高中信息技术“12345”项目化教学的实践探索

刘衍丽 山东省青岛市西海岸新区教育和体育科学研究院

自《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》实施以来，笔者结合区域学科发展的实际，在高中信息技术学科教学中展开了“12345”项目化教学的实践与探索，积累了优质项目的教学案例，以期能够为区域全学段学科发展提供可借鉴的经验。

● “12345”项目化教学的含义及实施要领

1.围绕一核—学科核心素养

提高学生的学科核心素养是信息技术学科育人价值的最终体现，也是项目教学的出发点和落脚点，这一思想必须根植在教师的内心，贯穿项目教学始终。

2.立足双基—学情与学习支架

项目的设计和开展必须基于学情，基于学习支架。

①基于学情精准化设计和义务教育不同，经过筛选后的高中学生素质普遍较好，但受区域文化和招生政策等因素的影响，生源质量往往存在一定的校际不均衡性，同一所学校内因为招生类别或选科组合不同，班级之间也会有明显差异，所以，在做项目设计时教师要充分考虑学情，根据学生实际确定合适的项目主题，并对项目活动任务等预做合理的分层。例如，在“理数据 谋校餐”项目（如图1）中，以学生的一日三餐为主题，通过对本校餐厅交易人次和学生问卷数据的分析和可视化表达，指导学生在学会数据处理与应用的同时，有理有据地给餐厅提出改进建议，学生参与度高、获得感强。其中，数据可视化部分的不同类型图表的呈现就是分层任务。

图1

②基于支架真实性学习一方面，项目学习突出学生的主体性，在项目开展时学生必须围绕活动任务展开自主合作探究，所以学习支架的作用尤为重要，这就要求教师必须提供内容丰富、形式多样、科学合理的学习支架；另一方面，项目学习过程中更多的是“用什么，学什么”，知识点往往是零散的，因而需要教师提供清晰科学的学习支架，帮助学生建构知识形成体系。例如，在“理数据 谋校餐”项目学习中，需要根据活动需求给学生提供丰富的支架材料，包括真实的餐厅交易数据、数据分析要用到的半成品程序、导学案、问卷以及分层任务需要的相关知识技能等。而所有这些，自主学习小助手会全程提供帮助（如图2）。

图2 包含各种支架材料的自主学习小助手界面

3.基于三真—真实情境、真实问题、真实生活

基于“三真”的项目化教学强调通过细致深入的研究和科学合理的规划，结合学生的现实生活、学习实践以及当地的社会发展，适度设置基于真实情境的学习任务、典型案例或研究性项目活动，用贴近本区域甚至是本校学生生活的项目代替教材中原有孤立而相对陌生的案例，让学生在真实的项目情境中解决真实的问题，从而建立起书本抽象知识与真实生活的关联，消除理论知识与实际运用之间的鸿沟，让枯燥抽象的知识变得生动形象、直观易懂，在技术服务生活的同时全面落实立德树人的教育理念。

例如，基于“三真”理念设计的“智慧校园由我开启”项目共包括六个子项目，涵盖高中信息技术教材必修1和必修2中所有和开源硬件相关的教学内容。

子项目1：“感知室内环境温度”，对应教材必修1的“数据采集”：利用温度传感器采集教室内温度数据，理解传感器工作原理，体验传感器采集数据的过程和数据变化。

子项目2：“我的智能花草浇灌系统”，对应教材必修1的“算法的控制结构”案例“智能农业大棚”：利用传感器（如湿度）监测教室内花草生长环境状态，并根据监测数据反馈执行对应动作（如浇水），通过采集数据的值来控制硬件系统执行动作从而实现系统功能，来理解算法逻辑，掌握算法的if判断分支结构和循环结构的功能和用法。

