情感態(tài)度價(jià)值觀：感受編程對(duì)"故事表達(dá)"的增值作用，培養(yǎng)"用技術(shù)解決問(wèn)題"的信心。三、創(chuàng)新點(diǎn)1.跨學(xué)科融合：結(jié)合語(yǔ)文《口語(yǔ)交際·講童話故事》，將編程作為"故事表達(dá)的工具"，實(shí)現(xiàn)"語(yǔ)信融合"。2.分層任務(wù)設(shè)計(jì)：設(shè)置"基礎(chǔ)版（固定情節(jié)）""進(jìn)階版（分支情節(jié)）""挑戰(zhàn)版（觀眾互動(dòng)）"三個(gè)層級(jí)，滿足不同能力學(xué)生的需求。3.情境驅(qū)動(dòng)：以"幫助小豬佩奇設(shè)計(jì)生日派對(duì)故事"為真實(shí)情境，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作欲望。四、實(shí)施過(guò)程1.情境導(dǎo)入（10分鐘）教師展示提前制作的Scratch互動(dòng)故事《佩奇的生日驚喜》：點(diǎn)擊"開始"按鈕，佩奇走到蛋糕前說(shuō)"歡迎來(lái)到我的生日派對(duì)！"；點(diǎn)擊"禮物盒"，喬治跳出來(lái)說(shuō)"祝你生日快樂(lè)！"。提問(wèn)："這個(gè)故事和我們平時(shí)讀的故事有什么不同？"（互動(dòng)性、動(dòng)態(tài)性），引出主題"用Scratch做自己的互動(dòng)故事"。2.探究學(xué)習(xí)（15分鐘）教師演示"佩奇走到蛋糕前"的編程步驟：（1）選擇"佩奇"角色，添加"當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊"指令；（2）添加"移動(dòng)10步"指令，重復(fù)4次（實(shí)現(xiàn)"走到蛋糕前"）；（3）添加"說(shuō)'歡迎來(lái)到我的生日派對(duì)！'2秒"指令。學(xué)生模仿操作，完成"基礎(chǔ)任務(wù)"：讓自己的角色走到目標(biāo)位置并說(shuō)話。3.創(chuàng)作實(shí)踐（20分鐘）分組任務(wù)（4人一組）：以"我的周末"為主題，設(shè)計(jì)互動(dòng)故事。要求：基礎(chǔ)版：包含2個(gè)角色、1段固定情節(jié)（如"起床-吃早餐-去公園"）；進(jìn)階版：增加"條件判斷"（如"點(diǎn)擊公園大門，出現(xiàn)"玩滑梯"或"喂鴿子"的分支情節(jié)）；挑戰(zhàn)版：增加"變量"（如"收集3個(gè)氣球，觸發(fā)"生日歌"效果）。教師巡回指導(dǎo)，重點(diǎn)幫助困難學(xué)生解決"指令順序錯(cuò)誤"（如"先說(shuō)話再移動(dòng)"導(dǎo)致邏輯不通）問(wèn)題。4.展示評(píng)價(jià)（10分鐘）每組展示作品，其他組從"互動(dòng)性""情節(jié)完整性""技術(shù)難度"三個(gè)維度評(píng)分。教師總結(jié)："編程不是'敲指令'，而是'用指令講故事'——就像我們寫作文需要'先開頭再中間'，編程也需要'先設(shè)計(jì)情節(jié)再寫指令'。"五、效果反思學(xué)生表現(xiàn)：90%的學(xué)生完成了"進(jìn)階版"任務(wù)，部分學(xué)生自主添加了"背景切換""聲音效果"，如用"生日快樂(lè)歌"作為禮物盒的觸發(fā)音效。問(wèn)題改進(jìn)：部分學(xué)生對(duì)"循環(huán)指令"的理解仍停留在"重復(fù)次數(shù)"，需增加"用循環(huán)實(shí)現(xiàn)'走路'動(dòng)畫"的專項(xiàng)練習(xí)（如"移動(dòng)10步-等待0.1秒-重復(fù)10次"）。素養(yǎng)達(dá)成：學(xué)生初步體會(huì)到"計(jì)算思維"是"解決問(wèn)題的思維方式"，而非"編程技能"——比如設(shè)計(jì)"分支情節(jié)"時(shí)，需要先想"觀眾會(huì)點(diǎn)擊什么"，再想"用什么指令實(shí)現(xiàn)"。案例二：初中八年級(jí)《校園智能燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)》——項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的真實(shí)情境應(yīng)用一、設(shè)計(jì)背景初中學(xué)生處于"形式運(yùn)算階段"，對(duì)"真實(shí)問(wèn)題"的探究欲望強(qiáng)烈，但傳統(tǒng)"講練結(jié)合"的課堂難以激發(fā)其深度參與。