信息技術輔助下的整合課程設計與項目教學

信息技術是一門新學科，它對學生的動手能力和實踐能力有著比較高的要求，對培養學生創新能力具備一定的優勢^[1]。教師開展數字化教學，將多學科知識進行融合，可以滿足學生綜合性和深層次的學習需求，促進課堂教與學的方式變革。小學信息技術課堂上，教師開展數字化教學，以學生為學習主體，讓學生在項目活動中踐行“做中學”的理念，既能體現學科的整合性和知識的整體性，又能讓學生愉悅地探索，在探索過程中強化對知識的理解，提高創新意識和應用能力。筆者在信息技術支持下，嘗試對整合課程“四無糧倉”進行整體建構，組織學生參與項目式學習，注重學生的實踐與體驗，引導學生利用信息技術把握各學科的知識關聯，讓他們在跨學科的課程整合教學中獲得更為全面的認知。

一、“四無糧倉”整合課程的框架

隨著課程改革的推進，小學課程呈現多元化和生活化的特點，教師可將富有趣味性、探究性的學習素材作為課程主題，引導學生從生活中發現問題，自主學習與合作探究，激發自身潛力，促進個性發展。筆者在開發項目式學習課程的過程中，堅持用信息技術整合多學科的數字化教學理念，采用多樣化的課堂教學形式，開展整合式學科課程教學活動，旨在培養學生的綜合素養。在實施過程中，筆者強調學生的主體地位，根據學生的年段和學習特點，設計了不同的教學內容，以學生體驗、探究和互動為核心，培養學生的實踐能力。以小學三至六年級跨學科整合拓展課程“四無糧倉”為例，筆者將倉前古建筑“四無（無蟲、無霉、無鼠、無雀）糧倉”作為學習活動素材，分年段開展教學：從糧倉的電腦繪畫到三維設計，再到3D打印與人工智能創意，讓學生經歷調查、研究、構圖、設計與創造等過程，實現學科知識的整合和優化，對知識形成全面的認知（如圖1）。

二、細品“糧倉”構造，探索繪畫技術

筆者在建構課程過程中，注重學生的操作與實踐，引領學生通過個性化的創造性學習，對不同學科的知識內容進行感知、整合，在掌握信息技術知識的基礎上發展創新思維。

（一）收集學習素材

電腦繪畫課教學前，筆者引導學生學習“四無糧倉陳列館”的內容知識，讓學生初步了解糧倉：糧倉是用于存儲糧食的場所，用于安全存放糧食。學生借助移動終端搜索有關“四無糧倉”的資料，了解糧倉的基本構造。

筆者以“四無糧倉”為素材，用PPT呈現三年級學生的傳統美術作品，研究“糧倉”的構圖、著色特點（如圖2-1）。在此基礎上，筆者呈現多幅糧倉圖片，為學生提供參考素材。以此幫助學生建立繪畫的理念與空間意識，提高學生的觀察能力和審美能力。

（二）運用電腦繪畫

筆者利用信息技術便捷和形象的優勢，探究鉛筆、刷子、橡皮等電腦繪畫工具的使用方法，激發學生學習電腦繪畫的興趣。教學過程中，筆者引導學生掌握繪畫的構圖與配色方法，注重學生的課堂參與和繪畫體驗。

筆者利用素材，在電腦繪畫課中整合傳統美術知識開展教學，提高信息技術課堂的實效，鼓勵學生利用繪畫工具中的點、線、面等信息符號繪制景物特征，簡練表征生動的圖畫，建立學科間的聯系，達成目標（如圖2-2）。

【教學片段】筆者用課件出示兩幅糧倉圖片，即美術課上的作品和電腦繪畫作品，指導學生從線條、顏色和構圖等視角進行觀察，描述它們的異同點，并思考繪畫所需材料。學生回答：用到了鉛筆、橡皮、繪畫紙、顏料筆、調色板等繪畫工具。為激發學生的探究欲望，筆者提示他們電腦繪畫軟件也帶有這些繪圖工具，并且功能更強大。以繪制“四無糧倉”為例，筆者先介紹電腦繪畫軟件界面中各個模塊的功能;接著重點講解“糧倉主體”的建構方式，并讓學生自主繪畫;最后，做小結，明確構圖注意事項及畫筆選用要領，要注意畫筆的粗細及圖畫的配色等問題。

