信息技术课堂教学中微项目设计的实证研究——以《生活中的算法》为例

王蕾 江苏省南京市琅琊路小学

● 研究背景

学习的项目化呈现是现代教学观的要求，它突破了传统授课方式的限制，为学科的持续发展提供了前瞻性的方向。从学科核心素养中可以析出，项目和运作活动作为教学管理的技术和手段，将传统的项目学习方法应用于全面的学习过程中，是传统项目实施方法和技术在教学中的综合应用，冲破了学习方式和界限。项目化学习将项目观渗透到所有的学习领域，教师站在管理者的角度，对项目活动中各种各样的任务进行项目管理，其主导思想是把技术作为暗线、项目作为明线来进行管理，是一种以项目为中心的长期性组织教学管理方式。

项目化学习有诸多因素，可以从多个层面进行解析。其中，微项目是一个特殊的将被完成的有限项目，它是在一定时间内，满足一系列特定目标的多项相关工作的总称。微项目学习是在一个确定的时间范围内，为了完成一个既定的目标，并通过特珠形式的学习组织运行机制，通过有效的计划、组织、过程与控制，充分利用既定有限资源的一种系统学习组织形式。

● 信息技术学科的微项目实施分析

项目化学习中哪些内容适宜微项目学习，首先需要教师对认知内容进行分类，对于那些常规性且没有改变的反复运转的内容，如指法练习、界面认识等，按照传统项目方式进行教学。对于那些急剧变化的具有目标、期限和资源支持，带有创新性项目特点的任务，可以将其转化成各种微项目进行学习。

在具体的实践过程中，项目化学习通过微项目得以具象、微项目聚焦后形成完整的项目化学习框架，两者互为补充、相互支持。微项目学习是项目学习的灵活运用，根据教学大纲需要设计理论课和实践课微项目。教师在微项目中担任首席设计师的角色，根据微项目和学习需要提供学习资源，提供过程建议。

● 学科核心素养下信息技术微项目的学习过程

在常见的项目化学习中，流程较为复杂，在信息技术学科课时不足的情况下，容易产生目标和行为剥离的状况。因此，与完整项目相似，微项目学习的过程一般包括确定项目、制订项目方案、实施方案和作品展示等步骤，简化为导入、思考、搭建和求解等过程，结合具体的内容实施教学。笔者以《生活中的算法》为例，研究微项目学习的过程。

1.算法界定：微项目的导入点

在微项目的导入中，首先应该确定教学目标的内涵，分析学情倾向。在微项目中，学生的已有知识经验和知识层次不同，对认知的期望值和达成度也不同，在确定导入方式时，教师应根据学生的能力和经验来确定目标。对于基础较好的学生来说，导入方式侧重思维训练；对于基础薄弱或零基础的学生来说，导入点侧重生活实践的概况与提升。

（1）原设计

xDing为小学信息技术学科中常见的图形化编程语言，其中“画笔”模块为经典的教学内容。传统的教学设计一般直接导入，展示需要达成的程序图例，由此引入程序教学。在多节该主题课中，也呈现出相似的情况：学生对预计应该完成的作品有畏难情绪，无法唤起需要的学习动机，使得整个教学内容的推进显得牵强。

（2）思考焦点

对于传统的任务目标，沿袭整体的教学目标制订的学生细则，并未考虑到学生个性化的要求，所以在授课中出现了学生无所适从的情况。从导入点来说，单刀直入的方式无法满足不同生源学生的要求，需要在教学之初制订分层的导入点，供学生进行自主内化。

（3）改进型设计

在微项目设计中，教师关注学习目标指向的核心知识，据此展开内容建构、重构。在导入过程中，可以根据核心知识的具体目标，确定框架性的认知层次，再根据目标要求安排合理的导入方式。在近期赛课中，南京市的陈老师的一节课体现了该理念的思想，其设计如下：

