线上项目式教学实践探究与创新——以初一信息科技“数制编码转换妙”为例

李靖宣

天津市河东区太阳城学校 天津 300252

0 引言

随着新一轮课改的深入，新出台的《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》[1]中明确指出：“强化课程综合性和实践性，推动育人方式变革，着力发展学生核心素养。凸显学生主体地位，关注学生个性化、多样化的学习和发展需求，增强课程适宜性。坚持与时俱进，体现课程时代性。”

为了线上教学契合新课改的思路精神，同时加强培养学生的综合素养，在实践探索中，笔者引入了项目式教学，创新线上教学模式，有效利用数字资源设计真实问题情境，以此来提升线上课堂质量，确保学生的学习效率最大化，以达成“教书”“育人”双重目的[2]。

1 线上项目式教学开展的背景

1.1 项目式教学的概念辨识

杜威的“做中学”是项目式教学的最初起源。即在“做”中解决问题。后其学生克伯屈正式提出“项目”一词。在之后巴克教育研究所将“项目式教学”定义为“一套系统的教学方法，它是对复杂、真实问题的探究过程，也是精心设计项目作品、规划和实施项目任务的过程”[3]。

项目式教学的理论支撑为建构主义。在整个过程中，学生致力于解决现实问题，围绕一个或多个具体项目，利用优化资源，小组合作进行实践、交流、探索等流程，以此增强自主探究、协作交流的能力[4]。

1.2 以“学科育人”视角审视项目式教学

全面提高教育质量的内在要求是：改革育人方式，实现学科育人功能。为了落实“立德树人”的根本任务，学校教育中“育人”功能得到了重点关注。学科育人的核心是学科教学的发展性，促进学生的社会文化本质，培养新时代要求下的学科核心素养[4]。

学科育人的出发点——人的发展与知识的互动。学科教学不应以学会知识为目标，而应以学生的持续性发展为目标，需要站在学生的角度挖掘知识的深层意义。人的发展与知识的互动的完美状态是：在理解中，学生能够在思维逻辑、情感态度上产生对知识的共鸣、认同。那么，完美状态达成的前提就是需要一个基于真实问题情境的项目设计。学生在逐步完成的步骤中，将大项目拆分为以系列为单位的具体任务。这个过程，任务分配、团队协作、问题分析等均是基于学生的学习方法、思维习惯的，课堂的主体是学生，在探索中，学生可以生成与知识的互动，对知识产生共鸣和认同[5]。

1.3 初中信息科技新课标的提出与引入线上项目教学的契合

信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任是信息科技课程培养的四个方面。《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》[1]指出：“数字化学习与创新是指个体在日常学习和生活中通过选用合适的数字设备、平台和资源，有效地管理学习过程与学习资源，开展探究性学习，创造性地解决问题。”

线上教学的探索就是要积极开发、管理身边可利用的信息资源。本例引入的项目式教学与新课标提出的“探究性学习”相契合，项目式教学恰恰是需要让学生真正参与学习过程，去实践、探索才能完成的，以此实现技术与理论的融合；且它指向的学习成果是以学生已有的特长、掌握的技能应用到实践中为考量的。本例为评价学生提供了新的思路。

2 传统线上教学中本例存在的问题

2.1 本例内容过于理论化

“数制编码转换妙”选自中图版七年级上册第一单元“走进计算机世界”的内容。本节的学习目标分为：

1）了解各类数据的采集方式；

2）理解编码的含义；

3）理解各进制之间的表示及转化；

4）能够解释资源信息的数据化过程。

本节内容分为两个课时，编码及数制转化为第一课时，即本文的教学内容；第二课时为资源（如文本、声音等）的数据化，此课时内容将在后续开展。

再看本课时内容，知识点相对琐碎繁杂，概念性内容较多。参照网络平台本例中的教学设计的重难点还是侧重于进制概念的讲授，45 分钟的课程将近一大半的时间用于“满堂灌”讲授，一小半的时间用作学生完成习题并订正。这个节奏下的课堂，学生即便学到了如何解题，也只知其一不知其二，会写会算但是不会用，没有解决实际遇到的编码问题的价值。

2.2 本例讲授模式单一、互动性弱

参照以往本例的传统线上教学设计，能够发现导入环节中缺少循序渐进的层层递进，一般均为教师的直接讲授，学生的互动性体验感弱。初一学生信息素养分化严重，对于自身内驱力不强的学生，直接导入讲授很难让学生与知识互动产生共鸣，这正与“学科育人”的初心相悖。而且，在后续讲授概念过程中，单一的授课模式枯燥乏味，学生相对被动地接受知识，没有举一反三的灵感碰撞和理论应用到实践中的时间。

