信息科技项目式学习:如何有效实施

作者: 张渤 王爱胜 程强

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编者按:信息科技项目式学习是当前广大教师关注的热点。今年以来,本刊围绕这个主题做了多期专题,也刊登了不少讨论项目式学习的文章。但在实践过程中,仍有不少教师对项目式学习还存在理解上的偏差、实践上的错误操作。为此,我们组织了本次对话,从理论到实践,从课程到资源,从教学到活动,与大家共同梳理项目式学习的历史、特征、价值与实践策略。

》 张 渤

山东省桓台第一中学教师,淄博名师、淄博市学科带头人,泰山出版社2018版初中《信息技术》教材“算法”分册主编,初中《信息科技》2024年版课程资源“人工智能”分册主编。

》 王爱胜

山东省青州第一中学信息技术正高级教师,山东省特级教师,山东省教学能手。泰山出版社2011版小学、2013版初中、2018版初中《信息技术》教材主编,初中《信息科技》2024年版课程资源主编,《中国信息技术教育》“热点解码”栏目主持人。

》 程 强

泰山出版社资深编审,从事信息技术、信息科技课程资源出版工作多年。曾获全国优秀教材建设奖(基础教育类)、山东省优秀中青年编辑等荣誉称号。

项目式学习是教育从工业时代走向信息时代、数字社会后响应社会需求和学生发展需求的必然。因此,研究项目式学习要看其发生、发展的过程,追本溯源有助于我们进一步理解项目式学习实施的价值和意义。

从项目式学习历史沿革,审视项目式学习的意义与价值

张渤:王老师,您好。近年,一线教师对项目式学习的接受度越来越高,但在教学实践上还不太理想。教师们对项目式学习的特征、设计思路和具体实施还存在一定程度的困惑。根据相关资料,项目式学习从产生到发展备受磨砺。研究者们普遍认为,项目式学习源于杜威的“做中学”和桑代克的联结理论。20世纪20年代,克伯屈提出设计教学法,为项目式学习形成系统的理论体系奠定了基础。在认知科学带来的学习理论革命,以及世界飞速发展对教育带来的新挑战的推动下,项目式学习作为提升学生能力的一种有效教学方法,逐渐进入基础教育领域,并为广大一线教师所熟知。20世纪90年代,巴克学院设计并完善了项目式学习模式,使其开始在全世界推广。20世纪90年代末,中央教科所的专家系统翻译了巴克学院的部分成果,国内部分学校积极尝试项目式学习。事实证明,这种新模式与我们国家的新课改理念是相适应的,受到了越来越多的关注。由此看来,项目式学习对我国基础教育的意义不能小觑,对此,您是如何看待的呢?

王爱胜:张老师梳理了历史考证,这也是一种必要的研究方式。从项目式学习的发生、发展来看,它确实与时代发展紧密相连。明确了这一点,就更容易明了项目式学习在新时代教育中的意义。传统教育方式偏重知识传授的表层效率追求,易忽略学生内在成长的学习效果和价值。我们的基础教育坚持立德树人的根本任务,培育新时代高素质公民与创新人才。新时代的人才不仅需要知识,更需要能力,特别是主动解决问题的能力。项目式学习是教育从工业时代走向信息时代、数字社会后响应社会需求和学生发展需求的必然。因此,研究项目式学习要看其发生、发展的过程,追本溯源有助于我们进一步理解项目式学习实施的价值和意义。

张渤:虽然项目式学习越来越受重视,但受诸多因素影响,从历史和现状来看,项目式学习也的确出现了泛化现象,“一切皆项目”的现象比较严重。我知道泰山出版社在信息技术、信息科技教学资源的开发方面拥有深厚的积淀,程老师您能否从历史沿革的角度,审视一下课程资源,如学生对办公软件、编程语言的学习,是如何过渡到了项目式学习呢?

