基于核心素养的信息技术教学设计研究与应用*
一、引言
2017版普通高中信息技术新课标的提出，是为了解决以往高中信息技术学科被边缘化和学生创新能力不足的问题，同时明确信息技术学科核心素养的四个部分：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。[1]并提出以学生为中心，以项目整合教学内容来落实信息技术学科核心素养。其目的在于从国际化视角，培养学生的必备品格和关键能力，落实立德树人的要求，培养适应数字化时代的合格公民。项目教学法就是在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价,都由学生自己负责，学生通过项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。[2]许多高中信息技术教师反映“老教材，新教法”、抓不住项目教学的内涵和本质、缺少实践和实施困难等问题。因此，建立与学生兴趣和社会生活相关的项目主题，建立可操作的优秀项目模式和案例，显得尤为重要。
二、基于新课标的项目教学模式设计
为了帮助教师进行项目设计、项目教学与评价，笔者研究了相关文献，结合老师反映的问题和经验，探究创新出“同一主题，多种形式”的项目教学模式，如图1所示。
图1 项目教学模式
此项目教学模式以培养创造性问题解决能力为突破口，让学生根据已有认知和兴趣思考问题，提出自己的具体项目，进行有意义建构和深度探究学习。教学评估要凸显以学习为本。[3]学生创新个性化项目以兴趣促进合作能力提升，在深度探究中以创造性解决问题来培养实践创新能力。由此提升学生在学习过程中的主体性，即积极性、主动性、创造性[4]。基于新课标进行高中信息技术“必修一”第八单元《人工智能》的教学设计。
1.教学分析，提炼核心素养
根据分析教材和教学内容及学情来确定知识技能目标，并提炼本单元的学科核心素养目标（和核心素养目标），通过本单元学习来重点培养学生的数字化学习与创新和信息社会责任（实践创新能力）。如表1所示。
表1 单元教学目标
采用翻转课堂的组织形式开展项目教学[6]。将教学资源发给学生，学生观看课件和微课提前预习，教师制定学习任务表供学生学习自测，在课前完成知识内化。如表2所示。
表2 学习任务
2.项目主题与方案设计
在新课标落实中，教师要从教学激励、项目示范、发现教学、合作教学、教学评价等方面入手，引导学生自主地发现问题,从而转变学生的学习方式，体现学生的主体性。[7]
（1）确定项目主题
为了让学生体会人工智能带来的领域巨变，主题设定为学生用过或者看到过的智能系统的模型解析（用学到的人工智能技术解决问题）。典型案例剖析采用学生比较熟悉的智能校园管理系统，通过带学生实地参观或播放视频的方式，让学生体验人工智能和智能信息处理对学校工作效率的极大提高，使学生深入了解人工智能技术。项目要求完成一个简单的智能系统模型，并用数字化工具进行小组汇报。优秀作品展示如图2所示。
图2 优秀作品——智能教室系统模型
（2）提供项目案例
教师提供四个具体项目，供学生选择探究，启发学生思考。两个教育方面较简单的项目，即学生用过的“猿题库”和“微软小英”，让学生积极思考其中用到的人工智能技术。两个有难度的项目，即交通领域“智能导航系统”和商业购物“无人商店”。学生网上查找相关的项目资料。教师播放视频“人工智能在九个领域带来的巨变”，让学生体会人工智能在信息社会中起到重要的促进作用。通过四个项目和视频中的案例，引导学生汇报自己选择的方案或自己创新的项目方案。
（3）制定项目方案
引导学生兴趣分组，鼓励思考自己的创新项目并完成项目方案和小组任务分工表。教师根据组员的能力来引导学生完成项目方案和分工表，如表3所示（内容可自行调整）。
表3 任务分工表
（4）教师辅助
教师在小组间巡视。对优秀小组鼓励其思考创新项目。对小组协作无法完成的困难进行帮助和策略指导。对有困难的小组进行情感激励和指导，确保学生的项目方案顺利完成。
3.项目实施
各小组完成项目方案后，教师引导小组进行项目制作。
（1）小组协作，深度探究
学生通过网上查找相关项目资料进行头脑风暴，创新解决问题，完成智能系统模型。
（2）教师辅助，跟踪进度
教师要时刻关注各小组的进度和学习的投入度。对于方向偏离的同学给予及时提醒。
4.项目交流与评价
（1）小组汇报与改进
小组按顺序派代表进行汇报。教师和小组代表对项目提出改进意见。教师要引导小组发现系统中的问题，如项目是否考虑到社会和安全问题：人脸和身份信息是否会被不法分子利用？地图导航将人导航到断桥谁来负责？引导小组讨论人工智能应用可能引发的社会问题，并试着提出对应策略，教师最后进行总结。
（2）基于新课标围绕学科核心素养开展评价