3 本例中引入项目式教学的可行性解决方法及价值

3.1 项目式教学在本例实施的可行性解决方法

3.1.1 以“学习活动”为抓手，“小步子”完成项目

线上教学过程中，激发学生的兴趣，引起学生的共鸣非常重要。所以，引入项目式教学，笔者以学生为主体，站在学生的角度进行教学设计。笔者通过搭建项目支架——“解密已经压缩的文件”为“学习活动”，通过“发布密码、解密、打开文件、提取信息”层层递进式的线索贯穿“数制编码转换妙”，将一个相对于初一年级学生而言较大的项目拆分为一个个“小步子”。

同时，在后续课时中，笔者引导学生对本节课时的内容进行实践，以“学习活动”作为项目式教学的素材，以此推动项目的开展。

在课前，学生通过教师提前录制的微课进行自主学习；在课中，教师在“微校云”平台发送任务，学生以小组合作的形式进行生成式学习，在理解基本概念的基础上，做到进制之间的灵活转换；在拓展环节中，学生及时总结归纳，能够巧妙引用可视化方式呈现数据，表达观点或预测结果，生成本节课的个人作品，促进养成良好的信息素养，在课后的学习、生活中能够有效地保护个人数据。

3.1.2 利用项目有效拓展，实现知识迁移，促进课程综合化

学生通过笔者发布的“学习活动”理清“传递密码—破译密码”任务主线，学习思考和练习实践同步进行，将知识通过实践加以深化、巩固，以此完成课堂的“深度学习”。

同时，在本例中的拓展任务“颜色码的数制转换”，由学生独立完成，让学生把学到的“进制”知识拓展、迁移。将“颜色数制化”和“进制间转换”融合，亲历解决问题的过程，实现多学科知识的整合与内化，促进课程综合化，有效激发学生探究意识和热情。

3.2 项目式教学模式实施的价值

3.2.1 有利于教学目标达成的精确性

初中信息科技注重学生在课堂上的主体地位，教师的作用就是引导学生、指导学生。线上项目式教学在教学目标设定中对于新课改的文件精神有了极大匹配度，将学生在实践中获取经验放在第一位。笔者将枯燥无味的进制概念讲解及转换设计成学生通过实践完成项目中的“学习活动”，巧妙地激发学生的兴趣，提升学生的综合能力，精确达成教学目标。

另外，相比线下课堂项目式教学，学生在机房里进行分组合作，教师可能不会实时注意到每一位学生的状态。但是通过线上项目式教学，学生分组合作，笔者通过在“腾讯会议”中能够实时监控、注意到每位学生的即时动作、语言、表情、动作等传递出的信息。笔者还可以利用平台中的“私聊”功能和学生进行一对一沟通，适当提醒，从而促进小组内个人目标的精准达成。

3.2.2 有利于培养学生的合作能力

项目式教学主要形式是分组合作。在本例中，因为涉及的学生均为初一新生，且实施线上教学时间为新学期第三节线上课，暂无本学科的考试成绩，所以，教师在课前分组时，依据的是学生的学习态度、前几次课堂发言情况及与班主任、任课教师沟通情况。教师作为项目式教学的引领者、指导者，在学生分组学习探索中，引导组长让每一个成员融入团体，设计项目任务的规则，明确每个人的任务分配，将个人研究成果与小组最终成果结合统一[6]。

这非常考验同组学生的团队合作能力，每个人都经过明确的分工，发现自身的潜能价值，以此完成自己的使命职责。这个过程需要团队小组成员之间反复沟通，互相提醒、配合，在探索中求同存异，在协作中互帮互助。

4 教学过程分析

“数制编码转换妙”线上项目式教学过程如下。

4.1 搭建项目支架——学习活动，引入问题情境

教师通过“微校云”平台提前将加密后的压缩文件（密文）发送至每位学生的客户端，并在课前随机选取一位学生告知密文的密码（由三位随机数字构成）。教师实时安排任务，即由这名学生不利用语言文字进行传递，将密码传递给其他人从而全部获取密文。通过直播课堂——“腾讯会议”平台，实时观察屏幕前学生的表现，再逐一添加限制条件。例如，为了防止学生连麦，设置“全体静音”，在观察到学生尝试利用鼓掌来传密码时，引导学生以课前分好的小组进行方案的创建。

【设计意图】通过创设真实问题情境——传递密码，布置“学习活动”任务。学生以组为单位开展活动，切身体会传递密码的过程，由此引入本节课的主题——编码，为后续概念讲解做铺垫。

4.2 基于情境分组解决问题，引出重点——编码

在分组合作后，学生在各自组内的微信群逐渐研究出问题解决的方案。教师请学生代表进行演示，并在之前提出问题：方案能够用几种字符进行密码的表示呢？学生经过思考，表示能够运用两种符号进行密码的另一种替换。教师将学生刚刚完成任务的过程类比于“编码”，引入其准确定义。教师介绍计算机内部文字、图片、视频等表现形式，即把该数值转换为用0、1 来表示的数。学生代表总结发言，谈谈刚才“密文”任务中，传递密码和数值编码之间的关系，进行类比。