教師利用信息技術，在課堂教學中開展多種形式的體驗活動，讓學生在實踐中探索，加深對學科知識的感知和理解，形成創新意識。同時，在課程整合教學過程中，教師利用信息技術的趣味性和創造性，讓學生在豐富的體驗活動中，增強技術與藝術整合的感染力。

三、布局設計平臺，建構模型結構

教師在信息技術支持下開展多學科整合課程的教學，改變了傳統的教學模式，為學生創新性學習創造了條件，有效提升了教師自身綜合實踐能力，為指導學生運用已學知識解決身邊的復雜問題提供了參考依據。

（一）認識3D技術

3D技術是對設計的物品進行虛擬化的三維技術。教師可利用計算機軟件的圖形編輯功能，幫助學生設計具體、生動的三維效果圖，完成立體圖形的整體建構。

3D技術作為教學技術軟件運用于信息技術課堂教學，符合小學生的空間思維發展規律。筆者利用3D軟件創建了三維圖形，幫助學生直觀感受立體圖形的抽象與變化，提高了學生的空間感知能力。

（二）運用3D技術

筆者在教學過程中，結合學生前期的調查研究情況，明晰“四無糧倉”建筑構造特點，引導學生利用3D設計軟件自主完成糧倉的三維構建與創新設計。

筆者帶領學生利用“3Done”三維設計軟件，對軟件工具進行運用：選擇“基本實體”中的“圓錐體”和“特征造型”中的“圓角”命令，完成圓錐倉頂的圓角設計（如圖3-1）;執行“特征造型”中的“移動”命令和“草圖編輯”中的“偏移曲線”命令，完成對倉體的整體建構（如圖3-2）。

【教學片段】在學生了解3Done軟件的工具功能后，筆者用課件出示任務一：利用3D one軟件建模，設計“四無糧倉”的倉體部分。在學生自主設計3D模型過程中，筆者給予引導和幫助，提示他們如果遇到困難，可以打開之前學過的筆筒PPT文件，邊學習邊設計。然后，筆者引導學生完成任務二：對糧倉的圓錐倉頂進行設計，搭建倉體。最后，筆者課件出示任務三：美化糧倉，對糧倉進行裝飾。

教師利用信息技術開展富有趣味的3D設計活動，能有效轉變傳統的教育模式，將信息技術中的趣味設計、智能創造、創意思維、模仿操作等實用性技能融合于素質教育中，增強學生的信息化教育觀念。

四、注重目標引領，嘗試創新制作

在信息技術支持下，筆者根據趣味性的學習任務的設置要求，組織學生參與設計、制作和運用等學習活動，積極體驗，培養自主思考和合作交流意識，提高自主解決問題的能力。

（一）認識3D打印技術

3D打印是一種使三維模型快速成型的創意技術，即以數字模型文件為基礎，借助粉末狀金屬或塑料等材料，實現逐層打印物體。近年來，3D打印課程漸漸走進中小學信息技術課堂，在培養學生創造性思維的同時也為學生帶來了真實的學習體驗^[2]。

3D打印技術應用于信息技術課堂教學，使得學生的操作和體驗更具探究性，整個制作過程實現了以下目標：學生經歷了“四無糧倉”的探究過程，活動更具趣味性。

（二）運用3D打印技術

教學過程中，筆者引導學生利用3D打印技術，實現“四無糧倉”中部分結構的立體化和可視化的打印與制作，讓學生進一步感受“四無糧倉”的實用性，踐行了對農業文化遺產的保護和創新。

在四年級學生三維設計“四無糧倉”的基礎上，筆者鼓勵學生選用不同的材質、貼紙和顏色對糧倉進行美化，并利用3D打印技術制作部分糧倉結構（如糧倉接口、糧倉通風管等），最終實現對“四無糧倉”模型的整體搭建（如圖4），提高學生的動手操作和審美能力。

在整個項目式學習過程中，學生自主學習與操作探究，在互動體驗中參與糧倉的整體設計與操控，借助信息技術實現跨學科整合，接受創新思維訓練的教學模式，增強了創新意識和實踐能力。

