在高中信息技术项目式学习中培养学生的信息意识

摘    要：作为高中信息技术学科核心素养的核心要素之一，信息意识是在具体信息情境和信息活动中逐步养成的。以项目式学习为依托进行教学，可有效培养学生的信息意识。在具体实施时，教师需要坚持主体性、实践性和“教—学—评”一致性等原则，注重以社会生活中的真实情境为载体设置项目任务，通过项目分析、项目实施、项目评价三个关键环节，引导学生唤醒、践行、内化信息意识，将信息意识转化为日常行为习惯，形成稳定的素养。

关键词：信息意识；项目式学习；高中信息技术

随着大数据、人工智能、云计算等前沿技术的发展，信息已经成为推动社会进步、促进经济发展的重要力量，具备信息意识的人能更好地发现、获取、筛选与利用信息，进而促使自己向“数字公民”转变。《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“《高中信息技术课标》”）将信息意识作为学科核心素养的核心要素之一，与计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等核心要素共同构成学科核心素养体系，并指出信息意识是在具体信息情境和信息活动中逐步养成的。由此出发，笔者认为，在高中信息技术教学中，教师可以通过开展项目式学习，创设适合学生认知特征的真实情境，引导学生将真实问题求解与信息技术进行关联，培养学生获取、评估和利用信息的意识和能力，提升学生的信息意识。

一、在高中信息技术项目式学习中培养学生信息意识的依据

《高中信息技术课标》对信息意识作了明确界定，即“信息意识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力”，同时明确了信息意识培养的目标，即具备信息意识的学生能够做到如下几点：根据解决问题的需要，自觉地寻求恰当的方式获取与处理信息；敏锐感觉到信息的变化，获取相关信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性作出合理判断，对信息可能产生的影响进行预期分析，为解决问题提供参考；在合作解决问题的过程中与团队成员共享信息，实现信息的最大价值。

在高中信息技术项目式学习中，学生不仅要完成项目任务，而且要经历信息获取与处理的过程，还要深化对信息价值的认识，激发对信息的敏感度和对信息价值的判断力。具体而言，学生要在明确项目主题时能够意识到对信息的需求，在分析项目的过程中能够深刻体会信息在解决问题中的关键作用，在面对丰富的信息时能够逐渐产生评估信息质量的意识（包括审视信息的来源、可靠性、时效性等多个方面）。

由此可见，在信息技术项目式学习中能够培养学生对信息的敏感度和对信息价值的判断力，这与《高中信息技术课标》对信息意识培养目标的设定具有众多契合之处。因此，在高中信息技术教学中，以项目式学习为依托，着眼学生信息意识的培养，通过精心构建项目情境、明确项目任务、设计项目活动，可引导学生深度参与项目实践，唤醒内在的信息意识。在此过程中，发现、分析项目中潜藏的信息问题并通过探究加以解决，可培养学生从容应对信息社会的各种挑战，具备作出恰当选择与决策的能力。

二、在高中信息技术项目式学习中培养学生信息意识的原则

（一）主体性原则

学生是学习的主体，在高中信息技术项目式学习中培养学生的信息意识，要充分考虑不同学生的差异，设计基于真实问题的项目情境，构建一系列具有层次性的探究性任务或问题，满足学生“全面且有个性地发展”的需求，引导学生积极主动地发现、分析、处理与应用信息。

（二）实践性原则

实践是信息意识培养的重要途径，在高中信息技术项目式学习中培养学生的信息意识，要注重引导学生通过项目实践和亲身体验来感知信息、获取信息、处理信息和共享信息，使其增强对信息的敏感度，提升对信息价值的精准判断力。

（三）“教—学—评”一致性原则

评价是信息意识培养的关键环节，在高中信息技术项目式学习中培养学生的信息意识，要坚持“教—学—评”一致性原则，建立与教学目标相匹配的评价体系，综合评价学生在学习过程中获取信息、分析信息、评价信息和利用信息的能力。