子项目3：“理数据知环境促健康—Python大数据处理与可视化”，对应教材必修1的“数据图表呈现”和“数据可视化”：采集一段时间内微机室里的温度和空气质量数据并进行分析，了解室内空气质量与时间和天气的相关性，理解数据分析的学科概念，理解天气预报的原理和开窗通风的重要性。使用Python的pandas和matplotlib模块，编程分析以上采集到的大量数据，并将数据根据需要绘制可视化图形，从而发现监测对象的变化规律并进行预测和调控。让学生真正意识到数据来源于生活、数据随时随地都在生成，体验用所学知识解决生活中真实问题的成就感。

子项目4：“智能校园之智能路灯、智能风扇设计”，对应教材必修2的“传感与控制（传感器信息的获取）”：分析校园生活中常见的情境与问题，设计智能灯具、智能风扇等，感受体会一般的传感与控制机制，合作探究Python智能校园系统程序的编写，体验环境参数对硬件设备的智能控制等。

子项目5：“用计算机控制micro:bit的LED阵列的表情包”，对应教材必修2的“传感与控制（信息系统中的控制）”：通过编程实现计算机和micro:bit主控板的互动，根据串口窗口发出的指令控制LED阵列，显示“笑脸”或“哭脸”等表情图标，并能灵活运用不同的传感器体验多样化控制。

子项目6：“教室内空气质量的实时监测和调控系统”，对应教材必修2第四章“信息系统的搭建实例”：以前几个子项目的探究学习为基础，完成对micro:bit主控板、扩展板、空气质量传感模块、风扇模块、物联网模块等系列开源硬件的综合应用，实现通过物联网平台Easy ioT和智能终端手机之间进行信息互通。在项目实施过程中，通过搭建一个具体的信息系统，深化理解信息系统的组成与应用、传感与控制、信息系统搭建等内容，学会对信息系统搭建做可行性分析，并能进行项目报告的撰写。

校园里的路灯定时开关有时会造成能源浪费，有时又会带来不便，如何根据光线强弱进行智能控制？教室里的温度忽高忽低，怎样实现风扇智能开关？……这些情境和问题都是发生在学生身边，它们是真实存在的，学生每天都会面对，学生通过动手操作、自主探究，在解决真实问题的过程中将“学技术”与“用技术”有效融合，全面提高学科核心素养。

4.遵循四步—需求、分解、交流、拓展

在实际教学过程中，项目化教学往往和大单元教学密不可分，有些项目会涵盖多个微项目，需要多个课时才能完成。经过多轮实践，笔者总结出大项目教学的四个步骤：

①确定项目，明确需求。在每个项目实施前，必须让学生真正进入项目情境，认同项目意义，明确项目需求，这是项目有效开展的前提。

②项目分解，细化实施。对项目进行逐级分解，将其细化成一个个可执行的微项目，形成可落地的项目解决方案，这是项目实施的关键。

③交流总结，评价反馈。在项目进行过程中要定期进行总结交流，通过阶段性的梳理讨论，在多元评价反馈中不断改进优化。

④拓展深化，成果应用。将项目成果进行实际应用，并不断地进行改进深化。让项目成果服务真实的生活，使学生感受到所学的知识“有用、能用、好用”，体现学科课程鲜活的价值。

5.落实五环—情境与需求、分解与任务、方案与实施、展示与评价、总结与拓展

为提高项目学习效率，每个子项目的课堂实施包括五个环节：

①创设情境，明确需求。

②项目分解，细化任务。

③制订方案，任务实施。

④成果展示，评价交流。

⑤总结深化，拓展提升。

● “12345”项目化教学的问题与反思

项目学习对学生核心素养的提升是显而易见的，但对教师也提出了更高的要求。在具体实施过程中，笔者也发现了一些值得思考和需要改进的问题，如如何在每周一课时的情况下确保项目教学的实效？如何处理好项目学习与会考的关系？如何更科学地进行跨学科课程整合与项目设计？如何在深度与广度上推动项目教学更好地发展？问题即课题，在后续的实践探索中，这些问题需要进一步结合校情和学情进行思考、梳理和解决。