程强:从教材、教学指南、学习手册等课程资源开发历程来看,泰山出版社自1995年就在全国中小学计算机教育研究中心专家的指导下研制“信息学”和“计算机教程”学生用书。2000年教育部颁布的《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》提倡任务驱动,我们打破“软件说明书”式的传统教材设计思路,探索如何引导学生的学习主动性。2013年,我们邀请王爱胜老师主编小学、初中的信息技术教材,积极探索以“微项目”教学方式组织教材与课程资源。2018年,张渤老师把“微项目”理念引入算法学习。2024年,我们根据《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》编创的义教阶段信息科技课程资源进一步以“微项目”“技术实验”等方式开展探究式学习设计。

王爱胜:正如程老师所说,将项目式学习引入教材、教师用书、教学指南、学习手册等课程资源中,是大力推进项目式学习的重要举措。就项目式学习落地来说,要想确定项目所涉及的知识和素养目标,一线教学需要从学生发展和学科实际出发,将“教”转向“学”,将学科知识、核心素养培养目标有机融合。采用微项目、技术实验等灵活、有效的策略,一方面从内容方面降低项目设计和教学实施难度,另一方面从学习兴趣与成果可见度上激发学生学习的内在动力,帮助学生通过参与真实、生动的项目,来更好地提升解决问题的能力,锻炼高阶思维,进一步以深度学习来引导学生学习的方向,让项目式学习向生活化、实用性、可操作性和成果显著性等方向发展。

张渤:是的,从项目式学习的历史沿革角度审视其价值,更有利于我们在实践中探索更丰富的项目式学习实施策略。

依据项目式学习的特征,融合其他教学策略塑造项目式学习过程

张渤:在一线教学中,一线教师对教学资源案例往往并不满意,常要根据学情重新设计学习项目,这就容易造成工作量的加大。在对项目进行二次创新甚至完全改写时,教师们普遍感觉困难重重。例如,怎么区分自己所创的是不是项目化设计?是不是所有的作品创作课都可以进行项目式学习?为什么有的传统作品创作课不是项目式学习?项目式学习与传统的教学策略究竟有何不同?

王爱胜:张老师所说的情况存在的原因是多方面的,有课程资源本身设计上有偏差或缺陷的原因,导致一线教师不容易区分或开展项目式学习,当然,也与教师追求个性化品质课堂的高期望有关。因而,从更大范围来看,不少教师容易混淆项目式学习与任务驱动、范例教学等教学策略,即在重活动的背景下,没有重点关注项目式学习的特征。项目式学习的主要特征包括主题具有明确性、情境具有真实性、过程具有探究性、学习成果具有可展示性等。也就是说,要以学生为中心,立足于真实情境或问题,注重探究式学习和体验式学习,学习最后有相应的成果产出。例如,针对Python中的列表知识,如何开展项目式学习呢?可以设计“商品购物车管理”“文学语义统计分析”等具体的实用项目主题,引导学生探究理解用列表根据抽象量化的数据建立数据模型,再设计算法来应用数据模型以解决问题,最终形成大小不一的作品,而不是一味讲述或练习列表的概念、特点及各种操作规范。由此大概可以看出,项目式学习要强调学生知识来源于在项目探究过程中的应用、理解和提炼,从“用中学”,让知识获取方向与传统的“学后用”流程有所区分。

张渤:诚如王老师所说,项目式学习在课程设计层面具有明显特征。我们需要以明确有效的问题驱动来激发学生的学习主动性,关注学生的探究过程和思维培养。例如,在算法教学中,项目式学习更注重从实际问题入手,强调算法在真实问题解决过程中的应用,如“以分治和迭代算法统计运动会比赛成绩”项目。又如,人工智能项目式学习可以从生活视角进行主题设计,如“学生到校离校时家长即时安全提醒”项目。两相比较,同样是项目式学习,算法项目更侧重于探究验证,人工智能项目更偏向于实验观察。在条件相对薄弱的情况下,项目式学习情境可以多样化,多关注驱动性问题的合理设计,如“老人看护物联网作品”等科创类案例,以思维提升为主的“五子棋”“推箱子”等游戏类项目案例等,都能成为很好的项目式学习设计。活动项目、跨学科项目设计和实施难度较大,设计开发学科项目相对容易,这是在整体构建项目式学习课程资源时绕不开的问题。程老师能否谈谈在课程资源中如何做好项目选题与项目规划?

程强:在各类学习类图书出版中往往注重“内容选题”与“学习过程”这两个项目式学习的要素,这是一本书或一套资源设计与应用的“双轮驱动”,缺一不可。其中,内容选题我觉得贴近学生的生活和学习,会更有吸引力,而过于宏大的选题,学生把它当成有负担的任务,反而不太喜欢。学习过程是项目式学习最难规划的部分。我们也做过多次尝试,如明确地阐释好项目式学习的特征,在前言、单元首页、项目开端或项目过程中时时处处引导好学习者。如在2024年教学资源开发中,我们明确架构项目式学习过程,除去对项目进行周密的总体设计外,对每个微项目以“探讨××”“探析××”“探索××”“探究××”等“探”式选题来确立学习内容,对技术实验项目进行内容区分设计,以大单元、微项目、技术实验、AI赋能学习来规划项目式学习内容与学程。例如,将每个单元项目分解成微项目,并以“学习目标”“问题探讨”“探究指南”“科技原理”“拓展探究”等栏目设计学程;在“技术实验”部分,设置“实验目的”“实验原理”“实验指南”“拓展实验”等栏目设计学程,并配以项目单、项目评价等内容,以可读性强、易操作的特点和学生主动参与的方式提升对学习者的引导,凸显以学生为中心的理念,便于学生灵活地开展自主学习。

