融合项目学习的混合式教学实践

谭珊珊 杨简云 程庆雷

● 创新整合点

①本案例以人工智能为主题、以项目为导向进行单元教学设计，重构教材第一、第二和第六章的内容，并开发了相应的课程教学资源，如知识微课、学习记录表单、案例文档、思维导图、实验活动等，以此支撑混合式教学自主学习的资源。

②以区域名教师教育优质资源为基础，学生在课上就可以利用线上教学资源开展学习，教师则重在开展合作、探究、互动教学的观察和指导。这种以学生为主体的混合式项目教学模式，能提高学习成效，实现深度学习，培养高阶思维能力，促进区域教学的公平。

● 教材分析

本课是以粤教版高中信息技术《必修1 数据与计算》内容为依据，按照《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》的要求，将教科书中第一章《数据与信息》、第二章《知识与数字化学习》、第六章《人工智能及其应用》的教学内容，通过大单元的项目进行知识内容重构。

● 学情分析

在现实生活中，学生大多感受过如指纹识别、人脸识别、语音识别等人工智能技术的应用，大部分学生对人工智能技术有很强的学习兴趣。

在学习内容上，生活在信息时代的高中生，在日常学习生活中已经接触和使用过各种形式的数据，大部分学生能熟练使用各种数字化工具，少数学生还能借助各种数据处理软件编辑数据，但是学生并未深入思考数据与信息的特征，也未深入思考和探究模拟信号数字化的原理，对科学性数据编码的方式也不了解。另外，学生受学科研究方法限制，尚缺乏利用数字化学习工具探究知识的意识和能力。

在学习平台方面，莞易学（东莞慕课）可实现区域共享的线上线下混合式学习支持，全市学生可通过统一账号登录平台选课学习。

● 项目目标

通过“感受和剖析智能领域应用技术”项目，组织学生进行自主协作探究。让学生在具体感知数据与信息的基础上，能够描述信息的特征，知道数据编码的方式;让学生体验数字化学习过程，能够描述数据、信息与知识的相互关系，感受利用数字化工具和资源的优势;让学生在具体感知智能信息系统的基础上，能够描述智能信息处理技术的巨大进步和应用潜力，认识人工智能在信息社会中的重要作用，从而将知识建构、技能培养与思维发展融入运用数字化工具解決问题和完成任务的过程中，促进本项目对应课标的学科核心素养的达成，完成项目学习目标。

● 教学环境与准备

支撑项目学习开展的教学平台是莞易学（东莞慕课），本项目提供了微课（19个）、单元教学设计、单元教学课件、项目学习活动记录表、软件工具（Python3.*、思维导图、多媒体处理软件、网络画板）、学习文档等资源。

● 教学过程

学生以莞易学为数字化学习平台，开展以人工智能为背景的项目学习。具体设计方案如上页图1所示。

1.项目范例学习

项目范例主题：感受和剖析智能领域应用技术。

教师按照“情境→主题→规划→探究→实施→成果→评价”这一步骤开展教育领域人工智能应用技术的全过程展示。学生按照项目范例的模式，开展项目学习，其主要流程为“项目选题→项目规划→方案交流→探究活动→项目实施→成果交流→活动评价”。

2.项目前置活动和项目选题

教师活动：提供《人工智能介绍》《图灵和图灵测试》《人工智能的发展历程》《人工智能的应用》等相关微课和更多的选题，并参与到小组的选题讨论中。

①感受和剖析智能安防领域的应用技术;

②感受和剖析智能家居领域的应用技术;

③感受和剖析智能医疗领域的应用技术;

④感受和剖析智能物流领域的应用技术;

⑤感受和剖析智能×××（自拟）领域的应用技术。

学生活动：观看“项目前置”中的微课资源，了解人工智能领域的发展。根据教师提供的半开放式选题，小组头脑风暴后确定项目选题，以小组为单位，填写《项目学习活动记录表》中的“项目前置”和“项目选题”栏目。

设计意图：项目前置活动是基于核心素养导向的教学观，落实“以学定教、先学后教”的项目学习基础，使学生在前置内容中能更好地了解人工智能相关的基本知识，为学生的项目选题奠定知识能力基础。

3.项目规划

教师活动：提供《项目推进介绍》《第一章课程介绍》《第二章课程介绍》《第六章课程介绍》等相关微课;引导学生分析项目问题，指导小组完成项目规划，组织开展方案交流。

学生活动：小组依照项目范例，结合本组选题，制订本组项目规划方案，填写《项目学习活动记录表》中的“项目规划”栏目。

设计意图：规划的前提是对所学内容的知识有认知基础，项目规划可以帮助学生更好地自上而下地建构核心知识，使其对知识目标、进度分工、学习工具和学习结果各维度的需求分析更加明晰，培养学生分解问题、明析问题的能力。

4.项目探究活动

活动1：感受人工智能，体验数字化学习

教师活动：提供视频资源，设计问题，引导学生汇总教学活动中的数字化工具与资源，并进行比较;提供欧姆定律和投针实验的数据及操作指引《运用Python工具处理数据》《网络画板体验投针实验》《思维导图的应用》（微课），指导学生体验数字化创新学习的过程。