本案例以"校園燈光浪費(fèi)問(wèn)題"為驅(qū)動(dòng)，通過(guò)"物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)"，整合"傳感器技術(shù)、編程、數(shù)據(jù)分析"等知識(shí)，培養(yǎng)"用技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題"的能力。二、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：了解物聯(lián)網(wǎng)"感知-傳輸-處理-控制"的架構(gòu)，學(xué)會(huì)使用Arduino連接光敏傳感器、LED燈，編寫"光控開關(guān)"程序。過(guò)程與方法：通過(guò)"項(xiàng)目選題-方案設(shè)計(jì)-原型制作-測(cè)試優(yōu)化"的項(xiàng)目流程，體驗(yàn)"工程設(shè)計(jì)"的核心環(huán)節(jié)。情感態(tài)度價(jià)值觀：感受"物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)"對(duì)"節(jié)約能源"的實(shí)際價(jià)值，培養(yǎng)"信息社會(huì)責(zé)任"。三、創(chuàng)新點(diǎn)1.真實(shí)情境驅(qū)動(dòng)：以"校園走廊燈光常亮浪費(fèi)電"的真實(shí)問(wèn)題為切入點(diǎn)，讓學(xué)生感受到"學(xué)習(xí)內(nèi)容與生活的聯(lián)系"。2.STEM融合：整合物理（光敏傳感器的工作原理）、數(shù)學(xué)（光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)）、信息技術(shù)（Arduino編程），實(shí)現(xiàn)"跨學(xué)科解決問(wèn)題"。3.迭代式評(píng)價(jià)：采用"過(guò)程性評(píng)價(jià)+終結(jié)性評(píng)價(jià)"，在"方案設(shè)計(jì)"階段評(píng)價(jià)"可行性"，在"原型制作"階段評(píng)價(jià)"功能性"，在"測(cè)試優(yōu)化"階段評(píng)價(jià)"實(shí)用性"。四、實(shí)施過(guò)程1.項(xiàng)目啟動(dòng)（15分鐘）教師展示"校園走廊燈光現(xiàn)狀"調(diào)查數(shù)據(jù)："我校走廊燈光每天開啟12小時(shí)，其中有3小時(shí)光照強(qiáng)度足夠（如白天），但燈光仍亮著，每年浪費(fèi)約1000度電。"提問(wèn)："如何用技術(shù)解決這個(gè)問(wèn)題？"引出項(xiàng)目主題"設(shè)計(jì)校園智能燈光系統(tǒng)"。分組（5人一組）：每組確定"組長(zhǎng)（統(tǒng)籌）、技術(shù)官（編程）、設(shè)計(jì)師（畫電路圖）、數(shù)據(jù)員（記錄數(shù)據(jù)）、匯報(bào)員（展示）"角色。2.方案設(shè)計(jì)（20分鐘）每組討論："智能燈光系統(tǒng)需要哪些部件？""如何實(shí)現(xiàn)'光控'？""怎樣測(cè)試效果？"教師提供"參考方案"：用光敏傳感器檢測(cè)光照強(qiáng)度，當(dāng)強(qiáng)度低于閾值時(shí)，Arduino控制LED燈開啟；當(dāng)強(qiáng)度高于閾值時(shí)，LED燈關(guān)閉。每組提交"方案設(shè)計(jì)表"，包括"所需材料""電路連接圖""程序邏輯流程圖"。3.原型制作（30分鐘）教師演示"光敏傳感器連接Arduino"的步驟：將傳感器的VCC接5V，GND接GND，信號(hào)腳接A0引腳；LED燈的正極接D13引腳，負(fù)極接GND。學(xué)生分組制作，教師指導(dǎo)重點(diǎn)：電路連接：避免"正負(fù)極接反"（如LED燈的長(zhǎng)腳是正極）；程序編寫：用"analogRead(A0)"讀取光照強(qiáng)度（范圍____），設(shè)置閾值（如500），當(dāng)值低于500時(shí)，"digitalWrite(13,HIGH)"開啟LED燈。