信息科技項目式教學(xué)研究【摘要】隨著社會生活信息化程度越來越高，信息科技學(xué)科教育的目標(biāo)也在與時俱進。信息科技課程需要將學(xué)生培養(yǎng)成具有綜合素質(zhì)能力、適應(yīng)信息社會發(fā)展的新型人材。文章使用基于學(xué)科融合的教學(xué)思想，通過項目式教學(xué)案例實踐，探索適合信息科技課堂的教學(xué)實施路徑，旨在提高學(xué)生的綜合素質(zhì)能力，為新階段信息科技課程教學(xué)提供實踐參考。【關(guān)鍵詞】信息科技；項目式教學(xué)；多學(xué)科融合

一、問題的提出

根據(jù)最新的義務(wù)教育《信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，信息科技教育的目標(biāo)是從信息科技實踐應(yīng)用出發(fā)，幫助學(xué)生理解信息科技基本概念和基本原理，提升學(xué)生知識遷移能力和學(xué)科思維水平，發(fā)展學(xué)生信息學(xué)科核心素養(yǎng)，提升學(xué)生多元思維能力、綜合能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生成為具有綜合素質(zhì)能力的信息社會“數(shù)字原住民”。在課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)上，設(shè)立跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動，加強學(xué)科間的相互關(guān)聯(lián)，強化實踐性要求。學(xué)科融合下的項目驅(qū)動式教學(xué)成為學(xué)生建構(gòu)知識，提升問題解決能力的主要教學(xué)模式與方法[1]。2022年新的課程標(biāo)準(zhǔn)指向?qū)W生的長遠發(fā)展，以培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)為目標(biāo)，課程關(guān)注多學(xué)科融合知識的應(yīng)用。而原信息技術(shù)課程教學(xué)目標(biāo)主要是以知識導(dǎo)向為主，講操作，講編程，主要體現(xiàn)“技術(shù)”，培養(yǎng)的學(xué)生是“技術(shù)初學(xué)者”。教學(xué)內(nèi)容缺乏現(xiàn)實性和實踐性，這種教學(xué)模式不利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科知識整合的能力以及解決現(xiàn)實問題的綜合能力。根據(jù)2021年華中師范大學(xué)人工智能教育學(xué)部的研究顯示，目前信息技術(shù)課程教學(xué)項目式教學(xué)等教學(xué)方式并沒有大范圍使用，學(xué)生的計算思維水平測試整體均值比較低[2]

