基于项目式学习构建信息技术高效课堂

项目式学习指的是在教师的指导下，以生活中真实的问题作为基点，引导学生灵活利用各种有效的资源与工具，开展项目确定、方案制定、合作探究、实践操作、成果分享、总结评价等一系列活动，以此来提高学生的问题解决能力，加深学生对所学知识的内化与应用。在小学信息技术教学中，项目式学习的运用有助于学生围绕着特定问题去开展复杂性的学习，具有开放性、创新性、综合性、实践性等多个方面的特点。教师应该通过课题的科学设计、教学资源的灵活运用，开展深度的学习活动，带动学生在项目式学习中自主探究、推理论证，以此来构建完善的信息技术知识体系，提高对知识、技术的应用能力。一、基于生活情境，设置课题生活情境指的是在小学信息技术教学中，教师以小学生的生活为基本素材，为学生创设真实生动的教学情境，在增强学生体验感知的基础上，帮助他们发现身边的信息技术。在生活情境营造的过程中，教师需要遵循生本理念的原则，尤其是在项目式学习中，教师应该尽可能调动学生已有的生活经验，将看似抽象的信息技术知识与生活紧密衔接在一起，以此来推动小学信息技术项目式学习活动的高效开展。2017年9月，教育部发布的《中小学综合实践活动课程指导纲要》中也对综合实践类活动项目主题的选择提出了较为明确的要求，指出教师应该依托于真实的情境去设置相应的主题，调动每个小学生参与项目式学习的积极性与能动性。课题的选择是小学信息技术课程项目式学习的蓝图，需以开放性、生成性、可操作性为方向，保障课题能够贴近学生的实际生活经验。以《人工智能的应用》的教学为例，近年来我国人工智能技术的发展速度不断加快，为了引导小学生加深对人工智能技术的认知，为今后技术类人才的培养打下坚实的基础。2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，在中小学阶段开设人工智能技术课程。而在《江苏省义务教育信息技术课程指导纲要（2017版）》也将人工智能教学视为模拟、加深、拓展人的智能应用的技术学科，作为“必修”模块的学习内容。教师在深入了解人工智能教学重要性的基础上，通过沟通交流、观察分析，了解学生日常生活中的人工智能技术、学生对人工智能技术的认知情况及掌握水平，将其作为确定课题的入手点与关键点。因此，教师在项目式学习活动开展之前，先开展了前期导入活动，利用多媒体、生活化资源等来构建了真实的生活情境，列举了生活中常见的人工智能技术应用场面，包括AI技术、智能机器人、涉及人工智能技术的APP等。学生在这些元素的带动下，形成人工智能技术学习与探究的兴趣。在此基础上，教师再开展讨论活动，将人工智能技术的基本原理融入其中。教师则在生活化情境的支持下，将人工智能应用教学的课题确定为“生活中的人工智能技术”。课题的选择为项目式学习活动的开展找到明确的方向，有助于提高项目式学习活动开展的整体水平。为了设置科学合理、学生感兴趣的课题，教师需要明确项目课题应该源于生活，从学生身边的事物出发，围绕着学生的生活经验开展后续的项目学习活动。二、推送微课资源，自主探究微课是科学技术发展推动下与教学相结合而产生的一种创新性、时代性的教学模式，这种教学模式是以微型视频为载体，针对具体的知识点、教学环节而设计开发的课程资源［1］。在小学信息技术教学的过程中，微课所涉及的知识内容呈现出了点状分布的特点，教师可以通过微课来对某个软件进行介绍，也可以突出信息技术教学中的重点、难点，加深对信息技术相关概念知识的讲解。在微课的支持下，教师也可以对某种技术操作技能进行演示，将其作为课堂教学的有力助手。相对于传统的教学资源，微课在形式与内容上具有短小精悍、主题明确、视觉效果直观等多个方面的特点，教师可以通过微课的优化设计，增强其对学生的吸引力。