王爱胜:这种从核心素养出发关注学程的项目式学习设计,借鉴了大单元、计算思维、“教-学-评”一致性等理论,丰富了项目式学习的内容与形式。项目式学习之所以在学生能力、素养发展上受到推崇,就是因为项目式学习不过度关注学习知识细节,而是更注重学习能力的形成。项目式学习常需多个课时实施,在内容上往往涉及较多概念或原理,所以大单元设计与项目式学习在一定程度上具有共通之处。与大单元评价类似,项目式学习也需要设计多元的评价方式,如采用量表、测试、作品展示等多种方式,将自评与互评、过程性评价与终结性评价等相结合,不仅对学生有较好的引导、激励作用,也符合素养培养所要求的“教-学-评”一致性原则。另外,计算思维本身就具有分解、抽象、建模(模式)、迭代(评估)、泛化(归纳)等思维,这与项目式学习的规划、策略、实施、总结、迁移等过程也是极为相似的。可见,以生为本的学习,在学习内容、学习过程上都具有很多契合点。

张渤:在如何处理好相关教学法的关系方面,两位老师从设计角度阐明了项目式学习可以从大单元设计入手,形成项目式学习过程主线,突出问题解决的内容核心,将多种学习策略有机结合进行学程规划设计。从学习过程角度看,项目式学习可涉及问题解决、任务驱动、实践活动等,如设计“AI垃圾分类回收箱”项目,核心问题是垃圾智能分类识别,围绕问题需求,引导学生分组设置自己的探究任务,即让过程由实践活动来支撑。那么,项目与任务、活动、问题之间的关系是什么呢?

王爱胜:不论是从项目式学习的特征,还是从新课程要培养的核心素养目标内涵来看,都要明确项目、任务、活动、问题之间既各有侧重,又关系密切。项目是一种学习形式的设计,是具有明确目标、时限和资源要求的,通常涉及多个学科领域,要求学生运用所学知识和技能解决实际问题或创新作品。其中,任务是项目中的具体指令要求,是实现项目目标所需完成的一系列活动的要求描述。任务设计要有助于学生分层、分步深入理解项目主题,即是以分解思维来让项目可执行、可操作,任务也可以用子项目或微项目等更具项目特征的方式替代。活动则是项目式学习过程中的具体探究、实践行为,往往以递进的活动环节引导学生学习。问题是在项目式学习中从起点、过程到终点的驱动要素,可以是具体在主题、技术等方面的问题提出和解决,有助于激发学生的学习兴趣,培养他们的批判性思维和创新能力等。明确项目规划中的任务、活动、问题的设计,有利于项目式学习的有序实施。关于项目设计的具体建议如下:

1.确立项目主题。立足实际,即根据社会、文化、生活及学科需求,特别是从现实问题或者需求出发,聚焦核心问题,合理选择确定“项目主题”,如“设计智能音乐播放系统”等。

2.确定项目目标。以终为始,即参照课标、学生用书等,依据核心素养、数字素养与技能等培养要求,或者参考学业质量水平要求,对项目式学习目标进行概括,如在将语音控制技术应用于智能播放器的过程中,分析传感器的作用,探究语音识别的基本原理。

3.项目规划。要根据主题进行规划,如人员组织、器材准备、所需技术、学习流程、实施课时进度、评价标准、预期成果等。尤其要注意适度征求学生的意见,既保障项目的可行性,也便于学生在实施项目时更有针对性。

4.项目实施。即对项目式学习的子项目或微项目进行按课时实施。具体可以包括该课时的子项目或微项目名称、学习目标、问题驱动、任务分解、活动设计等。

(1)问题驱动。问题可在项目需求、规划、实施等任何环境来使用,如为什么要制作智能播放器是确定主题时提出的,制作有哪些流程是规划时提出的,具体的功能涉及主机板、传感器的相关问题是项目实施过程中提出的,作品的效果与不足是后期交流时考虑的等,问题驱动无处不在。

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