線上項目式教學實踐探究與創新
——以初一信息科技“數制編碼轉換妙”為例

李靖宣

天津市河東區太陽城學校 天津 300252

0 引言

隨著新一輪課改的深入，新出臺的《義務教育信息科技課程標準（2022 年版）》[1]中明確指出：“強化課程綜合性和實踐性，推動育人方式變革，著力發展學生核心素養。凸顯學生主體地位，關注學生個性化、多樣化的學習和發展需求，增強課程適宜性。堅持與時俱進，體現課程時代性?！?/p>

為了線上教學契合新課改的思路精神，同時加強培養學生的綜合素養，在實踐探索中，筆者引入了項目式教學，創新線上教學模式，有效利用數字資源設計真實問題情境，以此來提升線上課堂質量，確保學生的學習效率最大化，以達成“教書”“育人”雙重目的[2]。

1 線上項目式教學開展的背景

1.1 項目式教學的概念辨識

杜威的“做中學”是項目式教學的最初起源。即在“做”中解決問題。后其學生克伯屈正式提出“項目”一詞。在之后巴克教育研究所將“項目式教學”定義為“一套系統的教學方法，它是對復雜、真實問題的探究過程，也是精心設計項目作品、規劃和實施項目任務的過程”[3]。

項目式教學的理論支撐為建構主義。在整個過程中，學生致力于解決現實問題，圍繞一個或多個具體項目，利用優化資源，小組合作進行實踐、交流、探索等流程，以此增強自主探究、協作交流的能力[4]。

1.2 以“學科育人”視角審視項目式教學

全面提高教育質量的內在要求是：改革育人方式，實現學科育人功能。為了落實“立德樹人”的根本任務，學校教育中“育人”功能得到了重點關注。學科育人的核心是學科教學的發展性，促進學生的社會文化本質，培養新時代要求下的學科核心素養[4]。

學科育人的出發點——人的發展與知識的互動。學科教學不應以學會知識為目標，而應以學生的持續性發展為目標，需要站在學生的角度挖掘知識的深層意義。人的發展與知識的互動的完美狀態是：在理解中，學生能夠在思維邏輯、情感態度上產生對知識的共鳴、認同。那么，完美狀態達成的前提就是需要一個基于真實問題情境的項目設計。學生在逐步完成的步驟中，將大項目拆分為以系列為單位的具體任務。這個過程，任務分配、團隊協作、問題分析等均是基于學生的學習方法、思維習慣的，課堂的主體是學生，在探索中，學生可以生成與知識的互動，對知識產生共鳴和認同[5]。

1.3 初中信息科技新課標的提出與引入線上項目教學的契合

信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任是信息科技課程培養的四個方面?！读x務教育信息科技課程標準（2022 年版）》[1]指出：“數字化學習與創新是指個體在日常學習和生活中通過選用合適的數字設備、平臺和資源，有效地管理學習過程與學習資源，開展探究性學習，創造性地解決問題?！?/p>

線上教學的探索就是要積極開發、管理身邊可利用的信息資源。本例引入的項目式教學與新課標提出的“探究性學習”相契合，項目式教學恰恰是需要讓學生真正參與學習過程，去實踐、探索才能完成的，以此實現技術與理論的融合；且它指向的學習成果是以學生已有的特長、掌握的技能應用到實踐中為考量的。本例為評價學生提供了新的思路。

2 傳統線上教學中本例存在的問題

2.1 本例內容過于理論化

“數制編碼轉換妙”選自中圖版七年級上冊第一單元“走進計算機世界”的內容。本節的學習目標分為：

1）了解各類數據的采集方式；

2）理解編碼的含義；

3）理解各進制之間的表示及轉化；

4）能夠解釋資源信息的數據化過程。

本節內容分為兩個課時，編碼及數制轉化為第一課時，即本文的教學內容；第二課時為資源（如文本、聲音等）的數據化，此課時內容將在后續開展。

再看本課時內容，知識點相對瑣碎繁雜，概念性內容較多。參照網絡平臺本例中的教學設計的重難點還是側重于進制概念的講授，45 分鐘的課程將近一大半的時間用于“滿堂灌”講授，一小半的時間用作學生完成習題并訂正。這個節奏下的課堂，學生即便學到了如何解題，也只知其一不知其二，會寫會算但是不會用，沒有解決實際遇到的編碼問題的價值。

2.2 本例講授模式單一、互動性弱

參照以往本例的傳統線上教學設計，能夠發現導入環節中缺少循序漸進的層層遞進，一般均為教師的直接講授，學生的互動性體驗感弱。初一學生信息素養分化嚴重，對于自身內驅力不強的學生，直接導入講授很難讓學生與知識互動產生共鳴，這正與“學科育人”的初心相悖。而且，在后續講授概念過程中，單一的授課模式枯燥乏味，學生相對被動地接受知識，沒有舉一反三的靈感碰撞和理論應用到實踐中的時間。