五、借助智能技術，建構智慧課堂

在小學課堂上適時地融入智能化教學手段可以為教育改革開辟新的路徑。以信息技術項目教學為例，教師可以創設“人工智能+教育”的課程資源，為培養學生的創造能力提供新的實施方案，著力推動學校智慧教育持續發展。

（一）認識人工智能

中小學人工智能課程如何開發，通常的做法是以電路模塊的拼搭、程序的設計調試等內容的學習為基礎，采用講授、自學、互動等教學模式，引導學生逐步地掌握各機械模塊的基礎知識和編程技巧，提升動手實踐、邏輯推理與思維創新能力。

人工智能技術在中小學課堂上被廣泛運用。該技術的應用有效地改變傳統的課堂教學模式，為課堂增添了趣味性和活力性。教師組織學生利用現有的信息技術課程基礎，開展小組合作學習，讓其親歷問題的探究、解決的過程，可實現信息化教育資源的整合與運用。

（二）運用人工智能

智慧課堂的建設有助于激發學生對學科學習的興趣，為多學科整合教學提供技術支持，幫助學生利用現代智能技術處理簡單的問題，并加以解決。以小學人工智能課程設計為例，教師創設包含計算機、信息技術、硬件配置、編程環境等領域的學習場景，使學生習得信息的收集、整合、傳遞和運用的能力，有助于提高學生的思維創新能力與綜合素養。

以智慧課堂環境下“四無糧倉”的創意學習為例，介紹如何利用人工智能技術。課程開展前，筆者引導學生利用“功能設計圖”（如圖5），將“四無糧倉”的各個模塊名稱和功能以圖文并茂的形式加以呈現，幫助學生建立獨特的思維模式;在此基礎上，組織學生自主探究“四無糧倉”的工作原理和功能特征，了解糧倉內各機械模塊的知識，參與機器的制作和程序的開發，實現課程的整體實施（如圖6）。

人工智能作為引領未來的戰略性新興技術，正在深刻影響著社會的方方面面，也將深刻改變人們的生產生活方式^[3]。小學信息技術教師設計課程，除了要關注學生對學科知識的學習，還要注重對學生的學科技能、學科思維的培養，讓學生在探索與實踐中理解人工智能的基本理念、操作技巧與實現手段。

課例中，教師開展數字化教學實現了跨學科課程整合，將不同領域的學科知識教學整合為具體的學習主題，破解了傳統教學模式下開展整體教學的困境，讓學生根據具體的研究問題，在操作、體驗中不斷感知知識的內涵，體會學習與生活的相關性。教師借助信息技術開展跨學科融合的教學活動，將分散的知識融合成一個有機的整體，并完美呈現。在信息技術支持下，教師以項目主題活動為載體開展數字化教學，找到了學科知識間的結合點，為學生多樣化學習提供了良好的環境。教學時，教師組織學生開展自主探究活動，讓學生帶著具體任務嘗試研究某個問題。課程實施過程中，教師引導學生利用前期積累的學習素材，借助多學科整合手段，完成對知識的學習與探究，提高整體認知。

數字化教學強調學生的主體性，注重學生的體驗與操作，關鍵是要充分發揮學生在學習過程中的參與性與創造性。教學時，教師組織引導學生開展自主學習，利用信息技術手段，將原本枯燥的知識轉變為生動形象的素材，使學生的體驗活動更具可操作性，這對對課堂探究氛圍的改善和教學效果的提高具有現實意義。教師在建構基于數字化教學理念的信息技術課程整合體系時，要鼓勵學生思考、創新和創造，注重學生自主探究。

參考文獻

[1] 張建.信息技術對培養學生創新思維能力的研究[J].中小學電教（下半月），2015（7）：44-45.

[2] 楊昕.基于STEAM教育理念的3D打印教學實踐[J].中小學信息技術教育，2020（2）：105-108.

[3] 謝忠新，曹楊璐.中小學人工智能課程內容設計探究[J].中國電化教育，2019（4）：17-22.

（作者郎俊杰、曹國鵬系浙江省杭州市余杭區倉前中心小學教師）

責任編輯：祝元志