。這說明，學(xué)生使用傳統(tǒng)教學(xué)方法很難有效提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。而多學(xué)科融合項目式教學(xué)可以帶動課程綜合化實施，符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。為此，筆者進行了學(xué)科融合下的信息科技學(xué)科項目式教學(xué)策略探究。二、基于學(xué)科融合的信息技術(shù)學(xué)科項目式教學(xué)策略（一）項目立項設(shè)定為具有現(xiàn)實意義的項目目標(biāo)使用PBL（項目式教學(xué)）的方式進行多學(xué)科融合教學(xué)，探索有引導(dǎo)意義的現(xiàn)實問題確定項目主題，問題需要注重真實性、實用性與綜合性，進而充分激發(fā)學(xué)生探究的興趣[3]。使用UbD教學(xué)設(shè)計方法（理解為先的教學(xué)設(shè)計），在教學(xué)活動前展示多元項目評價設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，將未來學(xué)習(xí)過程中可能涉及的多學(xué)科知識出示，深入發(fā)展學(xué)科大概念，探究基本問題和實際應(yīng)用，使學(xué)習(xí)更具有目的性和連接性[4]。同時，關(guān)注項目學(xué)習(xí)中所體現(xiàn)的思想方法和價值，統(tǒng)籌培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)和關(guān)鍵能力，在多學(xué)科融合學(xué)習(xí)中促進學(xué)生信息技術(shù)和德育的融合發(fā)展，提升學(xué)生的社會責(zé)任感[5]。（二）項目開發(fā)階段使用小組合作探究學(xué)習(xí)促多學(xué)科知識融合落地合理做好學(xué)生分組，優(yōu)化學(xué)習(xí)小組構(gòu)成。教師要遵循“組間同質(zhì)”、“組內(nèi)異質(zhì)”的基本原則去指導(dǎo)小組學(xué)生編排。在合作學(xué)習(xí)中充分發(fā)揮學(xué)生主體作用，調(diào)動學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)積極性，鼓勵互助學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中交流多學(xué)科知識的應(yīng)用方法[6]。如后面案例中，在確定制作項目的外觀與具體功能時，學(xué)生在小組內(nèi)各抒己見，思維創(chuàng)意不停碰撞，組員對多科知識取長補短，在小組合力下把項目作品的功能拓展到新的高度。制作時，鼓勵擅長不同技術(shù)的同學(xué)發(fā)揮特長，為小組提供制作支持，如3D選修課小組的同學(xué)負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)件的3D設(shè)計與打印、創(chuàng)客社的同學(xué)負(fù)責(zé)激光切割。（三）展示和評價使用多元化的評價量規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)項目式學(xué)習(xí)主題，融合多學(xué)科內(nèi)容，進行合理化評價體系構(gòu)建，評價的作品也不再局限于總結(jié)性評價的內(nèi)容，更強調(diào)學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)中的過程性表現(xiàn)，如學(xué)習(xí)態(tài)度情況、參與度和小組合作情況等，多元內(nèi)容，多元評價。在活動前期精心設(shè)計評價量表，在活動中期和活動結(jié)束后落實評價。學(xué)生在反思評價中分享收獲，總結(jié)經(jīng)驗，讓學(xué)生對于多學(xué)科融合項目式學(xué)習(xí)活動產(chǎn)生更為深刻的認(rèn)識和體驗[7]。三、基于學(xué)科融合的項目式教學(xué)案例本項目以《智能家居燈》為主題，制作能夠幫助特殊人群的智能家居燈，主要通過使用開源硬件Arduino進行學(xué)科融合項目式制作，教學(xué)目標(biāo)是提高青少年的綜合素質(zhì)能力和提升學(xué)生的社會責(zé)任感。

（一）項目立項：設(shè)定為具有現(xiàn)實意義的項目目標(biāo)

首先設(shè)定有現(xiàn)實意義的項目學(xué)習(xí)價值目標(biāo)，《智能家居燈》作品定位為服務(wù)老人或小孩等特殊人群。在小組內(nèi)討論詳細(xì)功能規(guī)劃，使用頭腦風(fēng)暴的形式集思廣益制定具體功能細(xì)節(jié)，并在可行性和實用性上進行分析辯論。如有一組學(xué)生提出為老人制作智能夜燈需要考慮有些老人活動不便并且說話聲音小，無法在夜間起身或聲控開燈的特點，所以設(shè)計作品中有紅外偵測的功能，只需要老人舉起手來就可以開燈等等……，學(xué)生為此展開了激烈的討論，并在組內(nèi)確定自己作品功能細(xì)節(jié)。其次，教師應(yīng)用了UbD教學(xué)設(shè)計方法，先展示學(xué)習(xí)評價標(biāo)準(zhǔn)（如表1和表2），同時根據(jù)項目內(nèi)容進行學(xué)生組內(nèi)任務(wù)分工。由于項目作品用于幫助弱勢群體，學(xué)生為能幫助到弱者而在制作中充滿興趣和責(zé)任感，在學(xué)習(xí)制作的過程中自然融入了德育教育。

（二）開發(fā)階段：使用小組合作探究學(xué)習(xí)促多學(xué)科知識融合落地開發(fā)階段總共分成三個階段：電子設(shè)計、藝術(shù)設(shè)計、工程制作。每個階段都需要融合多種知識進行創(chuàng)作，單憑教師一人之力的指導(dǎo)是無法完成的。因此，在整個開發(fā)階段，均采用小組合作探究學(xué)習(xí)方式促使學(xué)生多學(xué)科知識融合、發(fā)揮創(chuàng)意完成任務(wù)。教師先對學(xué)生進行有效分組，分配組員后基本上滿足各組水平均衡。其次，組內(nèi)成員進行任務(wù)責(zé)任劃分，促全員參與項目制作。最后，定好階段性學(xué)習(xí)任務(wù)，使小組進行多學(xué)科合作學(xué)習(xí)有的放矢。組員把自己擅長的多學(xué)科知識合作探究融合，使得項目可以快速有效地進行。