在项目式学习中，教师也可以通过微课的推送，成为活动开展的索引，引导学生在知识的感染与带动下，形成自主探究的意识。小学阶段的学生在思维认知上仍然以感性为主，对一切新鲜的事物都有着强烈的好奇心、探知欲，但是学生的归纳能力、分析能力较差，需要经过前期的引导来调动学生的主动探究。在“生活中的人工智能技术”这一项目活动之中，教师就结合小学生的思维认知、兴趣爱好、生活经验等提前录制、制作了与人工智能技术有关的微课，包括《人工智能的前世今生》《语音识别技术的原理》《语音合成的技术揭秘》《有趣的文字识别》《生活中的人脸识别》《机器人的行走》等微课。这些微课内容不仅展现了什么是人工智能技术，还展现了生活中人工智能的应用方向、应用原理等多个方面的内容。教师在项目式学习中，通过线上社交软件、教学平台将微课提前下放。在发放微课的同时，教师还提出了具有探究性、思考性的问题：除了微课中的人工智能技术以外，生活中还有哪些人工智能技术？这些人工智能技术为我们的生活带来了哪些方面的影响？人工智能技术应用到哪些原理？在这些问题的引导下，教师应鼓励学生在把握技术原理的基础上，把握人工智能技术的应用方向与整体趋势。微课资源的设计利用对推动学生自主探究项目式学习具有重要的意义，但也对教师的微课设计能力、项目式学习活动的开展提出了更高的要求。在微课内容的设计上，教师应该做到点到为止，通过“留白”来拓展学生的思考空间。三、指导深度学习，制定方案深度学习指的是在基础性、理解性学习的同时，引导学生开展批判学习等活动，主动去继承学习新的思想，不断对现有的认知结构加以突破完善［2］。深度学习要求学生能够对众多思想、知识点进行串联，将现有的知识迁移融入到新的情境之中，提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。小学信息技术的新课标中对学生深度学习活动的开展做出了详细的规定，关注学生批判思维、科学精神、问题解决能力的培养，因此教师在项目式学习活动中，需打破固有思维，多开展深度学习的活动。为了推动深度学习活动的开展，教师以具体主题内容、教学问题为引，让学生沟通讨论，合作学习，共同制定问题的解决方案，并在后续的实践活动中进行论证与完善，实现批判式的理解与运用。例如，在展示光控灯这一人工智能技术时，教师先通过微课等资源，构建了生活化的情境，展示了学生现实生活中常见的光控灯，鼓励学生对光控灯工作的原理进行初步的探讨分析，以此来确定本节课的项目主题：设计Micro：bit光控灯。在前期活动的支持下，学生的兴趣得到了进一步的调动。而在接下来的项目活动中，学生需要通过画图等多种方式，对Micro：bit光控灯所涉及的核心技术、运作流程进行整合。学生需要通过捕捉光纤的虚拟值，对光控灯灯亮、灯灭的临界值进行提炼，并通过判断来破解程序控制的重难点。在这一过程中，学生需要仔细观察Micro：bit光控灯的运作，加强对项目的观看分析与系统规划，根据自己的思路来绘制制作的方法与步骤。随后，教师又为学生布置了接下来的项目任务，引导学生设计制作一个声控、光控同步操作的灯。学生需要根据前期知识技能的积累，加强与同伴之间的讨论，共同制定技术设计与运用的方案。在项目式学习中开展小组合作活动，引导能力不同的学生互相配合，共同交流自己的思维，探讨如何解决信息技术学习中存在的问题，在合作中帮助学生构建完整的信息技术知识体系，促进开展深度学习活动。四、加强实践操作，推理验证任何项目式学习活动的开展都需要学生的自主实践、亲身操作，在完成项目任务的过程中，主动发现问题，在实践中对之前的方案进行论证。