微项目学习在信息科技教学中的应用实践

［摘 要］“双减”政策的落地及信息科技新课标的正式发布，对信息科技教师提出了新要求。项目化学习是当前培养学生核心素养的重要方式，但其学习时间长、任务重、跨度大，在小学信息科技课堂中难以开展，而微项目学习则可以将任务难度降低，时间缩短。以“设计幸运大转盘”微项目学习为例，教师创设真实的生活情境，引导学生在玩的过程中明确任务、解决问题、建立模型、编写代码、调试并解决问题，有效提高了课堂教学效率。

［关键词］“双减”政策；新课标；微项目学习；信息科技教学

［中图分类号］ G43 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-9068（2024）24-0081-03

一、信息科技微项目学习的实施背景

2021年7月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》（以下简称“双减”）指出，“双减”的核心在于既可以减轻学生的负担，又可以实现学习效率的提升；旨在让学科教育回归学校主阵地，加强学校教育，优化并丰富教学内容，回归教育本质，提升学生综合素质，构建良好的教育生态。

2022年4月，教育部印发的《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“信息科技新课标”）指出，要“创新教学方式，以真实问题或项目驱动，引导学生经历原理运用过程、计算思维过程和数字化工具应用过程，建构知识，提升问题解决能力”；重视过程与实践，倡导在真实性问题的解决中开展学习，让学生在“做中学”“用中学”“创中学”，将学习与实践紧密结合。信息科技新课标还指出，课程内容的选择应注意公平性，这意味着在课程内容的选择上要兼顾不同经济水平、不同区域的学生，选取具有一定广度的案例与情境。笔者所任教的学校是一所农村小学，信息科技课程经费有限，但信息科技课程又注重实践性，由于缺乏智能硬件的支持，很多课程项目只能通过教师演示或网络视频资源的介绍演示来进行，教师无法引导学生体验完整、真实的实践过程。

二、信息科技微项目学习的实施原因

1.微项目学习的优势

项目式学习是一种需要投入大量时间与精力的深度学习方法，其突破了传统授课方式的限制，注重情境的真实性，让学生在真实的问题情境中学习。但常见的项目式学习流程较复杂、耗时较长，学生容易丧失学习兴趣，且常规的课堂教学时间较短，难以开展。而微项目教学是基于项目式学习的主题精简、可操作性强、有针对性的一种创新学习方式，能通过将大项目微小化，使学生在较短时间内完成一个既定的主题。微项目学习不追求项目的系统性，而是将项目式学习要求降低，以项目为形式，引导学生通过自主、互助、合作学习来完成，提倡“做中学”。对项目式学习而言，微项目有其天然的特征，强调真实性、跨学科性，且在时间、空间、合作、体验等方面有一定优势。

2.高度契合信息科技新课标

信息科技新课标要求，让学生能够在体验物理世界与数字世界深度融合的环境中发现问题，并确定解决问题的需求，从而选用信息技术工具筛选、分析数据，培养解决问题的信息意识。具体而言，学生能对问题进行抽象、分解、建模，并通过设计算法形成解决方案；能尝试模拟、仿真、验证解决问题的过程，反思、优化解决问题的方案，并将其迁移运用于解决其他问题的计算思维；能借助学习与生活中的实例，体验身边的算法，用自然语言描述算法；能通过真实案例，知道算法步骤的执行次数与问题的需求有关；能针对简单问题，尝试设计求解算法，并通过程序进行验证。

三、信息科技微项目学习的应用实践

以江苏省五年级信息科技教材图形化编程主题课程——“设计幸运大转盘”为例。

1.学业要求

（1）能用符号和编码表示问题求解的对象；

（2）能运用基本控制结构及组合，正确进行问题求解的算法描述；

（3）能基于给定的算法，针对不同的输入数据规模，分别设计算法中某些步骤执行的次数；

（4）能基于对算法的理解，设置和调整参数，观察相应程序的执行。

2.教学内容分析

本教学内容是图形化编程的综合应用课，是学生运用图形化编程模拟、仿真、求解生活中实际问题模型的实践。学生需掌握利用随机数设计程序模拟实际问题，并完成相关程序的编写和优化。从程序设计上看，学生要明白转盘游戏中暗含的数学数量关系的内在联系及其规律，学习如何正确建立算法模型，并综合利用已掌握的控制控件、运算控件对程序进行优化。

3.学生主体分析

本课教学对象为五年级学生，其认知发展处于从具象思维到抽象思维的过渡时期，教学时需从其生活体验出发，将算法学习贯穿问题解决的全过程。通过一个学期的学习，学生已初步具备分析简单问题、绘制流程图，以及依据流程图编写程序解决简单问题的能力，对随机函数的应用也比较熟悉了，但还不能综合、灵活运用所学知识来解决稍复杂一些的问题。

4.教学目标

（1）学会运用计算机知识表达现实生活中的事物；

（2）能够应用随机数模拟实际生活中的概率事件；

（3）搭建脚本，尝试通过条件判断进行求解。

5.教学重难点

教学重点：

（1）利用编程方法，解决转盘游戏等的概率问题，体验解题过程；

（2）根据任务要求，进行算法的策略设计，完善程序，解决问题。

教学难点：

构建解决转盘随机旋转的算法模型，掌握编写、优化程序的方法。

6.教学策略分析

本案例采用实物展示、教师引导、学生演示、小组探究等方式，从生活中的转盘抽奖例子出发，引入算法，使学生形成自然的认知关联，提炼出算法模型，并将其转化为程序，形成利用计算机程序快速验证解决生活中问题的意识。教学过程中，教师先展示初步程序代码，再让学生设置和调整参数、观察讨论，最后引导学生执行验证，培养学生的数字化学习与创新能力。