3 本例中引入項目式教學的可行性解決方法及價值

3.1 項目式教學在本例實施的可行性解決方法

3.1.1 以“學習活動”為抓手，“小步子”完成項目

線上教學過程中，激發學生的興趣，引起學生的共鳴非常重要。所以，引入項目式教學，筆者以學生為主體，站在學生的角度進行教學設計。筆者通過搭建項目支架——“解密已經壓縮的文件”為“學習活動”，通過“發布密碼、解密、打開文件、提取信息”層層遞進式的線索貫穿“數制編碼轉換妙”，將一個相對于初一年級學生而言較大的項目拆分為一個個“小步子”。

同時，在后續課時中，筆者引導學生對本節課時的內容進行實踐，以“學習活動”作為項目式教學的素材，以此推動項目的開展。

在課前，學生通過教師提前錄制的微課進行自主學習；在課中，教師在“微校云”平臺發送任務，學生以小組合作的形式進行生成式學習，在理解基本概念的基礎上，做到進制之間的靈活轉換；在拓展環節中，學生及時總結歸納，能夠巧妙引用可視化方式呈現數據，表達觀點或預測結果，生成本節課的個人作品，促進養成良好的信息素養，在課后的學習、生活中能夠有效地保護個人數據。

3.1.2 利用項目有效拓展，實現知識遷移，促進課程綜合化

學生通過筆者發布的“學習活動”理清“傳遞密碼—破譯密碼”任務主線，學習思考和練習實踐同步進行，將知識通過實踐加以深化、鞏固，以此完成課堂的“深度學習”。

同時，在本例中的拓展任務“顏色碼的數制轉換”，由學生獨立完成，讓學生把學到的“進制”知識拓展、遷移。將“顏色數制化”和“進制間轉換”融合，親歷解決問題的過程，實現多學科知識的整合與內化，促進課程綜合化，有效激發學生探究意識和熱情。

3.2 項目式教學模式實施的價值

3.2.1 有利于教學目標達成的精確性

初中信息科技注重學生在課堂上的主體地位，教師的作用就是引導學生、指導學生。線上項目式教學在教學目標設定中對于新課改的文件精神有了極大匹配度，將學生在實踐中獲取經驗放在第一位。筆者將枯燥無味的進制概念講解及轉換設計成學生通過實踐完成項目中的“學習活動”，巧妙地激發學生的興趣，提升學生的綜合能力，精確達成教學目標。

另外，相比線下課堂項目式教學，學生在機房里進行分組合作，教師可能不會實時注意到每一位學生的狀態。但是通過線上項目式教學，學生分組合作，筆者通過在“騰訊會議”中能夠實時監控、注意到每位學生的即時動作、語言、表情、動作等傳遞出的信息。筆者還可以利用平臺中的“私聊”功能和學生進行一對一溝通，適當提醒，從而促進小組內個人目標的精準達成。

3.2.2 有利于培養學生的合作能力

項目式教學主要形式是分組合作。在本例中，因為涉及的學生均為初一新生，且實施線上教學時間為新學期第三節線上課，暫無本學科的考試成績，所以，教師在課前分組時，依據的是學生的學習態度、前幾次課堂發言情況及與班主任、任課教師溝通情況。教師作為項目式教學的引領者、指導者，在學生分組學習探索中，引導組長讓每一個成員融入團體，設計項目任務的規則，明確每個人的任務分配，將個人研究成果與小組最終成果結合統一[6]。

這非?？简炌M學生的團隊合作能力，每個人都經過明確的分工，發現自身的潛能價值，以此完成自己的使命職責。這個過程需要團隊小組成員之間反復溝通，互相提醒、配合，在探索中求同存異，在協作中互幫互助。

4 教學過程分析

“數制編碼轉換妙”線上項目式教學過程如下。

4.1 搭建項目支架——學習活動，引入問題情境

教師通過“微校云”平臺提前將加密后的壓縮文件（密文）發送至每位學生的客戶端，并在課前隨機選取一位學生告知密文的密碼（由三位隨機數字構成）。教師實時安排任務，即由這名學生不利用語言文字進行傳遞，將密碼傳遞給其他人從而全部獲取密文。通過直播課堂——“騰訊會議”平臺，實時觀察屏幕前學生的表現，再逐一添加限制條件。例如，為了防止學生連麥，設置“全體靜音”，在觀察到學生嘗試利用鼓掌來傳密碼時，引導學生以課前分好的小組進行方案的創建。

【設計意圖】通過創設真實問題情境——傳遞密碼，布置“學習活動”任務。學生以組為單位開展活動，切身體會傳遞密碼的過程，由此引入本節課的主題——編碼，為后續概念講解做鋪墊。

4.2 基于情境分組解決問題，引出重點——編碼

在分組合作后，學生在各自組內的微信群逐漸研究出問題解決的方案。教師請學生代表進行演示，并在之前提出問題：方案能夠用幾種字符進行密碼的表示呢？學生經過思考，表示能夠運用兩種符號進行密碼的另一種替換。教師將學生剛剛完成任務的過程類比于“編碼”，引入其準確定義。教師介紹計算機內部文字、圖片、視頻等表現形式，即把該數值轉換為用0、1 來表示的數。學生代表總結發言，談談剛才“密文”任務中，傳遞密碼和數值編碼之間的關系，進行類比。