三、在高中信息技术项目式学习中培养学生信息意识的实践

项目式学习注重以社会生活中的真实情境为载体设置项目任务，并通过项目分析、项目实施、项目评价三个关键环节实施教学。下面，笔者以“石雕数字作品水印”项目为例阐述如何在项目式学习中培养学生的信息意识。项目情境任务设置如下。

在石雕博物馆内，由大师们精心雕琢的石雕作品静静地散发着特有的魅力。然而，在数字浪潮下，这些精美的艺术杰作也不可避免地面临被非法复制和侵权的风险。为了有效保护它们的版权和知识产权，博物馆决定引入“数字水印”技术，将特定的标识信息嵌入数字化的石雕图像中，从而为石雕作品提供一层额外的数字版权保护。

（一）项目分析：唤醒信息意识

在项目式学习中，项目分析是一个至关重要的步骤。它能够使学生在真实的应用场景中深刻体验到信息在解决问题过程中的关键作用，从而唤醒信息意识。对于石雕艺术作品的数字化保护项目而言，教师主要从以下几个方面引导学生进行深入分析。

数字化的优势：数字化技术为石雕艺术的展示与传播提供了新的途径。通过数字化手段，世界各地的人们能够跨越时空的限制欣赏到这些艺术精品，从而促进石雕文化的广泛传播及其影响力的扩大。

数字化的风险：数字化的石雕作品也容易面临被非法复制和侵权的风险，这不仅侵害了艺术家的合法权益，还可能对石雕艺术的传承与发展造成不利影响。

通过上述分析，学生更加清晰地认识到数字化时代下石雕艺术保护的必要性与紧迫性，学会在尊重和保护知识产权的前提下，合理利用信息资源，并从多个角度审视问题，了解数字水印技术在保护知识产权、防止非法复制和侵权方面的作用。

（二）项目实践：践行信息意识

嵌入数字水印是一项复杂的任务，它要求在多个关键环节进行周密考虑和精确执行，包括水印算法的选择、水印内容的确定、嵌入位置的选取、嵌入强度的控制以及水印有效性的验证，不仅涉及技术层面的理解和应用，而且包括对信息价值、知识产权和法律法规的深刻洞察。

1.挖掘信息的核心价值

数字水印技术是一种将特定信息嵌入数字图像中的技术，这些嵌入的水印信息不易被人察觉，却能有效地防止图像的非法复制和传播。为了实现数字水印的嵌入，教师可引导学生利用生成式人工智能获取相关内容，主要包括以下方面。

（1）什么是数字水印？它有哪些应用场景？

（2）数字水印的一般嵌入过程有哪些主要步骤？

（3）什么是像素的灰度值？灰度值的计算模型是怎样的？

（4）数据在计算机中的存储形式是怎样的？什么是二进制？进制间如何转换？

（5）它有哪些嵌入算法？什么是异或运算？逆处理得到最终的水印图像是怎样的？

学生基于已有的信息和经验，分析生成式人工智能生成的内容，并对项目进展、可能遇到的问题以及解决方案的合理性进行预判和评估，明确水印的核心价值（水印所要达到的主要目的，如版权保护、内容认证、完整性验证等），了解水印在不同应用场景下的具体需求，以便设计更合适的水印方案，提升信息判断力。

2.确定解决问题的路径

“石雕数字作品水印”项目以培养学生的信息意识为核心任务，教师依托“水印信息的处理与嵌入”主题，设计并实施一系列信息活动，使学生在学习数据编码知识的基础上，掌握数字水印技术的嵌入与提取原理，理解数字水印技术的应用及其在信息安全中的重要性，并结合艺术、法律等不同领域的知识，探讨数字水印技术在版权保护、真伪鉴定、内容安全等方面的应用。