参考评价体系制定合理的评价标准和可行的评价方式[8]。采用多种评价方式，注重对学生学习过程的评价。评价原则要以全体学生为主体科学合理且公平公正。评价方式为学生自评，小组评价和教师评价相结合。设计了学生评价表和项目评价表两份评价量表发放给学生，如表4、表5所示。表4学生人手一张，对知识技能和学科核心素养程度进行评价。表5每小组一张，对项目完成度、协作和创新等方面进行评价。引导学生完成评价表，并评选出优秀项目和优秀之星。
（3）拓展思维，展望未来
回顾课程内容并展望智能社会。提供拓展资源包，供有兴趣的同学进行深入学习。
三、项目教学实践
为了验证此项目教学模式的有效性和合理性，笔者对石河子市第一中学的两个班级进行了等组对照实验。实验对象为同一高中挑选程度中等、成绩水平相近、学习态度相似的两个高一班级。教学由同一个教师来进行，内容为必修一第八单元《人工智能》。班级人数都为30人。对班级A采用项目教学法，对班级B采用传统项目教学方法，两个班级都提交了六份作品。实验结束后对两个班级的知识技能掌握，核心素养的提高，学生学习投入度等进行了比较，结果如表6和表7所示。
表4 学生评价表学生自评：（学生自主填写，满分100分，各项后面数字为各项最高得分）
1.学习兴趣和学习专注度
A班学生的学习兴趣大大提高，29人课堂精神活跃，学生学习专注度比B班显著提高，能够在兴趣驱动下进行深度探究，利用数字化工具创造性地设计出问题解决方案或模型（数字化学习与创新）。B班只有10人对学习很感兴趣，有5位学生精力没有集中在项目上。
表5 项目评价表组间互评：（小组讨论后由组长代填写，自评和他组满分都为100分）
表6 各项学生态度统计
表7 各项综评分析
2.教师教学方式和小组协作
B班对教师教学方式的厌恶人数比A班大，达10个。对小组协作厌恶的人数多达8个。A班有28人以上对此项目模式和兴趣分组表示喜爱。A班学生的课堂交流更频繁，协作默契度高，更能够根据人工智能引发的社会问题积极讨论对应的策略，成为信息社会的积极参与者。（信息社会责任）
3.实践创新能力和创造作品满意度
B组有20人对自己的作品不自信，询问原因为学生觉得作品重复较多创新较少，或没有体现自己的最佳水平。A班只有一位同学认为创新能力弱，29人都愿意交流展示作品。
4.学习目标和学习内容的掌握情况
从个人综评和项目综评来看，A班的优秀26人和24人，明显大于B班的19人和18人。从单元综评来看，A班2人需要加油，而B班有6位同学未完成学习任务。
5.学生作品对比
通过对学生作品进行对比，结果如表8所示。
表8 学生作品对比
四、结论与反思
1.优点
（1）项目模式结合了翻转课堂的理念。把基础知识和技能用精彩的课件和微课视频提前发给学生学习。通过附上学习任务表方便学生自学自测，在课堂上重点完成项目探究。
（2）提出“同一主题，多种形式”的项目教学模式，以培养创造性问题解决能力为突破口，通过典型的项目案例剖析、丰富的项目案例和视频资源，启发学生小组协作探究来创造性完成项目。该模式的有效性和可操作性强，能够帮助教师开展项目教学和评价，真正提升学生的核心素养。
（3）创新项目构建个性化教学。同一项目主题下，不同兴趣的学生选择不同的具体项目，关注不同的知识领域进行有意义的建构，从而在核心素养的基础上培养学生不同的素养特长，促进学生的个性化成长，使学生的创新能力显著提高。
2.不足
（1）教师要提升课堂掌控能力。如提前进行模拟授课，在教学中合理控制项目方案设计的时间，更多留给小组协作探究来完成作品。
（2）教师的跨学科教学能力和资源开发能力有待提高。
（3）教学评价设计不够完善。注重对学生学习过程的评价，在评价中落实核心素养。
[1]中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社.
[2]邬彤.基于项目的学习在信息技术教学中的应用[J].中国电化教育，2009(6)：95-98.
[3]胡燕红.面向核心素养的教学设计转型[J].教学与管理，2017(34)：5-8.
[4]褚宏启.为信息技术找到灵魂[J].中国远程教育，2018(9)：13-14.
[5]解月光，杨鑫，付海东.高中学生信息技术学科核心素养的描述与分级[J].中国电化教育，2017(5)：8-14.
[6]朱荣，李晓飞，李顺.基于翻转课堂的项目教学模式研究与实践——以“计算机图文设计”课程为例[J].中国远程教育，2016(5)：29-35，80.
[7]江萍萍，姚月仙.从教师提出问题走向学生发现问题——在新课程中转变学生的学习方式[J].教育与教学研究，2012，26(1)：44-48.
[8]肖广德，魏雄鹰，黄荣怀.面向学科核心素养的高中信息技术课程评价建议[J].中国电化教育，2017(1)：33-37.
