中小学信息技术项目式学习创新课程的设计与实施

曲宏涛 刘荣

摘   要：我国基础教育课程改革正走向一个崭新的历史阶段，现如今，国内已明确提出学校学生发展的核心素养体系，并正着力建设完善以学生发展核心素养为主线的学校基础教育课程体系。发展核心素养，是通过综合运用专业知识、观念、方式方法，在信息化、全球化、学习型的社会中面临复杂情境时，在处理现实问题的过程中，所体现出的基本价值观念、必备品格、重要能力。项目式学习是学校实现对学生核心素养的培养、师生共同建构学习意义的重要方式。文章通过青岛市市北区在义务教育阶段中小学信息技术学科近三年的探究和实践，介绍中小学信息技术学科课程如何对传统课程内容、编程教学内容、人工智能教学内容进行项目式学习创新课程的设计与实施，以期为一线中小学信息技术教师利用项目式学习的方法进行课程开发与实践提供借鉴。

关键词：项目式学习;核心素养;课程设计

中图分类号：G434         文献标志码：A         文章编号：1673-8454（2022）06-0117-07

一、引言

我国基础教育课程改革正走向一个崭新的历史阶段，提出中国学生发展核心素养体系，并正着力建设完善以学生发展核心素养为主线的学校基础教育课程体系。[1]青岛市于2016年进行信息技术教材的改版，在新教材的实施中出现以下两个突出的问题。

（一）现有教材内容滞后于发展

虽然，新教材在小学增加图形化编程、3D打印、开源硬件等教学内容，在初中增加8课时的编程内容，但是，由于存在课时设计、硬件资源配置不均衡等问题，实施效果并不理想。特别是近年来人工智能的迅猛发展，原有教材内容的设置已远远跟不上时代的发展。

（二）学科教学思想和教学模式滞后

传统信息技术学科的教学内容以工具软件的系统学习为主，教学方法以任务驱动法为主，任务的设计主要围绕如何系统学习软件进行。教师往往对各种软件的功能进行深挖，而对学习软件真正的目的是什么，即学科的核心素养不够重视，这滞后于新的课程改革的要求。

发展核心素养，是通过运用所学知识形成观念和方法;个人在信息化、全球化、学习型社会中，面对复杂不确定的情境，在处理实际问题时所表现出来的基本价值观、必备品格、重要能力。项目式学习是以项目为主线、以教师为引导、以学生为主体的一种教学方式。本文通过青岛市市北区在近三年中，以项目式学习重构义务教育阶段课程内容的探究与实践，为中小学信息技术学科如何进行项目式创新课程的设计与实施提供借鉴。

二、理论基础

目前，国内中小学信息技术相关课程标准逐渐完善，且有赖于经典教育理论辅助，为中小学项目式学习的课程体系建设奠定良好的理论基础。

（一）国内课程标准

教育部颁布的《中小学信息技术课程指导纲要（试行）》中明确提出：基础教育阶段的课程设置应突出明确的课程目标，明确体现各学科阶段的教学侧重点，并注意提高学生运用信息技术对其他课程加以认识与研究的能力。[2]

教育部颁布的《普通高中信息技术课程标准（2017版2020年修订）》中提出：在高中信息技术课程的实施过程中，提倡采用项目式学习模式，把知识建构、技能训练、思维发展，整合到使用数字化工具解决问题并实现任务的工作流程中。同时，在课程中注意为学生创造学习机会，提高学生的课程参与度;学生间采用共享合作与协商的形式，提升信息意识，从而了解信息技术对人类社会产生的深远影响;作为社会参与者，在面对各种信息时，增强学生的责任感与行为能力，进而成为拥有较高信息技术素质的国家公民。[3]