7.教学过程

（1）创设情境，明确问题

项目式学习主张从学生生活实践出发挖掘可探究的问题，并将其转化为活动主题。真实的情境有助于学生形成自然的认知关联。教师可结合实物，在分析实例时对学生进行引导。

在本案例开始阶段，教师利用身边的智能硬件制作一个实物转盘，该实物转盘通过超声波传感器触发转动，并在随机时间内停止。在课堂导入阶段，教师请学生体验转盘游戏，让其他学生观察并讨论转盘游戏的简要过程。在课堂讨论环节，教师提出“转盘每次停下来的结果是如何产生的”“这些结果出现的概率是否均等”等问题，引导学生归纳出解决此类问题所需的相关信息——利用图形化编程中的随机函数可以实现转盘的随机结果。

教师通过让学生体验生活中的转盘，引出微项目学习的主题，引发学生思考如何利用计算机来模拟自然事件，并用自然语言来描述算法，为学生建立解决随机数算法模型打下基础。

（2）分工合作，解析问题

项目式学习通常以学习小组的形式来推动项目进展，而微项目学习是以学生合作为基础的学习活动。教师通过指导学习小组展开沟通交流，发挥群体的合作效能，提升学生的学习品质，使之顺利完成项目，体现了“以学生为主体”的教学模式，改变了教师“满堂灌”的单向知识输出的局面，激发了学生主动学习的意识，发展了学生的批判性、创造性思维。

经过学生小组合作分析，本案例可以解析为：项目中包含转盘和指针两个角色，其中指针无动作，但会对转盘的颜色进行侦测并广播消息。转盘的动作解析为：当点击绿旗后，转盘自行转动随机圈之后停止。教师根据学生讨论的结果，引导学生将项目中的角色动作描述为表1所示的内容。

（3）抽象建模，解决问题

在上一环节，学生要准确描述项目的问题，并对问题进行细化分解。在此基础上，教师要引导学生从真实情境中抽象出概念模型，并分析出解决问题所需的主要因素，培养学生透过现象看本质的洞察力。

在课前的转盘游戏中，学生已经了解到转盘转动是盘面在转动，可以用图形化编程中的旋转，即左转或者右转相应角度来实现。而对于如何实现随机转圈这一问题，学生经过讨论，得出可以使用随机函数来表示旋转角度。当转盘停止转动时，需要给指针传递一个停止的信息，可以用“广播消息”来实现。这样可以将现实生活中的真实情境与计算机处理问题的过程进行有效结合，利用图形化编程抽象出项目模型。这样，师生在已有知识的基础上，共同探究转盘随机转圈的解决思路，提升学生构建算法模型的能力，为后续编写程序做好准备。

如何实现指针的“广播消息”这一功能，使转盘停止时，指针指向转盘中的某颜色区域（该颜色区域对应的是某个奖项）？在上一个问题中，学生已经设置了转盘停止时广播消息的指令，所以指针开始工作应该是在接收到转盘的消息之后。对于指针判断获奖情况的功能，需要用条件判断与侦测来执行，即把指针指向转盘某颜色区域作为判断条件，显示出相应获奖结果。该环节的设计意图是使学生了解优化程序的优点，引导学生发现复制粘贴相似程序可解决问题，感受用计算机编程解决问题的便捷性。

（4）自主探究，迭代设计

项目式学习是一个试验、修补和探索的过程。教师要为学生设计更深层次的问题，引导学生通过程序的优化来解决更复杂的实际问题。

在现实中，转盘不可能只在一圈范围内转动，可能是两圈、三圈半等，但无论怎样转都是在360度范围内，只是叠加圈数，每转360度，转盘相当于回到原位。转盘转动的圈数不一定是整数，所以需要对圈数进行拆分，此处将分次转动角度设定为60度，为了更接近现实，还要对随机数范围做出调整。该环节的设计意图是提高学生编写程序的能力，引导学生融合使用数学方法和计算机编程方法。

（5）项目展示，多元评价

展示和评价是信息科技课堂教学中必不可少的环节。项目的展示与评价有助于教师发现教学及项目活动中存在的问题，了解学生在项目学习中的表现。项目评价应贯穿项目活动的全过程，不仅强调评价项目的过程，也注重评价项目的结果。科学有效的评价可维持并提升学生参与项目的学习动力，帮助学生反思自己对知识技能的掌握情况，同时思考在项目学习中自身核心素养得到了哪些提升。

在本项目前期，学生通过讨论厘清转盘随机转圈运用的程序；在项目中期，通过讨论明确转盘转动的图形化编程建模；在项目后期，通过展示和分享，对其他小组的作品提出自己的观点和建议，将自评与他评相结合，通过自我评价对自己在项目中的表现进行反思，通过其他同学及教师的评价发现自己的优势及不足，增强自主学习能力。

8.教学反思

本次微项目利用学生非常熟悉的转盘抽奖游戏创设情境，通过转盘实物引起学生的注意，激发学生的学习动机。围绕转盘随机产生抽奖结果这一现象，教师引导学生发现随机的背后隐藏了计算机的算法，帮助学生透过现象看本质。教学过程中，学生通过讨论提出问题，而这些问题恰恰是制作转盘所须解决的。问题由易到难，兼顾了不同学习水平的学生，同时为学生提供了半成品作为学习支架，降低了项目实施的难度，缩短了项目实施所需的时间，使微项目学习更具可操作性。本次微项目最大的亮点在于，将实物与计算机模拟相结合，减少了信息科技课对智能硬件的依赖，降低了教学成本，更贴合农村学校的教学实际，从具象到抽象，推动了学生思维深度发展。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2] 廖小萍.小学教师信息技术微项目教学实践路径[J].亚太教育，2023（21）：37-39.