高中信息技術項目式教學設計與實踐

馬建忠

隨著普通高中信息技術課程標準的發布，教師對學生通過學科學習逐步形成正確的價值觀、必備品格和關鍵能力越來越關注。學科教材是核心素養落實的主要載體，一些教材采用項目學習的設計，往往一章內容就是一個大的項目活動，新教材的實施給教師帶來了新的挑戰。因此，筆者以華東師大出版社出版的普通高中信息技術必修1《數據與計算》第三章“數據處理與應用”項目為例，分析教材中的項目情況，嘗試設計了基于教材內容的具有校本化特色的項目活動。教材中，數據處理與應用章節的知識總線是：數據采集—數據整理—數據分析—數據可視化—撰寫數據分析報告。教材以破解共享單車使用的“潮汐”難題為情境，提供“交通數據利抉擇”的章項目。該項目的學習目標是：通過典型的應用實例，了解數據采集和整理的基本方法，理解數據安全的重要性;選用合適的軟件工具或平臺處理數據，掌握數據可視化的基本方法;了解數據分析報告的結構形式，完成解決問題的數據分析報告，感悟數據分析的價值。三個學習目標符合課程標準要求，但對于郊區學生來說，共享單車騎行體驗較少，教材中提供的數據難以和學生的真實體驗結合，因此，筆者根據學生特點對教材中的項目活動進行了重構。

● 基于教材的項目活動設計

項目活動是以學生為主體，以培養學生的動手能力、探索能力、實踐能力、創新能力為目標的，符合現代教育理念，通過項目的實施可以有效提高學生的綜合素養。因此，在項目活動設計前，首先要明確項目設計的依據，即課程標準和教材內容，重點關注項目的完整性以及與學科知識體系的融合。就項目完整性而言，項目設計一般包括項目主題、項目情境、項目目標與成果、項目任務與活動、項目評價等要素。筆者嘗試基于教材內容和結構重新改造項目活動，目的是使項目能貼合學生生活實際，解決實際問題。

1.項目主題

項目的主題決定了項目后續的內容，選擇有區域或者學校特色的主題能有效激發學生學習興趣。筆者根據學校已經部署好的能源消耗平臺，以平臺上的用電量數據為依據，設計“我為節能做貢獻”的項目活動。通過項目活動指導學生分析學校近一年的用電量數據，從月份用電量對比、工作日和周末用電量對比等角度進行分析，找出學校用電量的規律。

2.項目情境

項目情境是對整個項目的概要描述，因項目活動要建立在解決實際問題的基礎上，所以情境的描述應盡可能真實。“我為節能做貢獻”的項目情境是：學校總務老師查看電費賬單，發現學校近一年用電量有所增長，請同學們結合學校能源消耗平臺上的數據幫助總務老師調查、分析，找出原因，并形成合理建議提交給學校，為節能減排獻計獻策。這樣的情境設計來源于學生身邊，數據和相關平臺與學生相關，學生在學習時會更加投入。

3.項目成果要求

項目的主要工作是學習數據采集和整理的基本方法，利用Python編程獲取數據，對學校一年的用電量數據從不同角度進行處理和分析，最后進行可視化顯示。項目最后，每個小組撰寫一份數據分析報告，這也是項目活動的最終成果。通過課堂上的展示和交流，評選好的建議提交給學校，體現了項目活動是在解決學生身邊的實際問題。

4.項目任務分解

項目活動設計是根據教材章節知識總線，為數據采集、數據整理、數據分析和數據可視化等階段設計對應的任務與活動，筆者設計的項目任務分解如上表所示。

表中每個任務都是圍繞“我為節能做貢獻”這一項目情境而設計，同時融合對應章節學科知識的學習，達成項目實施和知識學習的一致性。

5.項目評價設計

整個項目活動的評價分為過程性評價和結果性評價。在項目實施過程中，教師記錄學生的過程性表現，小組成員間進行自評和互評。過程性評價量表圍繞學生在項目活動中的參與情況以及知識點的掌握情況來設計，結果性評價主要針對最后撰寫的數據分析報告進行設計。

● 項目實施的體會

本項目的設計由于切入點小且貼近學生學習生活，學習內容更聚焦，學生接受度也更高。經過對整個項目的教學實踐，筆者有以下兩點體會。

首先，通過教師分階段的引導，項目活動的實施提升了學生的能力。在項目實施初期，教師采納了學生提出的“學校能源消耗平臺應該增加報警功能”這一建議，以此為目標，教師引導學生觀察分析用電量與日期的關系，學生用一年的用電量數據編程繪制箱形圖進行數據可視化操作，發現所有的用電數據異常值都發生在工作日時間段。接著，教師引導學生分析周末用電量數據，經過討論，為排除工作日用電數據對周末用電數據的影響，學生把周末和工作日數據分別篩選出來形成兩張數據表，再各自進行異常值檢測和圖形的繪制，通過繪制周末數據箱形圖，來分析周末用電量異常情況。隨后，學生走訪總務等部門的老師，調研分析產生用電異常的原因，最后提出了用電預警及反饋的具體建議。從學生在項目活動過程中不斷提出改進建議的行為可以發現，學生深度投入項目活動，隨著真實問題的解決，能力得到提升。學生提出的建議被學校采納，也增強了他們的成就感。

其次，基于教材設計項目活動提升了教師的專業能力，同時也豐富了教學資源。從教師專業發展的角度看，開發設計項目活動是雙新背景下對一線教師提出的新要求。通過項目活動的設計，教師可以加深對教材內容的理解，更加關注教材中學科本體知識和項目活動的融合，也有利于教師站在教材編寫者的角度理解教材內容。項目活動設計的難點在于項目的實施過程中要關注學生學科知識學習的系統性，因此教師在設計項目活動前需要對教材內容的知識總線進行梳理，根據不同的學科知識選擇大情境下恰當的內容進行項目任務和活動設計，并根據實施的情況進行迭代修改。隨著項目的實施，項目選題也會更加豐富，如在上例項目的基礎上，可以進一步開展教師辦公室以及實驗室等場所的用電量數據細化分析，設計平臺數據預警功能，督促學校制訂相應的制度。并且，每一年的項目案例可以成為下一年項目的實施素材，這樣不僅案例得到了豐富，項目活動的實施也具有了延續性。