1.電子設(shè)計學(xué)生通過小組合作學(xué)習(xí)掌握Arduino硬件編程知識，學(xué)習(xí)使用Ardunio進行智能家居燈電路部分的功能實現(xiàn)。在這個過程中涉及到和物理學(xué)科的知識融合。如，在學(xué)習(xí)LED模塊、風(fēng)扇模塊、電機、觸摸傳感器時融合了物理學(xué)科中的數(shù)字信號、模擬信號和紅外線等知識。學(xué)生在理解物理學(xué)原理后，在制作時做出了很多的變化和創(chuàng)新。創(chuàng)作先根據(jù)功能設(shè)計進行電子結(jié)構(gòu)搭建，從簡到復(fù)雜，一步步添加功能。2.藝術(shù)設(shè)計優(yōu)秀的藝術(shù)造型設(shè)計可以提升整個作品的品味。因此，在開發(fā)階段，基于學(xué)科知識有效融合的思想，筆者請美術(shù)老師從色彩和造型方面對學(xué)生進行知識傳授。如在作品造型上可以使用簡單形狀，也可以使用形狀的各種排列組合，甚至使用動物或植物等仿生形象。學(xué)生在美術(shù)教師的指導(dǎo)下，開拓思維進行一系列可行了造型設(shè)計，并用電腦進行作品外形部件的3D設(shè)計和激光切割模型設(shè)計，為后面的工程制作做了鋪墊。美術(shù)和信息技術(shù)的結(jié)合和運用得到了進一步的應(yīng)用，提高了學(xué)生綜合應(yīng)用的能力。3.工程制作利用工程來解決真實世界的問題，為學(xué)生提供機會利用數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)等學(xué)科提高學(xué)生的綜合思維及動手能力。在工程制作時，參與STEM項目式學(xué)習(xí)的學(xué)生先制定工程計劃，包括工程目標(biāo)、完成時間、材料選擇、材料費用、用戶接受能力等，再進行制作。[8]。學(xué)生在信息技術(shù)教師指導(dǎo)下適當(dāng)?shù)剡x取3D打印機和激光切割機制作作品零部件。在裝配零件和藝術(shù)修飾時，美術(shù)教師又針對使用顏料修飾作品外形對學(xué)生進行了指導(dǎo)。如有學(xué)生想直接在作品上涂色，則使用丙烯顏料，如果填涂紙上的形象再貼到作品上裝飾，則可以使用水粉顏料。因此，在兩個學(xué)科優(yōu)勢互補的情況下，信息與美術(shù)兩個學(xué)科進行了有機融合，學(xué)生把科技與藝術(shù)結(jié)合在一起，將作品效果提升到一個新的高度，提升了了學(xué)生的信息素養(yǎng)和藝術(shù)素養(yǎng)。