4.測(cè)試優(yōu)化（20分鐘）每組將原型帶到走廊測(cè)試，記錄"不同時(shí)間段的光照強(qiáng)度""LED燈開啟時(shí)間"。優(yōu)化環(huán)節(jié)：部分組發(fā)現(xiàn)"光敏傳感器對(duì)燈光敏感"（如LED燈開啟后，傳感器檢測(cè)到光照強(qiáng)度升高，導(dǎo)致燈關(guān)閉，形成"閃爍"），教師引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整"閾值"（如將閾值從500降低到400）或"增加延遲"（如"開啟燈后等待1分鐘再檢測(cè)"）。5.展示交流（15分鐘）每組匯報(bào)："我們的設(shè)計(jì)方案""測(cè)試數(shù)據(jù)""優(yōu)化過(guò)程""節(jié)能效果估算"（如"每天減少2小時(shí)開燈時(shí)間，每年節(jié)約約160度電"）。邀請(qǐng)學(xué)校后勤主任點(diǎn)評(píng)："這個(gè)項(xiàng)目很有實(shí)際意義，我們可以考慮將你們的設(shè)計(jì)應(yīng)用到真實(shí)的走廊燈光系統(tǒng)中。"五、效果反思問(wèn)題改進(jìn)：部分學(xué)生對(duì)"物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)"的理解仍停留在"硬件連接"，需增加"數(shù)據(jù)傳輸"的拓展（如用Wi-Fi模塊將光照數(shù)據(jù)上傳到手機(jī)APP）。素養(yǎng)達(dá)成：學(xué)生通過(guò)"真實(shí)項(xiàng)目"體會(huì)到"技術(shù)是解決問(wèn)題的工具"——比如設(shè)計(jì)"智能燈光系統(tǒng)"不是"為了用Arduino"，而是"為了節(jié)約能源"，技術(shù)的選擇要服務(wù)于"問(wèn)題解決"。案例三：高中一年級(jí)《基于TeachableMachine的校園植物識(shí)別APP制作》——人工智能的普及化入門一、設(shè)計(jì)背景高中學(xué)生對(duì)"人工智能"充滿好奇，但"深度學(xué)習(xí)""卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)"等概念易讓其產(chǎn)生"高不可攀"的印象。本案例以"校園植物識(shí)別"為真實(shí)需求，用"低代碼工具TeachableMachine"降低技術(shù)門檻，讓學(xué)生在"訓(xùn)練模型-制作APP-應(yīng)用測(cè)試"的過(guò)程中，理解人工智能的"工作原理"與"應(yīng)用價(jià)值"。二、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：了解圖像識(shí)別的"數(shù)據(jù)采集-模型訓(xùn)練-推理預(yù)測(cè)"流程，學(xué)會(huì)用TeachableMachine訓(xùn)練圖像分類模型，用AppInventor制作識(shí)別APP。過(guò)程與方法：通過(guò)"需求分析-數(shù)據(jù)收集-模型優(yōu)化-應(yīng)用測(cè)試"的項(xiàng)目流程，體驗(yàn)"人工智能解決問(wèn)題"的核心環(huán)節(jié)。情感態(tài)度價(jià)值觀：感受人工智能對(duì)"生活便利"的提升作用，培養(yǎng)"用人工智能解決實(shí)際問(wèn)題"的創(chuàng)新意識(shí)。三、創(chuàng)新點(diǎn)1.低代碼入門：用TeachableMachine替代復(fù)雜的TensorFlow代碼，讓學(xué)生聚焦"問(wèn)題解決"而非"語(yǔ)法學(xué)習(xí)"。2.跨學(xué)科融合：整合生物（校園植物的形態(tài)特征）、數(shù)學(xué)（圖像像素的矩陣表示）、信息技術(shù)（APP制作），實(shí)現(xiàn)"學(xué)科融合"。3.真實(shí)性評(píng)價(jià)：將"APP的識(shí)別準(zhǔn)確率""用戶使用體驗(yàn)"作為評(píng)價(jià)重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)"人工智能的實(shí)用性"。四、實(shí)施過(guò)程1.