（二）经典教育理论

1.建构主义理论

建构主义是认知学习理论的重要分支，于20世纪60年代初期由瑞士儿童学家、实验心理学家让·皮亚杰（Jean Piaget）从认知发展理论中最先提出。建构主义理论学者认为，知识是由学习者在特定情境下或社会文化背景中，在同伴与学习资料的辅助下，经由意义建构的方式所获得，而不是经由教师传授所获得的。[4]建构主义提出，学习者既是认知的主体，也是知识意义的积极建构者。在教学过程中，学习者在积极构建有利于建构意义的情境的基础上，通过收集分析运用相关资源，使当前所学习内容和自身原有知识相结合，最终实现自我意义的建立。在建构主义教学思想的指导下，可以形成一套有效的认知学习理论，实现较为理想的建构主义学习环境。

2.实用主义教育理论

美国教育家约翰·杜威（John Dewey）基于实用主义教育理论提出的以儿童本身的社会活动为中心的课程，强调“三中心论”的教育思想体系，即“以儿童经验为中心”“以社会儿童为中心”“以活动为中心”。[5]“以经验为中心”，要求所设置的课程结构与儿童的原有经验相联系，必须从儿童的兴趣出发。杜威认为，应该让儿童直接在各种游戏、活动、操作、研究、交往中获得经验，而教师则是儿童学习的帮助者、引导者;应将各门学科的教学或知识部分回归到最初的经验状态，并将其引入儿童生活，让儿童直接体验，实现经验与实践的联系。“以社会儿童为中心”则强调，将那些既符合儿童兴趣又体现社会现实的内容引入课程，使学校成为一个雏形的社会、真实的生活形式;兴趣是激发儿童学习以及经验养成的主要动力。杜威认为，活动课程应注意以儿童为中心，选用适合儿童发展的教材，使儿童能够理解。“以活动为中心”，要求在“儿童中心”和“社会中心”中以“活动”为联结，是“儿童中心”的延伸与发展。杜威认为，接受社会活动学习是儿童认识世界的最主要特征，通过活动学习，儿童获取知识和经验，综合提高动手操作能力和创造力。[5]

三、项目式学习

项目式学习（Project based learning，简称PBL），是以建构主义为核心理念、以学生为中心的教学模式。在该教学模式中，學习者以小组的形式解决处理真实、复杂、富有挑战性的问题，并完成需要深度思考、需要真实世界经验辅助解决问题的任务，同时，精心设计项目作品、策划并执行项目任务，最后逐步掌握专业知识、可迁移技能、逻辑思维能力，以及关键品格等核心素养。A0A7CFF6-7C29-4613-BA6E-9A87051CAEC8

现如今，教育者对项目式学习有不同的概念界定。巴克教育研究所（Buck Institute for Education）认为，项目式学习是学生通过在一段时间内研究一个有吸引力、真实、复杂的问题、课题或挑战后，所获得的重点知识和技能。上海教科院夏雪梅老师则认为，基于学习素养视角下的项目化学习具备再建构核心知识、创建真实的驱动性问题和成果、用高阶学习包裹低阶学习、将素养转化为持续的学习实践这四个特征。[6]现有研究表明，学生在项目式学习中，能够较大幅度提高学业成绩，同时，也能够极大程度地提升学生的问题解决能力、学习参与度、学习兴趣，以及合作并解决冲突能力。[7]

四、以新课程观进行项目式学习

课程的开发与设计

当代教育名家、著名的课程学者、基础教育课程研究的领军人钟启泉教授强调：“核心素养—课程标准（学科素养/跨学科素养）—单元设计—课时计划”是课程发展与教学实践中环环相扣的重要链环。青岛市市北区教育研究发展中心依据这一指导思想，对中小学信息技术学科项目式学习课程加以开发与设计。

（一）以核心素养和课程标准为核心进行项目式学习课程的设计

项目式学习的课程由两级骨干教师团队开发，一支骨干教师是区核心骨干教师团队，负责项目式学习活动的设计，完成项目目标（单元目标）、课时目标、课时任务的设计;另一支骨干教师团队则负责完成项目式学习活动课时的教学设计、教学资源的开发。通过三年的探究，形成项目式学习的设计流程，如图1所示。

1.以培养信息技术学科核心素养为目标，确立项目目标和项目课时目标

骨干教师在设计项目活动时，需要整体把握各年级、各项目的目标，根据不同年级学生的认知特点，设计项目的推进路径，注重学科融合目标，合理地渗透信息技术学科核心素养的培養。