课前教师带领学生复习上节课的内容，为优秀的学生颁奖，奖品是抽奖活动——学生们在程序中抽出自己的奖品……

导入：教师提示学生，生活中有哪些抽奖方式？

学生1：在纸箱中抽取乒乓球。

学生2：在封闭的盒子里抓阄。

学生3：扔骰子，随机产生数字。

……

教师提示，以上的过程有怎样的共性特点？

○随机产生结果。

○可以反复多次抽奖。

○没有任何附加的条件。

教师提炼出关键词：随机、侦测、回答、显示。

学生在编程平台中找出相对应的模块。

○随机数→运算符控件。

○询问并等待→侦测控件。

○回答→侦测控件。

○显示→外观控件。

教师提出抽奖环节的自然过程，带领学生和过程图进行对比：

○第一人做好抽奖准备→程序启动。

○第一人抽出奖次→单分支语句。

○组织者公布奖次→判断执行语句。

○第二人再次启动抽奖程序→多重循环结构。

……

教学评析：在本课的设计中，微项目被分解为具体的四个问题，四个问题层层递进，让学生明晰已有的技能经验（编程工具）、生活经验（实物形象），形成具体明晰的学习目标，确定了解决问题的主要环节（提出问题、分析问题、解决问题、反思问题）。微项目的大目标被细化为具体的小问题，包括已有经验目标、即将达成的目标、以后可能会实现的目标。在此过程中，项目化能够借助形象的、可操作性的问题进行推进，从而使学生清晰地认识到自己的学习目标，激发学习动机。

2.算法分析：微项目的过程归纳

微项目学习的第二个步骤是对过程的归纳，教师引导学生对相关学习内容进行分层。通过适宜的形式，将自然语言上升为算法过程，进而建立起符合要求的学习框架。

（1）原设计

“智能家居”是信息技术常见课，有较多的教学案例。根据收集的教学情况来看，该课的基本思路如下。

生活例举：智能家居应用实例（生活运用），如语音识别、拍图识花等；

概念表达：教师出示智能化家居的概念；

学生体验：利用程序或者在线网站感受智能技术；

学生讨论：讨论生活中还有哪些应用的实例。

（2）思考焦点

在实际授课中，学生缺乏必要的预设和活动分析，因此体验人工智能的过程是模仿为主、探究不足，在讨论环节中未能有效地分析人工智能的基本原理是计算的命题，有的学生甚至将人工智能和程序设计或者APP混为一谈，造成认知障碍。

（3）改进型设计

在微项目设计中，将技能的梳理作为暗线，将项目的安排和流程规划作为明线，据此展开学习。近期南京市的一位老师的课体现了该理念的思想，其设计思路如下：

在《智能化我设计——垃圾分类小能手》一课中，教学项目大主题为：设计便于识别的垃圾箱，帮助同学们能够迅速地分辨垃圾类别，顺利完成垃圾分类。教师将项目大主题进行分解，形成多个具有明确指向性的微项目，此微项目就为教学过程的一级目录，串联起整个教学设计。大致流程如下。

①导入环节：垃圾应该怎样分类？依据如下：功能分类；有害度分类；是否能回收分类；无法分类。

通过垃圾分类的甄别，引出垃圾箱设计的需求，公布课题《设计形象的垃圾箱》。

②学生讨论并思考：什么样的设计更加直观？预设a：外形上有明显的标识。预设b：形状上能体现不同的分类。预设c：有不同的造型。

③教师归纳：采用多种方式可以解决垃圾箱的直观性的问题。在具体的实践中，预计学生会采用怎样的方式来达到项目的目的？

④学生分小组选择适宜的项目主题，依据前期的讨论结果，找到适宜的任务载体，并选择相应的实施路径，开始进行活动。

预设1组的微项目主题为：垃圾箱的外形上需要有明显的标识，可选择3D创意设计，利用“浮雕”“拉伸”“组合减运算”等技能手段，实现项目设计。素材中，可以提供典型的垃圾图片，设计者将其以自己擅长的方式投射到垃圾箱上。

预设2组的微项目主题为：在形状上体现不同的分类，可选择图形化编程软件中的“外观”模块，调整“将颜色特效增加”“切换造型”等方式，编写相应的脚本来实现外形上的智能分类。

预设3组的微项目主题为：设计不同造型的垃圾箱，给使用者直观的提示。此处可采用电脑手绘图案的方式，画出基本造型平面图，再利用3D建模软件的“草图”绘制功能，通过“拉伸”等操作实现特殊类型的垃圾箱外形设计，再通过“放样”“阵列”实现镂空等特殊造型的设计。