【活动1】图像的灰度值计算

教师要求学生将一幅16×16像素、16色位图的彩色石雕图像转换为灰度图像，理解灰度图像的构成，即图像中的每个像素通过灰度值来表示。学生利用生成式人工智能理解如何从彩色图像的RGB（红、绿、蓝）三个颜色通道计算得到单一的灰度值，即学习并构建图像处理的计算模型（灰度值=0.299×红色颜色分量+0.587×绿色颜色分量+0.114×蓝色颜色分量），计算出每个像素点的灰度值，从而将彩色图像转换成灰度图像。

设计意图：通过计算图像灰度值，增强学生对图像构成与色彩处理基本原理的认知。

【活动2】水印信息的进制转换

教师引导学生将水印信息转换为二进制序列，以便进行嵌入处理，同时思考并讨论以下问题：数据在计算机内部以什么方式进行存储和处理？二进制有哪些特点？十进制与二进制之间是如何转换的？

学生学习微课《进制转换》，尝试运用“权值相加法”和“短除法”实现水印信息的二进制数与十进制数的相互转换。

设计意图：让学生通过讨论与实践更加深刻地感知水印信息在计算机中的存在形式和转换规律，从而增强对信息的敏感度和识别能力。

【活动3】水印信息的嵌入处理

教师引导学生使用简单的空间域算法来进行水印嵌入，如在载体图像的二进制序列中，通过每隔4位对选定的位运用异或运算，将水印信息嵌入载体图像中（如表1所示）。

学生将经过异或运算的二进制序列逆向转换为灰度并输出，即可得到一张嵌入水印信息的图像。

设计意图：让学生通过异或运算实现水印嵌入，加深对水印信息隐藏技术的理解。

【活动4】水印信息的广度延伸

教师告诉学生“水印嵌入技术不仅能用于在图像中嵌入水印信息，而且适用于文本作品的版权保护”，要求学生通过小组合作，探索文本数据在计算机中的编码方式，并将这些编码转换为二进制形式：使用UltraEdit软件查看石雕作品《1964红高粱》的字符内码，将其转为二进制，并结合讨论的某一算法实现文本水印嵌入。

设计意图：让学生通过探究文本数据的编码方式及水印嵌入，深刻认识水印技术在版权保护上的意义。

（三）项目评价：内化信息意识

在完成项目学习后，师生根据信息意识评价量表（如表2所示）开展评价，评价方式有学生自评、生生互评、教师点评。通过评价，教师引导学生进行信息的回溯与反思、案例的分享与推动以及项目的复盘与延伸，使其将信息意识内化为自己的能力和素养。

1.信息的回溯与反思

在项目评价环节，教师引导学生回顾和反思信息收集、分析和使用的全过程。这一过程要求学生识别哪些信息对项目的成功起到了决定性作用，哪些信息可能被错误解读或忽视。通过这种内省，学生能够加深对信息感知能力的理解，并将这一能力内化为个人素养的一部分。

2.案例的分享与推动

通过分享和讨论具有示范效应的水印制作案例，学生能够观察和学习信息意识在实际应用中的体现。这些案例分析能帮助学生认识到信息意识在水印制作决策、技术选择和结果展示中的重要性。同时，通过团队间的分享，学生可以发现不同团队的独特见解和实践方法，从而激发他们进一步提升信息意识的动力。

3.项目的复盘与延伸

项目复盘不仅是对实践经验的总结，还是一个提炼成功要素和识别改进空间的机会。这一环节鼓励学生对自己的项目实施进行深入分析，识别项目实施中的优势和不足，从而为未来的学习和职业生涯提供参考。同时，复盘过程中还融入信息安全教育，增强了学生对信息安全重要性的认识，提升了他们保护信息资产的意识和技能。通过这一过程，学生将信息意识与个人素养相融合，形成了持续学习和自我提升的内在动力。

综上所述，在高中信息技术教学中，采用项目式学习的方式能够激发学生对信息进行感知、获取与处理，使他们深刻认识到信息的普遍性和价值所在，进而培养深入剖析和鉴别信息的能力，树立批判性思维，学会独立思考，最终将信息意识转化为日常行为习惯，形成稳定的素养。