启航互联网 拥抱人工智能

【摘 要】项目式学习能够使学生全面体验特定的学习主题，我们尝试将其应用于跨学段教学，目的是帮助学生在认知上实现逐步深入和提升。本文基于《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》要求，概述了在探索学生持续成长路径方面，跨学段项目式学习有助于学生发展；阐释了教师通过设计具有连贯性与进阶性的任务群，帮助学生在小学三年级初步构建对互联网与人工智能技术的认知，在初中七年级能够进行更高阶的探索与应用，从而综合提升学生核心素养。

【关键词】互联网；人工智能；跨学段；项目式学习

【中图分类号】G434 【文献标志码】A

【论文编号】1671-7384（2024）07-016-03

2022年4月，教育部发布《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》，课程名称由“技术”改为“科技”，标志着义务教育阶段信息科技教育的重要转型，也是信息科技课程建设的新起点。新课程标准强调了从基础的“技”向深层次的“科”转变，以数据、算法、网络、信息处理、信息安全和人工智能六个概念作为逻辑主线，构建了一个逻辑清晰、层次分明的课程体系，旨在培养学生的核心素养，以适应未来社会的需求。其中给出对于三年级学段的学习内容为“在线学习与生活”模块，这和七年级学段的“互联网应用与创新”模块有着内在密不可分的联系，不仅体现了知识体系的连贯性，也展现了学习内容的逐步深入和拓展。

学生发展：探索跨学段项目式学习持续成长路径

1.小初高共享核心素养体系，适合跨学段综合设计课程

小学、初中信息科技课程与高中信息技术课程的学科核心素养均由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。小学阶段注重培养学生对信息的基本认识和敏感度，以及安全使用数字工具的意识；初中阶段则在此基础上进一步深化，引导学生探索信息的社会价值，并培养他们的创新思维；到了高中，课程更加注重培养学生的批判性思维、复杂问题的解决能力以及对信息社会责任的深刻理解。跨学段综合设计课程的思路不仅有助于学生在不同成长阶段能够接受到合适的、连续的教育，而且能够帮助学生适应快速变化的信息社会，形成完整的知识体系和能力结构，为未来的学习和工作生活打下坚实的基础。

2.遵循学生认知规律，选用项目式学习教学模式

项目式学习是一种以学生为中心的教学模式，它通过让学生主动参与和完成具有实际意义的项目，能够适应不同年龄段学生的学习需求和心理特点，从而促进学生的学习和发展。这种模式强调通过实践活动、探究学习和团队合作，激发学生的好奇心和创造力，同时促进他们批判性思维和问题解决能力的发展。在项目式学习过程中，教师根据学生的认知发展阶段设计合适的学习任务，使学生能够在具体的、有意义的情境中学习和应用知识。这种教学模式不仅能帮助学生建立起理论与实践之间的联系，还能够根据学生的兴趣和能力提供个性化的学习路径。

内容设计：构建深度学习导向的项目式学习框架

1.梳理课程内容，发现内在联系

伴随着高质量网络的飞速发展，以及人工智能的逐步普及，网络已经成为人们学习、生活、工作不可分割的一部分。新课程标准指出，三年级学习“在线学习与生活”模块，七年级学习“互联网应用与创新”模块。小学阶段，通过“在线学习与生活”模块的学习，学生能认识到网络在当今社会存在的意义与积极影响，能在线解决学习与生活中遇到的问题，体验到网络对解决问题的帮助。中学阶段，通过“互联网应用与创新”模块的学习，学生能加深对互联网及人工智能新技术的认识，初步具备利用互联网获取、整理信息并解决实际问题的能力。两个模块之间存在着紧密的内在联系，首先，在知识体系的连贯性上，“在线学习与生活”侧重于知识的初步认知与应用，而“互联网应用与创新”则进一步强调了对知识的深入理解和有效管理。其次，技术能力的递进性体上，“在线学习与生活”中主要是通过利用网络资源来解决具体问题，相比之下，“互联网应用与创新”则要求更高级的分析能力，以筛选和整合网络信息。最后，在实践应用的深化维度上，“在线学习与生活”关注于作为工具在日常学习生活中的应用，而“互联网应用与创新”则是互联网领域的创新实践。它们共同构成了一个完整的学习路径，帮助学生逐步适应飞速发展的社会需求，培养他们利用网络进行创新应用的能力。

2.基于深度学习实践模型，构建项目式学习框架

随着网络服务的不断优化和人工智能技术的融入，学生必须从小锻炼适应数字化社会的能力。对于三年级学生，这意味着在安全的网络环境中学习基本的在线交流和信息获取技能；而对于七年级学生，则需要更深层次的网络应用能力，如评估网络信息的可靠性和运用计算思维解决复杂问题。通过跨学段的项目式学习，学生能够逐步建立起对互联网的深刻理解，并培养在数字世界中有效沟通、协作和创新的能力，这对于他们未来在快速变化的技术环境中取得成功至关重要。

我们以学生认知规律为基础，融合两模块的内在联系，设计网络部分项目式学习框架图（图1）。通过引领性的学习主题和真实情境的创设，设定素养导向学习目标，提升学生利用互联网分析和解决问题的能力，发展计算思维。在挑战性的学习任务中，学生学习获取、整理、分享并积极客观地贡献信息，通过团队协作和持续性评价来提升自己的能力。开放性的学习环境结合网络工具和人工智能现有的大语言模型，支持学生的主动探索和创新。同时，知识来源于生活、应用于生活，通过互联网部分的学习和进一步迁移应用，辅助学习其他学科，鼓励“做中学”“用中学”“创中学”，凸显学生主体地位，促进实践能力的持续提升。

