面向核心素养的信息技术项目式教学实践

【摘要】本文运用项目式教学策略，以“新的伙伴机器人”单元知识点为基础进行教学设计，探索在项目式教学中落实学生核心素养的培养，以期推动信息技术教学的不断发展。【关键词】核心素养;项目式教学;信息技术;教学设计项目式教学立足于真实的情境，是一种围绕项目开展的教学模式，学生通过完成一个完整的项目任务学习理解重要的观念、概念并用于提升能力和指导生活[1]。信息技术教师在向学生传授基本知识的同时，要着重培养其运用所学知识解决生活实际问题的能力，二者在学生发展方向上的追求目标是一致的。本文基于“新的伙伴机器人”单元知识点，以培养学生核心素养为目标，探索项目式教学的案例和经验。教学设计本课教学内容选自中国地图出版社六年级信息技术第五单元“新的伙伴机器人”。在本课中，学生将在了解声音传感器工作原理的基础上编写程序，利用声音传感器等器材设计制作智能作品。本课的教学对象是六年级的学生，他们通过之前的学习已经具备了一定的编程基础，能够利用循环、条件判断指令来编写程序，并且已经了解了智能电子硬件的分类，具备基本的机器人调试能力。经课前问卷调查发现，大部分学生知道声音传感器可以感知声音分贝，但对于声音传感器的工作原理并不清楚。同时，他们思维活跃、想象力丰富，但是将脑海中的想法转化为描述性语言，再转化为算法流程图，最终转化为图形化编程指令，还需要进一步学习。基于此，结合本单元知识点，本文设计了“助力智慧生活我能行”项目活动，该项目来源于真实情境，具有一定的复杂性，可以更好地帮助学生了解声音传感器，感受科技的力量，并根据需求合理设计制作智能作品，解决实际问题。本项目旨在实现以下教学目标：学生通过自主探究，了解声音传感器的功能及工作原理，有意愿利用声音传感器等智能硬件设计、制作智能作品;在利用声音传感器等智能硬件设计、制作智能作品的过程中，经历将创意转化为流程图，再转化为图形化编程指令的过程，编写恰当的程序控制智能电子硬件，能根据生活实际，合理设计与修改完善程序，初步形成利用程序设计解决实际生活问题的意识;能够利用电子教材等学习资源，开展相互交流评价，解决程序设计中遇到的困难，完成智能作品的制作;在利用声音传感器等智能硬件设计、制作智能作品的过程中，利用所学知识帮助身边的人，解决生活中的实际问题，提高信息社会责任意识。教学实施1.问题分析，引入项目首先，教师展示课前制作的声控小车，由学生尝试控制小车的启动与停止。教师提问：小车的启动与停止是由什么控制的？学生以小组为单位进行分析并通过拍手活动验证出：声音是控制小车启动的关键因素。通过演示、猜测并验证声控小车启动的原因，进一步激发学生的探究欲望，为引出本课项目主题——“助力智慧生活我能行”做好铺垫。教师接下来播放视频，展示生活中利用声音控制的智能产品，引导学生分析：智能产品是通过声音传感器这一设备来感知声音，以此激发学生兴趣。2.初步感知，学习新知教师向学生展示自学材料，并布置自学任务：声音传感器是如何收集声音分贝的，声音传感器的功能是什么。学生通过阅读自学材料，分析问题，得出结论：声音传感器通过间接测量来感知声音，输出信号。接下来由教师带领学生回顾机器人的组成部分：感知系统、控制系统、执行系统与声音传感器有异曲同工之处，大部分智能产品也由这三部分所组成。师生共同讨论分析，得出结论：智能产品是通过感知系统发送感知信号给控制系统，再由控制系统发送执行信号给执行系统来实现智能化运转的。通过新旧知识间的联系，明确智能产品的运转机制，为接下来自主设计、制作智能作品打下坚实基础。3.完成项目，巩固提升教师播放课前制作的声控小车教学视频，带领学生分析、描述程序功能，画出程序流程图，借助流程图引导学生猜测声控小车程序需要的程序指令。通过引导学生分析作品需求，使其能够将演示动作转化为描述性语言，再转化为算法流程图，最终转化为图形化编程指令。启发学生思考利用声音传感器结合现有器材还能设计、制作哪些家庭智能作品，助力智慧生活，完成项目活动。首先，每个小组通过头脑风暴进行项目的确定与分析，确定各自制作的智能作品主题、用途等，并完成導学案中程序流程图的绘制。各小组介绍创意，展示其程序流程图，师生共同分析讨论，解决流程图中存在的问题并提出优化建议。接下来进行作品的制作，各小组根据具体设计要求，找出相应器材，将流程图转化为图形化编程指令，完成智能作品，教师巡视并给予不同程度的指导。最后进行项目展示，评选出既有设计亮点又能助力生活实际的智能作品，小组之间互相交流、开拓思维、取长补短，教师再对各组作品进行总结评价与建议。通过这一环节，让学生体验将创意变成现实的过程，培养学生创新意识。4.项目总结，延伸拓展师生共同回顾项目活动全过程，梳理本节课所学内容与收获，帮助学生建立知识体系。融入学科思政教育，激发学生努力学习科学技术、建设祖国的热情，为继续学习机器人相关知识打下基础。教学反思1.增强了信息意识学生通过自主探究活动，基于教师所提问题，从学习材料的大量信息中提取关键信息，寻找问题答案，并亲自动手感知智能作品。学生经过问题的提出、分析与解决，了解了声音传感器的功能及工作原理，激发了学习兴趣，培养了信息意识。2.培养了计算思维学生在学习声音传感器的相关知识以及对智能作品的感知后，进行智能作品的设计制作，完成项目活动。其中项目分析的过程是对学生进行有意识地引导，旨在培养学生在“动手做”之前先进行“动脑思”。而项目制作过程的梳理也是在学生实践基础上，由师生共同分析得出，使得量规的“指引”性和过程的内化更具实效性。学生在完成项目活动的过程中将头脑中的创意转化为描述性语言，绘画算法流程图后编写图形化编程指令，最后进行搭建调试，实现智能作品的完成，并且根据实际情况进行测试、修改、完善，初步形成了利用编程思想解决生活实际问题的意识。由此，较好地培养了学生的计算思维。3.提高了数字化学习与创新能力学生能够利用电子教材等学习资源自主探究，实现数字化学习。在项目活动中，通过头脑风暴来培养学生发散性思维与创新意识，自主设计智能作品，完成创意、流程图绘制、图形化编程语言的编写等步骤，并能够解决程序设计与搭建调试中遇到的困难，最终完成智能作品的制作，