相比较其他的动手操作，信息技术的运用具有一定的难度，要求信息化思维、软件技术手段的同步运用。教师需要给予学生实践操作的机会，同时还需要扮演好辅助者、启发者的重要角色，动态跟进、合理指导、监督评价学生实践操作的过程，协调解决过程中可能发生的任何情况，鼓励学生亲身参与到作品创作、动手实践之中。项目式学习中的实践操作需要以学生对信息技术知识、技能的掌握为基础，在正式开展实践操作之前，教师需对学生的现有知识体系加以分析，并提供给学生充足的时间与机会，进一步提高项目式学习活动开展的水平。例如，有学生在项目式学习的驱动下，已经对人工智能技术中的机器人行走等有了基础性的认知与理解，也为学生后续的实践操作打下了良好的基础。在正式的操作中，教师先为学生新建了一个程序，自定义了black、max两个变量。其中，black变量指的是机器人行走场地与轨迹线感光值的中间值，而max则代表了机器人行走的状态。学生需要通过计算black值，在对变量进行定义的基础上完成程序的初始化操作。在接下来的操作中，教师再引导学生一起设置灰度传感器，了解机器人沿线走主要有几种参数值，对编程操作进行学习尝试。教师还对机器人项目式学习活动的开展进行了深化，布置小组探究任务，让学生共同探究机器人在黑线上行走、机器人左偏与右偏、机器人完全左偏与完全右偏这五种行走路线的编程方式，对程序的参数值进行不断的调试与修正，锻炼学生举一反三的实践能力与创新能力。在完成所有的编程操作之后，教师可以引导学生将编写好的程序下载到机器人的主板上，对自己的实践操作进行推理验证。在动手操作中，很多学生的操作能力、创新能力有限，仅是根据教师之前的演示、搜集到的操作过程，将这些流程重新复原一遍。但一旦在自身操作中遇到问题，那么学生就会变得手足无措。为了改善这一现象，教师可以通过提问引导、任务驱动等多种不同的方式，逐步解决学生在实践操作中的困境。五、拓展学科视野，深化素养在小学信息技术教学的过程中，项目式学习活动的开展是一个循序渐进、层层递进的过程，需要根据学生知识能力、思维视野的拓宽，不断深化其中的知识内容，开展有步骤、有计划的教学。为了提高信息技术项目式学习的整体效果，教师应打破现有学科的限制，注重多门学科之间的知识融通与有效应用，对现有的教学系统进行优化设计，以此来深化学生的信息素养，也让学生在实践探究的过程中提升自我的科学态度与责任意识。对此，教师可以将科学、艺术、工程、数学、语文等多门学科融入到项目式学习之中。例如在工程学科知识的融入中，教师可关注学生工程意识的培养，让学生代入工程设计的思想，对操作的流程进行优化，更好地解决项目式学习的问题。在探究人工智能机器人项目的过程中，教师就融入了历史学科的相关知识，通过增加项目式学习的人文性、趣味性，进一步减轻了学生的学习负担。例如在导入阶段，教师就通过多媒体呈现了建党历史的相关图片，在学生对历史形成探究兴趣的基础上，再引入“小爱同学”这类人工智能机器人，配合开展智能语音的历史知识问答活动，激活学生展开能动的思考。在前期活动的引导下，教师带领学生一起梳理与总结智能语音机器人的工作流程，并通过PPT、微课等多种不同的方式，帮助学生了解语音识别、语音合成等相关技术的原理。再以物理学知识的融入为例，在项目式学习活动中，教师可以引入空气吉他的人工智能课程。在引入项目主题之后，教师可以引导学生思考吉他的发声方式，并具体讲解振动的频率是如何影响声音的高低、振动的时间是如何影响音长。学生在分析与探索的基础上，再利用超声波传感器检测距离来确定音调，将信息技术与物理学科知识紧密结合，运用空气吉他对音乐进行演奏。项目式学习需教师把握不同学科之间的联系，