实践深化：实施跨学段项目式学习的行动

1.互联网搜索部分跨学段项目设计

三年级“在线学习与生活”模块内容要求（2）中指出：针对生活中的具体需求，采用合适方式开展在线搜索，获取有用信息和资源，知道信息的常见来源及存在的重要性；七年级“互联网应用与创新”模块内容要求（2）中指出：能够根据学习和交流的需要，使用互联网搜索、遴选、管理并贡献有价值的数据和资源，能够创建具有特色的作品。基于以上内容要求，作为“互联网功能”之一的“搜索”内容尤为适合跨学段项目式学习，能够在更综合的真实情境中强化学生的信息意识、提升其实践能力与迁移能力。

水资源作为地球上最宝贵的自然资源之一，在促进社会经济发展、保障生态平衡以及维护人类福祉等方面发挥着至关重要的作用。将项目主题定为“水资源保护”，目的是引导学生在小学阶段树立节水的价值观，在中学阶段成为节水的实践者。基于跨学段视角，我们整合学生认知发展特征，具体设计课时安排及实施。

2.三年级“水滴行动，绿色家园”项目实施

课时1：探秘自来水。在这一课时中，学生将通过观看动画视频、宣传海报及具体数据，了解自来水从自然水源到家庭水龙头的加工过程。学生分组协作实践动画实验软件中的模拟活动，并分享心得感受，了解水的净化过程不易，并认识到水资源是不可再生资源，从而激发保护水资源的意识。

课时2：搜索家乡水源地。为了了解家乡水源地，学生需要借助网络搜索。教师首先引导学生提出合理的问题，并从问题中提取出关键词，最后利用搜索引擎获取信息。通过实际操作，学生学会如何利用关键词进行有效搜索，并在分享环节讨论家乡水源地的特点、展示自己获取信息的方式，增强对本地水资源的认识和保护意识，同时学会从问题中提取关键词。

课时3：体验在线用水服务。通过上一课的学习，学生可以获取到很多网络信息，那么如何从搜索到的众多信息中找到真实、可靠的答案呢？本节课从信息来源、问题情境、采用数量及发布时间四个角度来分析筛选信息的策略，帮助学生认识到官方信息的重要性，并培养他们筛选和利用可靠信息的能力。学生将通过访问官方用水服务平台，学习如何获取和理解家庭用水数据。了解家庭用水情况有助于提高水资源的使用效率，建立节水意识，优化家庭用水习惯。此外，还可以842fc98b56d7160b702904df92d3e76e让学生认识到水资源的宝贵，树立他们的责任感。

课时4：争当节水小标兵。最后一课时主要是支持学生发挥创意，学生利用人工智能多模态大模型工具激发灵感，设计并制作自己的节水主题海报。针对节水主题，海报设计中强调图、文、数据三要素，以达到宣传的目的。通过海报设计，学生不仅能够展示他们的艺术才能，还能提升节水意识和责任心，最终通过海报展览向更广泛的社区传播节水的重要性。

3.七年级“智慧水利，绿色未来”项目实施

课时1：揭秘搜索原理。小学阶段已经在使用搜索引擎获取信息了，所以在初中阶段搜索部分将其工作原理安排在第一课时。学生通过不插电游戏的方式了解倒排索引，学习关键词如何通过匹配排名原理来响应查询。学生实践使用搜索引擎，并分析不同问题搜索结果的排名机制，从而更快、更准地利用搜索引擎获取信息。

课时2：了解智慧水利。本课时主要引导学生通过互联网搜索初步探索智慧水利这一新兴领域，让学生在了解其基本概念、关键技术和实际应用的同时，培养他们筛选和整理信息的能力。“智慧水利”在2022年才被列入高校专业名单中，面对新领域，学生会有非常多的问题。教师引导学生梳理问题集，并利用思维导图工具整理信息，形成对智慧水利宏观的认识。

课时3：探索提示模版。为了解决课时2生成的问题集，学生借助人工智能大语言模型，实践不同提问方式下的应答内容差异，明确提示词所需的关注点。学生通过从角色、任务、提示上下文、输出指示及提示参数这五个方面，探索构建有效的提示模版来引导大语言模型生成智慧水利领域更加准确和有用的信息。经过多轮迭代，学生优化他们的提示模版，以提高与模型交互的效果。

课时4：创建智慧水利智能体。在课时3的基础上，学生将进一步利用人工智能大语言模型优化提示模版，创建一个专注于智慧水利领域的智能体。这个智能体能够回答有关智慧水利的问题，学生分享项目成果交流经验，加深对智慧水利领域的理解，树立对水资源的尊重和保护意识，学会用创新和可持续的方式思考、解决问题，从而共同肩负起构建绿色、智能、和谐的未来社会责任。

4.跨学段项目实施效果总结

在小学三年级的“水滴行动，绿色家园”项目和初中七年级“智慧水利，绿色未来”项目中，学生通过互联网搜索和人工智能多模态大模型等平台获取、整理、分享并贡献有价值的信息，这一过程不仅体现了知识与技能的互通性，也展现了他们思维能力的螺旋式上升。从小学到中学，学生由浅入深地理解水资源保护的重要性，从基础的信息搜索到利用人工智能技术进行复杂问题的探索和解决，有效提升了核心素养。通过跨学段的项目设计，学生在不同教育阶段的学习相互联系，逐步深入，从节水意识的培养到水资源管理的创新实践，为成为具有社会责任感和创新精神的公民奠定了坚实的基础。