⑤教师依据学生的不同选择，提供支持材料，完成微项目的制作。

……

教学评析：此处的设计从学生原有经验自然过渡到新授认知的内容，学生对自己的设计过程是因何而设、如何而设的，都有明确的概念，是意义学习的过程。在此基础上，学生可以进行自我的图形设计和颜色开发，按照自己的主观意愿，设计出自己希望的作品。通过这样的设计，学生能够卓有成效地进行自我作品的开发，此过程中，不着痕迹地突破了教学难点。

3.编写程序：程序语言的控制与执行

微项目设计关注过程与控制的合理选择，通过主题形成一定的合作关系，建立起理想的学习模型。在程序语言的控制过程中，依据微项目的要求，教师引导学生组织现有素材资料，并进行合理的执行，保障学习过程的合理性。

（1）原设计

“智能灭火器”是中小学常见的算法内容，在传统的教学中，教师会依据以下的过程来组织教学：分析风扇结构→搭建智能风扇→添加支撑组织→引入脚本→编写程序→载入智能风扇→调试程序→结束课程。此项目看似有着明确的目标，但是授课中却出现了学生层次差异大、学习结果不尽如人意的问题。

（2）思考焦点

以上问题的核心在于算法的核心概念未能够在学习上得到有效的贯彻，教师示范给学生的更多是演示和灌输，并非算法的核心思想。因此，学生对智能电风扇这一项目的认知仅限于技能层面的作品是否达成，并未能形成有效的认知图示。

（3）改进型设计

在基于微项目的教学设计中，首先根据具体的学情确定项目菜单，此菜单应由师生共同完成，根据其能力测评情况，做出合理的选择。如《生活中的算法——智能灭火器》一课，其部分教学过程如下：

教师依据前期学习情况，给出控制菜单的建议，学生根据自身的要求，提出执行菜单的选择方案。

控制A组：项目要求1→具有较强的空间建构能力，能够在短时间内完成积木搭建；项目要求2→熟悉火焰传感器的参数设置，可在较短时间内编写脚本。微项目任务菜单：完成散件的积木搭建，构建完成的程序脚本。

控制B组：项目要求1→具有较强的空间建构能力，能够在短时间内完成积木搭建；项目要求2→尚未接触过火焰传感器及相关脚本，需要一定时间编写脚本。微任务菜单：完成散件的积木搭建，完成半成品的脚本的编写。

控制C组：项目要求1→空间建构能力较弱，不能够在短时间内完成全部的积木搭建；项目要求2→熟悉火焰传感器的参数设置，可在较短时间内编写脚本。微任务菜单：构建完成的程序脚本，完成半散件的传感器拼搭。

控制D组：项目要求1→空间建构能力较弱，不能在短时间内完成积木搭建；项目要求2→未接触过火焰传感器，不熟悉相关脚本编写。微任务菜单：协同其他组进行类同性学习，重点训练基础模块的搭建。

……

教学评析：在改进型设计中，微项目的内涵落实为多个控制组，与项目过程一一对应。教师帮助学生分析过程与控制之间的必然联系，通过“微菜单”让学生掌握教学难点。在此过程中，学生所实施的是言语化的程序编写的实践，既突破了实际输入命令的时间限制，又达到了评价自身学习过程的目标，给部分学困生提供了二次学习的机会。在微项目的实施过程中，学生的算法思维有了更新，符合学科核心素养的要求。

● 微项目素养的体现核心

微项目是大数据时代环境背景下的课程建设方式，在具体的教学中细化为多个任务的推进。在此过程中，信息接收的主体是处于学习主体的学生，微项目是实现信息技术课程核心素养的途径。在教学过程中，要关注以下几点：

首先，算法思维与学科核心素养同步提升；教师使用微项目进行组织教学，既是一个算法的思维过程，也是提升学生学科核心素养的重要途径，是最终实现全人素养的过程之一。因此，在具体的学习汇总时，应将其进行综合考量，而不能彼此分割。

其次，高效针对性项目教学与师资均衡同时实现；通过对微项目的精准标签分类，使微项目的针对性更强，学习效率更好，提升课堂教学水平。同时，微项目的实施也可以有效地缩小目前学科师资的城乡差异和校际差异，从另一个角度有效解决教育师资不均衡的问题。

最后，微项目的学习行动与自主学习意识同步培养。个性化的微项目评价，可以精准地分析出学生的任务达成率，为学生的个性化提升指明了路径。从微项目的实践中，通过评价报告和智能推送等方式，促进学生自我解惑能力的提升，实现全方位育人的目的。