2.信息技术的知识与技能在不同的项目活动中建构

在以往的信息技术学习过程中，会以单元或专题为模块，进行较为系统的信息技术知识和技能的学习。例如，会用一个学期，较为系统地学习编程，Office相关内容的学习也都集中在专门的模块和单元中。而项目式学习则打破系统学习知识的结构，将知识分散在不同的项目活动中，学生信息技术学科知识的建构是在不同的项目学习过程中循序渐进学习实现的。以市北区小学图形化编程三至五年级的学习为例，有六个图形化编程的学习项目分布在五个学期中，这种循序渐进的学习方式使学生能够扎实地掌握图形化编程的知识与技能;同时，基于真实情境的学习，对学生学科知识的掌握能力、问题的解决能力进行培养。

（二）以建构学科学习的意义为核心，探究课程教学实践的模式

区域内全体中小学信息技术教师进行教学实践，并形成实施流程：首先，根据项目目标和作品制订项目实施计划;其次，根据项目计划分课时实施项目学习;最后，基于学科融合，组织项目学习作品展示、交流、分享三步走的项目式学习实践。如图2所示。

在探究实施过程中，逐步总结出三种课堂教学模式，如图3所示。

1.项目活动的起始课

学生熟悉项目作品、明确项目目标、拟定实施方案。中低年级项目目标和实施计划的确定以教师引导为主，高年级则让学生参与项目目标和实施方案的设计。在起始课中需要让学生明确这个项目要完成一个什么样的真实的任务、作品的表现形式是什么样的、这个项目项需要如何完成、需要掌握哪些新的信息技术知识与技能。

2.项目活动的实施课

学生根据项目计划开展新知识的学习，逐步解决问题，完成作品。由于信息技术学科一周一节课的特点，在实施课中，让学生回顾项目目标能较好地明确每一节课在整个计划中的地位和作用。每节课进行项目打卡是一种行之有效的方法。在实施课中培养学生保存好自己项目作品的习惯，为学生利用多节课完成一个综合项目作品提供一定保障。

3.分享交流课

教师对学生如何进行项目作品的分享进行引导，注意从学科融合、技术应用、创新设计三个方面，组织交流、展示、评价。在项目学习中项目成果的分享与评价是项目活动的重中之重。

（三）以学科融合为落脚点，实现信息技术学科的三个转变

1.从关注工具特征到关注学科核心素养的转变

在项目学习活动设计时，以项目学习活动的需要，进行相关知识与技能的学习，强调知识与技能在真实情境中的应用能力。例如，在传统文化融合的项目“百变二十四节气冬季篇”中，通过学习Word表格的制作，整理网络资料，制作介绍冬季六个节气的表格作品。“春季篇”则是利用PowerPoint的知识和网络资源制作介绍春天节气的演示文稿。这两个项目只保留Office原有内容中最重要的知识和技能，也是学生平常最常用到的知识与技能。

2.从知识技能学习到在解决问题中发展的转变

在设计项目学习活动时，选择的项目内容旨在让学生通过学习来解决生活和学习中的实际问题。例如，六年级Python编程项目“我的体质监测查询器”旨在实现与体育学科的融合，学生利用自己编写的程序能查询自己的体质检测成绩;三年级Word、PowerPoint、图形化编程项目“垃圾分类小讲堂——生活垃圾巧分类”强调生活中的实际应用。

3.从单一学科知识的学习到多学科知识融合应用的转变

选择学生各学科中的相关知识和内容，学生一方面会比较熟悉和亲切，另一方面也能够通过技术的学习，达到技术和其他学科知识共同学习进步的目的。例如，六年级Python编程的学习项目“诗词大会”，学生在学习编程的同时能巩固和练习自己学习过的古诗;七年级的PowerPoint学习项目“古诗复习小助手”、七年级编程项目“玩转三角形”等，培养学生借助信息技术学科，对其他课程进行学习和探究的能力。