学生活动：通过体验数字化学习工具，总结和梳理出数字化学习资源、工具的学习特点，感受数字化时代学习生活发生的改变;填写《项目学习活动记录表》“探究活动 项目实施”栏目中的“活动1”的内容。

设计意图：通过学习和交流，结合本组选题，讨论总结出常用的数字化学习资源，体验数字化学习工具，并完成对数字化工具与资源、数字化学习特点的梳理。

活动2：了解人工智能背后数字编码的原理

教师活动：提供微课《模拟信号与数字信号》《文字编码》《图像编码》《声音编码》，并设计相关问题，引导学生理解模拟信号与数字信号的含义及其相互关系，帮助学生了解数据编码方法和数字化的作用。

学生活动：通过观看微课后小组讨论，掌握数據编码的相关知识，填写《项目学习活动记录表》“探究活动 项目实施”栏目中的“活动2”的内容。

设计意图：学生结合教师提供的微课等学习资源，根据小组选题，能够更好地分析人工智能领域下文本、图像、声音的实际应用案例，理解数据编码和数字化的作用。

活动3：理解人工智能中智能问答系统的工作原理

教师活动：提供微课《剖析领域知识智能问答机器人》《jaccard相似度系数》，设计问题，并引导学生理解智能问答系统的结构和工作原理。

学生活动：观看微课后小组讨论，掌握选题领域下智能问答系统的例子，理解智能问答系统的结构以及原理，填写《项目学习活动记录表》“探究活动 项目实施”栏目中的“活动3”的内容。

设计意图：通过学习和讨论，小组结合本组选题分析智能问答系统的模块，理解智能问答系统的工作原理，掌握智能问答系统的结构。

活动4：理解数据、信息、知识与智慧的关系

教师活动：提供微课《数据、信息、知识、智慧之间的关系》、思维导图，设计学习支架，引导学生理解并解释数据、信息、知识与智慧的关系。

学生活动：观看微课后小组讨论选题下数据与信息的案例，填写《项目学习活动记录表》“探究活动 项目实施”栏目中的“活动4”的内容。

设计意图：结合项目范例，查阅相关资料，通过交流和讨论，在小组选题的智能领域技术中，理解并解释数据、信息、知识与智慧的关系，了解人工智能技术的提升路径。

活动5：了解信息伦理道德规范

教师活动：提供学习文档，引导学生认识人类信息活动需要信息法律法规的管理与调节，能自觉遵守信息法律法规、信息伦理道德规范;在信息交流或合作中，尊重不同的信息文化，积极、主动地融入信息社会中。

学生活动：通过查阅资料交流讨论，填写《项目学习活动记录表》“探究活动 项目实施”栏目中的“活动5”的内容。

设计意图：查阅相关资料，阅读人工智能伦理文档，通过交流和讨论，在小组选题的人工智能领域下，能够更好地解释信息伦理道德规范。

6.项目实施

教师活动：观察、指导。

学生活动：各小组参照项目范例的样式，运用数字化学习工具，结合学习表单等，归纳所学知识，梳理探究活动的成果，撰写相应的项目成果报告，形成“感受和剖析人工智能应用技术”的可视化报告学习成果。

设计意图：项目实施和探究活动同步进行，是指向核心素养能力培养的重要环节，小组成员在项目实施的过程中学会在数字化学习环境中自主协作学习，发现并解决问题，明确任务分工、学会合作等。

7.项目交流与评价

教师活动：评价。

学生活动：各小组在小组或班级中进行展示与交流，共享创造，分享快乐。根据项目选题、拟订的项目方案、实施情况以及所形成的项目成果，利用“作品评价量规”及教科书附录2的“项目活动评价表”，开展项目学习活动评价的自评。

设计意图：在展示环节前的准备中培养学生逻辑思维能力，深化对知识体系结构的理解，在展示环节中培养学生乐于分享的性格，并使其建立自信。

● 教学反思

学生通过莞易学（东莞慕课）平台，开展以项目设计推进的线上线下混合式学习，体现了以下特点。

第一，以项目为架构的单元教学设计是教学方式的改变（如上页图2）。基于项目学习的单元设计中的知识技能，是通过项目学习中的探究活动来串联的，所有子探究活动也是为项目目标而服务的。只有合理构建各知识模块与探究活动之间的关系，使知识内容不再孤立、零碎，才能使项目活动的学习方式最大限度地发挥它的功效。

第二，以学习活动记录表跟进项目全流程是学习的支架。项目学习记录表（如上页图3）是一种实现过程性引导和跟踪、实现自主与协同的动态学习工具，记录过程既能够关注到学生实际参与学习过程的基本情况，也能使学生的自主和协作意识得以充分发挥。

第三，以莞易学（东莞慕课）推进区域混合式教学是学习方式的转变。2020年9月，这门慕课开始面向东莞市高中学段信息技术全体师生开放，在第一轮的开课中全市共有15所教育单位引用该课程，选课人数达7239人，这种落实项目式学习新模式，开展线上线下混合学习的教学尝试得到初步的应用与推广。这种教育资源优化配置促进了区域不同学校、不同群体学生之间的教育公平，也促进了均衡教育的贯彻落实。