【設計意圖】請學生代表進行演示，會激發其他學生的求知欲和積極性。在真實問題情境下，學生自行解決出問題能夠加深對后續筆者引出的教學重點——“編碼”概念的理解。

4.3 學生利用微課自主學習

在學生自主學習前，教師利用生活中常見的十進制引出相關概念后。在線上教學平臺，播放關于進制知識點（進制的基本概念及不同進制的表示方法）的微課視頻，學生在觀看學習后，填寫學習任務單的內容。

【設計意圖】學生通過微課初步學習二進制，初步了解學習任務單，之后筆者根據學生回答進行梳理總結。

4.4 以“破譯密碼”為線，師生互動完成進制轉換的講與學

教師：假設你收到了一串信號（通過開關燈的閃爍表達“11000”），大家能否破譯出奧義呢？教師再次鞏固編碼的過程，引入二進制及進制間的轉換。教師以（101）B=（）D 舉例，向學生介紹“按權相乘求和法”（進制中所有的數字乘基數的冪的相加之和），學生在學習完二進制轉換成十進制后，通過“名師課堂”——微課自主學習十進制轉換二進制——“除R 反向取余法”。教師請學生代表總結進制間轉換的步驟、方法，繪制表格。之后，引導學生嘗試“R 進制”的轉換，舉一反三。

【設計意圖】通過進制間的相互轉換，師生在互動中完成任務“破譯密碼”，學生加深了對基數、位權等概念的理解，又深化理解了進制之間轉換的步驟、方法。教師引導學生將思路拓展到“R 進制”的時候，學生自行總結。

4.5 拓展任務，小組合作解決，深化知識理解，承上啟下

教師發布任務，學生通過所學“破譯密碼”，取出文件。通過閱讀任務提示說明，分組協作進行進制轉換，并在Excel 表格中填涂顏色，形成對于顏色編碼的認知。該任務選自人教版1.1.2 中的“顏色碼的數制轉換”。

1）任務閱讀說明：集齊七種顏色。計算機中不同的顏色是由十六進制的顏色碼表示的，舉個例子，如圖1 所示：RGB:(11,111,222)=#0B6FDE，其中紅色的11、綠色的111、藍色的222 分別和十六進制數0BH、6FH、DEH 對應。給出任務Excel 中有7 種十六進制數的組合，分別對應著不同的顏色，如圖2 所示，根據分組的組號對應相應的單元格，進行進制的轉換計算，并通過“批注”功能進行涂色，看看最后能夠構成什么圖形。

圖1 背景色選擇

圖2 顏色對應的數值

2）Excel 表格如表1 所示。

表1 小組任務

學生通過小組合作進行進制間的轉換，找到對應的顏色后涂色，發現圖形是彩虹。此時教師提醒，讓學生觀察紅色的顏色值（255,0,0）加上藍色（0,0,255）是什么顏色值？得到什么顏色。學生自行操作進行顏色混合，發現紅色加藍色得到了紫色。這時引導學生總結出：這里的解密關系利用顏色碼進行色彩的調換；資源的信息化能夠通過編碼來實現。

【設計意圖】學生利用之前所學知識破譯密碼打開文件，將理論遷移到實際應用。分組解決拓展任務，利用合作計算涂色來激發學生的學習興趣。放大學生看待問題的視角，能夠為后續音頻、視頻數字化打下基礎，做好鋪墊，對于學生視野的開拓有著深遠影響。

4.6 學生歸納，教師總結

通過操作發現傳遞密碼的奧秘，以此理解編碼的概念。而后，學習進制間的相關特點。通過實踐，學生成功地將進制間的轉換加以掌握，并且拓展到顏色碼的數制轉換，畫出彩虹。

【設計意圖】總結歸納升華本課的主題，起到深化鞏固的作用。

5 項目式教學分析及反思

開展“學習活動”，讓項目式教學的推進更加具有趣味性、生動性、探索性、邏輯性，層層推進，符合且有利于學生的思維認知發展。任務主線中的“傳遞密碼—解密”將“進制轉換”的難點巧妙與實踐結合，通過小組合作完成教學目標。

項目教學中“學習活動”的拓展性以最后的“顏色碼的數制轉換”為支點，將教學設計中的重點難點進行拓展，也可以將這一任務再次形成深層次拓展，為“程序設計”這一章節繼續合理創造性復用，融入學習新知的前提。

本例在最后的成品效果驗收中，采用的是學生線上微校云提交成品的方式進行評價，但這樣的單一方式可能并不會真正評價出學生在線上項目式教學中的實際學習效果和影響。但由于時間有限，對于測評方案沒有較完善的修改和考量。

“數制編碼轉換妙”僅僅是初中信息科技項目式教學的初步嘗試，在今后，初中信息科技使用項目式教學中還應注意任務設置的多元性，在同一大背景下，設計跨學科教學，發揮各個學科的優勢，并將日常生活融入教學，設計基于真實情境的項目式教學，最大限度將課堂還給學生，促進學生信息核心素養的養成。