五、中小学信息技术项目式学习A0A7CFF6-7C29-4613-BA6E-9A87051CAEC8

创新课程案例介绍

（一）传统学科内容项目式学习创新课程

传统信息技术学科的学习内容主要针对Word、PowerPoint、Excel、Flash、网页制作、图形图像的处理、多媒体等内容。根据目前青岛市中小学信息技术课程的授课情况，发现大部分学校已对原有传统学科内容进行删减和升级，构建了系列Word、PowerPoint、Excel项目式学习创新课程。中小学Office传统教学内容调整后的学习项目及课时如图4所示。

本研究以传统学科内容的项目式学习课程“百变二十四节气春季篇”为例，进行详细介绍。该课程主要运用PowerPoint软件，针对三年级学生开展项目式学习课程教学。在该课程中，学习活动总目标要求学生通过制作春季节气演示文稿、PPT作品等系列任务，在运用信息技术完成项目式作品的过程中，提升学生的信息素養，培养学生的自主探究、合作学习能力。该课程安排“冬去春来”“寻找春天”“春色满园”“万紫千红总是春”“交流、评价与分享”五个课时进行，对已有知识进行回顾并探索新知，采用自主探究、合作学习、教师迁移、交流分享等多种活动形式，完成项目式学习作品，充分培养学生的技术素养和合作能力，提升学生的综合能力。

（二）编程教学项目式学习创新课程

在编程教学项目式学习创新课程中，着重从图形化编程项目和Python编程入手，系统构建新型课程架构。小学中低年级注重图形化编程和LOGO语言的系列学习，小学中高年级和初中阶段注重Python编程语言的系列学习，培养学生的逻辑思维能力。中小学图形化编程课程学习项目及课时如图5所示。中小学Python编程教学学习项目及课时如图6所示。

本研究以编程教学项目式学习课程——“诗词大会”为例，进行详细介绍。该课程借助Python编程语言，针对六年级学生开展项目式学习课程教学。在该课程中，学习活动总目标要求学生制作并编写古诗展示程序，掌握Python的基本运用，重温中华经典诗词歌赋，继承发扬中华优秀传统文化。该课程安排“中秋诗会”“古诗接龙”两个课时进行，通过观看微课视频、独立编程、两人合作等课程组织形式，完成项目式课程作品，初步掌握编程语言规范，并培养学生的合作意识。

（三）人工智能项目式学习创新课程

人工智能课程分为人工智能体验初级、人工智能体验进阶两大板块，围绕体验和探究两个核心展开。市北区是青岛市的一个老城区，采取以信息技术课承载人工智能课程的方式开展人工智能教育，并要求三到八年级每学期不少于三课时的人工智能课程内容。此外，学校硬件条件差别很大，只有三分之一学校的计算机教室的学生机有摄像头、二分之一学校的学生机只有耳麦，还有一些学校的学生机既没有摄像头也没有耳麦。根据各校硬件配置情况，提出的三种实施模式主要有图像识别、声音识别、教师示范让学生上教师机体验等，并开发丰富的人工智能项目学习课程内容供学校选择，如图7所示。中小学人工智能项目内容及课时情况如图8所示。

本研究以人工智能项目式学习课程“情绪测试仪——人脸情绪识别”为例，进行详细介绍。该课程借助“情绪测试仪” 游戏，针对四年级学生开展项目式学习课程教学。在该课程中，学习活动总目标要求学生通过试玩项目式游戏，激发学生兴趣，在了解AI功能“人体识别”的基础上，让学生尝试搭建新模块“情绪识别”，在完善作品的过程中，既培养学生的编程思维，又注重对动手操作能力和创新能力的培养。该课程安排“初识AI服务功能中的情绪识别”和“设计智能情绪测试仪”两个课时进行，通过试玩游戏、体验项目基础操作，以小组合作、自主探究的形式，组织学生在现有游戏中添加“情绪识别”模块，并交流分享程序作品，锻炼提高语言表达能力。