（三）展示和多元化評價：使用多元化的評價量規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)作品制作完畢，各小組對作品進行推介和展示講解，教師提供講解詞的支架部分，學(xué)生從作品外形創(chuàng)意、作品原理、功能設(shè)計、完成度方面進行作品介紹。每小組出兩名同學(xué)，一人主講，另一人幫助演示和補充介紹，最后對自己小組的作品進行自我評價和反思，并對后期的改進進行設(shè)想，為作品的迭代制作積累經(jīng)驗和想法。項目的展示過程融合多學(xué)科知識知識的運用，鍛煉了學(xué)生的表達能力和綜合素質(zhì)能力。評價采用了多元化評價，包括主體多元化和方式多樣化。評價多元化包括師評、學(xué)生互評與自評。課堂上主要以學(xué)生互評為主，重視學(xué)生評價主體地位，調(diào)動學(xué)生參與的積極性。評價方式多元化包括過程評價和結(jié)果評價。過程性評價以課后問卷調(diào)查方式進行，主要是了解學(xué)生制作過程中的表現(xiàn)、學(xué)科知識的融合情況和學(xué)生小組合作情況。在實際應(yīng)用中，教師將表1《智能家居燈》活動過程評價表制作成電子調(diào)查問卷分發(fā)給學(xué)生，學(xué)生在課后進行自評，學(xué)生從學(xué)科融合、綜合技能、合作學(xué)習(xí)三個方面對自已的整個學(xué)習(xí)過程進行自我評估，同時教師給予每個小組針對他們在制作過程中的表現(xiàn)進行師評，使學(xué)生更清楚自己的素質(zhì)能力目標(biāo)水平。而在課堂上進行作品評價時使用表2《智能家居燈》項目成果評價表，在各組學(xué)生對作品推介完成后進行結(jié)果評價，關(guān)注作品的外觀設(shè)計與功能，以當(dāng)堂投票的方式進行，學(xué)生可以直觀地看到自己的作品評價結(jié)果，投票結(jié)束選出優(yōu)秀的作品進行獎勵。多維的評價方式，促使學(xué)生關(guān)注多學(xué)科知識的融合學(xué)習(xí)與實踐，激發(fā)了學(xué)生的成就感和榮譽感，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。

四、效果分析筆者通過對使用學(xué)科融合項目式教學(xué)方式教學(xué)的班級和使用普通教學(xué)方式班級進行問卷調(diào)查橫向?qū)Ρ?，從學(xué)習(xí)興趣、合作能力、學(xué)科知識融合、作品呈現(xiàn)效果、創(chuàng)新能力提升五個方面進行調(diào)查。此調(diào)查在八年級七個班中進行，分為兩組對照組，使用學(xué)科融合項目式教學(xué)方式教學(xué)的有3個班級（A組）共144人，使用普通教學(xué)方式教學(xué)的有4個班級（B組）共193人。在學(xué)習(xí)興趣方面，A組學(xué)生有130人表示他們對本章的知識很感興趣，占A組學(xué)生數(shù)的90%；B組學(xué)生對本章知識感興趣有193人，占B組學(xué)生數(shù)的86%，低于A組百分比。其它四個方面均按照此方式分析，如合作能力方面，A組學(xué)生認(rèn)為合作能力有提升的占比88%，B組占比78%；學(xué)科知識融合能力增強，A組調(diào)查數(shù)據(jù)為92%，B組只有66%；作品呈現(xiàn)效果優(yōu)秀，A組調(diào)查數(shù)據(jù)為90%，B組為70%；創(chuàng)新能力提升，A組調(diào)查數(shù)據(jù)為93%，B組為75%（如圖2所示）?？梢钥闯?，采用基于學(xué)科融合項目式教學(xué)的班級在五個維度上效果均超過普通班級，特別是學(xué)科知識融合、作品呈現(xiàn)效果和創(chuàng)新能力提升方面差距比較大。六、結(jié)語通過上述的實踐經(jīng)驗和數(shù)據(jù)分析，使用學(xué)科融合項目式教學(xué)在提升學(xué)生綜合能力方面有著很大的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：第一，基于真實場景有價值意義的項目制作要求學(xué)生學(xué)有所用，學(xué)生會抱著極大的興趣參與課堂活動。第二，項目式學(xué)習(xí)要求體驗、參與、探究、交流的過程，促進了有效合作的產(chǎn)生，提高了學(xué)生的合作能力。第三，學(xué)科融合式學(xué)習(xí)使得學(xué)生將多種不同領(lǐng)域的知識相結(jié)合，提高了學(xué)生對知識的綜合運用能力和創(chuàng)新能力。但在教學(xué)過程中也有一些問題需要進一步進行探究：第一，多學(xué)科融合項目式學(xué)習(xí)突破了教材的限制，學(xué)生初始會感覺有難度，容易失去信心。第二，學(xué)生個體活動難以有效進行評價，怎樣建立學(xué)生個體參與度與貢獻反饋機制是后期亟需解決的問題。第三，學(xué)科融合的深度容易把握不準(zhǔn)。怎樣使多學(xué)科知識有機結(jié)合，結(jié)合的