情境導(dǎo)入（10分鐘）教師展示"校園植物識(shí)別APP"demo：打開APP，對(duì)準(zhǔn)"櫻花樹"，屏幕顯示"櫻花：薔薇科櫻屬，花期3-4月"。提問(wèn)："這個(gè)APP是怎么'認(rèn)識(shí)'櫻花的？"引出主題"用人工智能做植物識(shí)別"。2.理論鋪墊（15分鐘）教師講解圖像識(shí)別的基本原理："就像我們認(rèn)識(shí)'櫻花'需要'看花瓣形狀、顏色、葉子'，人工智能也需要'學(xué)習(xí)'這些特征——通過(guò)'卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)'提取圖像中的'邊緣、紋理、形狀'等特征，再用'分類器'判斷是什么植物。"演示TeachableMachine的"工作流程"："上傳櫻花、桃花、玉蘭的照片（數(shù)據(jù)采集）→訓(xùn)練模型（讓電腦學(xué)習(xí)它們的特征）→用新照片測(cè)試（讓電腦判斷）。"3.實(shí)踐操作（30分鐘）分組任務(wù)（4人一組）：制作"校園植物識(shí)別模型"。步驟如下：（1）數(shù)據(jù)采集：每組選擇3種校園植物（如櫻花、桃花、桂花），用手機(jī)拍攝每種植物的100張照片（不同角度、不同光照）；（2）模型訓(xùn)練：登錄TeachableMachine，創(chuàng)建"圖像項(xiàng)目"，上傳照片并標(biāo)注類別（如"櫻花""桃花""桂花"）；（3）導(dǎo)出模型：訓(xùn)練完成后，導(dǎo)出"TensorFlowLite"模型（適用于手機(jī)APP）。4.APP制作（20分鐘）教師演示用"AppInventor"制作識(shí)別APP的步驟：（1）添加"相機(jī)"組件（用于拍攝植物照片）；（2）添加"TensorFlowLite"組件（加載訓(xùn)練好的模型）；（3）編寫邏輯：當(dāng)拍攝照片后，用模型預(yù)測(cè)類別，并顯示植物名稱與簡(jiǎn)介。5.應(yīng)用測(cè)試與展示（15分鐘）學(xué)生分組到校園測(cè)試APP，記錄"識(shí)別準(zhǔn)確率"（如"櫻花識(shí)別準(zhǔn)確率90%""桂花識(shí)別準(zhǔn)確率85%"）。展示交流：每組匯報(bào)"模型訓(xùn)練過(guò)程""APP功能""測(cè)試結(jié)果"，其他組從"識(shí)別準(zhǔn)確率""APP易用性""植物信息完整性"三個(gè)維度評(píng)分。教師總結(jié)："人工智能不是'黑盒子'，而是'用數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，用模型解決問(wèn)題'——就像我們學(xué)習(xí)'認(rèn)識(shí)植物'需要'看很多例子'，人工智能也需要'很多數(shù)據(jù)'才能'學(xué)會(huì)'。"五、效果反思學(xué)生表現(xiàn)：85%的學(xué)生完成了"識(shí)別APP"制作，部分學(xué)生自主添加了"植物分布地圖""養(yǎng)護(hù)建議"等功能，如用GPS定位顯示"校園內(nèi)櫻花樹的位置"。問(wèn)題改進(jìn)：部分學(xué)生對(duì)"模型優(yōu)化"的理解仍停留在"增加數(shù)據(jù)量"，需增加"調(diào)整模型參數(shù)"的拓展（如"改變卷積層數(shù)量""調(diào)整學(xué)習(xí)率"）。素養(yǎng)達(dá)成：學(xué)生通過(guò)"真實(shí)應(yīng)用"體會(huì)到"人工智能是'輔助人類的工具'"——比如"植物識(shí)別APP"不是"替代botanist（植物學(xué)家）"，而是"幫助同學(xué)們更快認(rèn)識(shí)校園植物"，人工智能的價(jià)值在于"提高效率"。結(jié)語(yǔ)：信息技術(shù)課堂創(chuàng)新的核心邏輯上述三個(gè)案例雖處于不同學(xué)段、覆蓋不同主題，但均遵循以下核心邏輯：1.以"真實(shí)問(wèn)題"為驅(qū)動(dòng)：從"故事創(chuàng)作""燈光節(jié)約""植物識(shí)別"等學(xué)生熟悉的生活場(chǎng)景出發(fā)，讓技術(shù)學(xué)習(xí)與"問(wèn)題解決"結(jié)合。2.以"核心素養(yǎng)"為導(dǎo)向：不追求"技術(shù)難度"，而是通過(guò)"情境化""項(xiàng)目化""跨學(xué)科"的設(shè)計(jì)