六、问题与思考

（一）项目式学习过程中的知识统整较难

以往以单元或专题为模块，进行较为系统的信息技术知识和技能的学习，而项目式学习的教学旨在打破这种模式，根据项目目标需要，将知识与技能分散在不同的项目学习活动中，很难在一个项目中系统完整地学习知识。如何对知识进行统整成为难点。目前，通过设计知识图谱，帮助教师对分散在不同项目中的知识进行归纳。

（二）项目式学习起始阶段项目作品的预设计学生参与较少

目前，大多数项目在起始阶段呈现的作品是由教师提前设计而成的，如何让学生更多地参与到项目作品的预设中、参与到项目实施的计划中，是课程设计过程中需要考虑的问题。现阶段，解决该问题的主要方法是，在项目教学的实施过程中让学生添加一些个性化的设计，或在分享作品时加入不一样的创意。现阶段，虽然已经在教学实施过程中添加相应的个性化设计，但仍存在相关设计未充分考虑学习者现有知识水平、未充分调动学习者积极性等问题。

（三）没有合适的平台对项目式学习过程进行记录

除了部分一课时的微项目以外，学生都需要两课时以上才能完成项目作品。目前，仍旧缺乏系统的课程管理平台，对学生每节课的过程性作品进行保存和评价。现阶段，主要采取在电脑上建立个人文件夹进行保存的方法，这样经常会出现学生作品丢失的情况。采用上交每节课电子作品、下节课再下发作品的方法，又不能很好地保证学生独立完成作品。后续，需要加大对过程性数据课程管理平台的开发和探索，以便对项目式学习过程进行记录。

参考文献：

[1]尹后庆.项目化学习是一个改变学习的生动实践[J].上海教育，2018（34）：15.

[2]中华人民共和国教育部.中小学信息技术课程指导纲要（试行）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[3]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2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[4]何克抗.建构主义──革新传统教学的理论基础（上）[J].电化教育研究，1997（3）：3-9.A0A7CFF6-7C29-4613-BA6E-9A87051CAEC8

[5]李学丽.杜威的活动课程论对综合实践活动的启示——三中心教育原则视角下[J].当代教育科学，2010（4）：10-12.

[6]夏雪梅.项目化学习设计：学习素养视角下的国际与本土实践[M].北京：教育科学出版社，2018.

[7]侯肖，胡久华.在常规课堂教学中实施项目式学习——以化学教学为例[J].教育学报，2016，12（4）：39-44.

作者简介：

曲宏涛，高级教师，本科，主要研究方向为区域教育信息化教育，邮箱：176724113@qq.com;

刘荣，硕士研究生，主要研究方向为信息技术课程与教学，邮箱：liurong12420@163.com。

Design and Implementation of an  Information Technology Project-based Learning Innovative Curriculum for Primary and Secondary Schools

Hongtao QU1， Rong LIU2

（1.Qingdao Shibei District Education Research and Development Center， Qingdao Shandong 266071;

2.Department of Educational Information Technology， East China Normal University， Shanghai 200062）

Abstract： Chinas basic education curriculum reform is moving towards a new historical stage that nowadays， China has clearly proposed a core literacy system for school students. The development on building and improving a school basic education curriculum system with the core literacy of students is taken as the mainline that has been made. Developmental core literacy which can be viewed as the basic values， necessary character， and important abilities reflected in the process of dealing with real problems when facing complex situations within an information-based， globalized， and learning society through the integrated use of professional knowledge， concepts， and methods. Project-based learning is an important way for schools to realize the development of students core literacy and to jointly construct the meaning of mindful learning for teachers and students. This paper introduces how traditional curriculum content， programming content， and artificial intelligence content are used in the design and implementation of innovative project-based learning curriculum in primary and secondary school through the exploration and practice in Shibei District， Qingdao City in the past three years， aiming to provide implications for front-line primary and secondary school IT teachers in developing and practicing curriculum by using the project-based learning approach.

Keywords： Project-based learning; Core literacy; Curriculum design

編辑：王天鹏   校对：王晓明A0A7CFF6-7C29-4613-BA6E-9A87051CAEC8