【设计意图】请学生代表进行演示，会激发其他学生的求知欲和积极性。在真实问题情境下，学生自行解决出问题能够加深对后续笔者引出的教学重点——“编码”概念的理解。

4.3 学生利用微课自主学习

在学生自主学习前，教师利用生活中常见的十进制引出相关概念后。在线上教学平台，播放关于进制知识点（进制的基本概念及不同进制的表示方法）的微课视频，学生在观看学习后，填写学习任务单的内容。

【设计意图】学生通过微课初步学习二进制，初步了解学习任务单，之后笔者根据学生回答进行梳理总结。

4.4 以“破译密码”为线，师生互动完成进制转换的讲与学

教师：假设你收到了一串信号（通过开关灯的闪烁表达“11000”），大家能否破译出奥义呢？教师再次巩固编码的过程，引入二进制及进制间的转换。教师以（101）B=（）D 举例，向学生介绍“按权相乘求和法”（进制中所有的数字乘基数的幂的相加之和），学生在学习完二进制转换成十进制后，通过“名师课堂”——微课自主学习十进制转换二进制——“除R 反向取余法”。教师请学生代表总结进制间转换的步骤、方法，绘制表格。之后，引导学生尝试“R 进制”的转换，举一反三。

【设计意图】通过进制间的相互转换，师生在互动中完成任务“破译密码”，学生加深了对基数、位权等概念的理解，又深化理解了进制之间转换的步骤、方法。教师引导学生将思路拓展到“R 进制”的时候，学生自行总结。

4.5 拓展任务，小组合作解决，深化知识理解，承上启下

教师发布任务，学生通过所学“破译密码”，取出文件。通过阅读任务提示说明，分组协作进行进制转换，并在Excel 表格中填涂颜色，形成对于颜色编码的认知。该任务选自人教版1.1.2 中的“颜色码的数制转换”。

1）任务阅读说明：集齐七种颜色。计算机中不同的颜色是由十六进制的颜色码表示的，举个例子，如图1 所示：RGB:(11,111,222)=#0B6FDE，其中红色的11、绿色的111、蓝色的222 分别和十六进制数0BH、6FH、DEH 对应。给出任务Excel 中有7 种十六进制数的组合，分别对应着不同的颜色，如图2 所示，根据分组的组号对应相应的单元格，进行进制的转换计算，并通过“批注”功能进行涂色，看看最后能够构成什么图形。

图1 背景色选择

图2 颜色对应的数值

2）Excel 表格如表1 所示。

表1 小组任务

学生通过小组合作进行进制间的转换，找到对应的颜色后涂色，发现图形是彩虹。此时教师提醒，让学生观察红色的颜色值（255,0,0）加上蓝色（0,0,255）是什么颜色值？得到什么颜色。学生自行操作进行颜色混合，发现红色加蓝色得到了紫色。这时引导学生总结出：这里的解密关系利用颜色码进行色彩的调换；资源的信息化能够通过编码来实现。

【设计意图】学生利用之前所学知识破译密码打开文件，将理论迁移到实际应用。分组解决拓展任务，利用合作计算涂色来激发学生的学习兴趣。放大学生看待问题的视角，能够为后续音频、视频数字化打下基础，做好铺垫，对于学生视野的开拓有着深远影响。

4.6 学生归纳，教师总结

通过操作发现传递密码的奥秘，以此理解编码的概念。而后，学习进制间的相关特点。通过实践，学生成功地将进制间的转换加以掌握，并且拓展到颜色码的数制转换，画出彩虹。

【设计意图】总结归纳升华本课的主题，起到深化巩固的作用。

5 项目式教学分析及反思

开展“学习活动”，让项目式教学的推进更加具有趣味性、生动性、探索性、逻辑性，层层推进，符合且有利于学生的思维认知发展。任务主线中的“传递密码—解密”将“进制转换”的难点巧妙与实践结合，通过小组合作完成教学目标。

项目教学中“学习活动”的拓展性以最后的“颜色码的数制转换”为支点，将教学设计中的重点难点进行拓展，也可以将这一任务再次形成深层次拓展，为“程序设计”这一章节继续合理创造性复用，融入学习新知的前提。

本例在最后的成品效果验收中，采用的是学生线上微校云提交成品的方式进行评价，但这样的单一方式可能并不会真正评价出学生在线上项目式教学中的实际学习效果和影响。但由于时间有限，对于测评方案没有较完善的修改和考量。

“数制编码转换妙”仅仅是初中信息科技项目式教学的初步尝试，在今后，初中信息科技使用项目式教学中还应注意任务设置的多元性，在同一大背景下，设计跨学科教学，发挥各个学科的优势，并将日常生活融入教学，设计基于真实情境的项目式教学，最大限度将课堂还给学生，促进学生信息核心素养的养成。