高中生數智素養提升導向下項目式學習活動研究

摘要：新質生產力背景下，大數據、人工智能、物聯網等技術在教育領域的應用，對培養高中生數字技能、批判思維、創新能力等數智素養發揮著重要作用。高中生數智素養提升導向下項目式學習活動有助于高中生進行深度學習，深化對物理知識的理解，培養高階思維和綜合素養。文章旨在通過分析高中生數智素養提升導向下項目式學習活動的意義、原則與策略，發揮項目式學習活動優勢和提升高中生數智素養。

關鍵詞：高中物理；數智素養；項目式學習；意義；策略

中圖分類號：G633.6文獻標識碼：A文章編號：1673-8918（2025）07-0017-04

數智素養是指在智能化時代背景下，個體應具備的數字技能、數據處理等素質。項目式學習強調以高中生發展為中心，要求教師結合教學內容而合理創設真實情境，促使高中生在探究現實問題的過程中深入思考，以提高高中生綜合素養。文章通過分析高中生數智素養提升導向下項目式學習活動的開展策略，以構建高效課堂，提升高中生數智素養。

一、 高中生數智素養提升導向下項目式學習活動開展的意義

（一）有助于培養高中生高階思維

智能化時代背景下，培養高中生數智素養已成為增強高中生適應力與競爭力的關鍵。高中生數智素養提升導向下項目式學習活動的開展，能夠促使教師落實以高中生發展為中心的現代化教育理念，合理設置項目任務，并發揮云計算、大數據、人工智能等技術的優勢，為高中生深度探究項目提供豐富的學習資源和數字工具，可以提高高中生探究項目的學習效率，啟發高中生創新思維與數字思維，推動高中生全過程參與項目任務的思考、探究與解決，以及推動高中生從多角度認識問題，培養高中生的高階思維。

（二）有助于增強高中生創新意識

項目式學習強調高中生自主探索或合作探究項目問題，進而掌握更多知識與技能。高中生數智素養提升導向下項目式學習活動的開展，能夠促使教師依托信息技術，以項目式學習為載體，通過幫助高中生搭建“腳手架”的方式，激發高中生主動學習、研究、探索物理知識與實驗項目的興趣與欲望，促使高中生沉浸到真實問題情境中進行思考與探究。尤其是通過鼓勵高中生以組為單位探究項目任務，能夠進一步增強高中生團隊合作意識，并促使高中生在頭腦風暴中變換思路，強化高中生創新意識，增強高中生成就感。

（三）有助于提升高中生綜合素養

數智素養提升要求教師重點關注高中生數字技能、數據處理、批判思維、創新能力的培養。高中生數智素養提升導向下項目式學習活動的開展，能夠促使教師充分發揮數智技術優勢，引導高中生依托數智技術而逐步開展項目探究活動，并優化項目成果展示，不僅可以通過高中生親身參與實踐操作的方式，提高高中生利用跨學科知識解決實際問題的能力，還可以通過智能分析與客觀評估高中生項目成果，引導高中生形成自我反思與評價的良好習慣，從而提升高中生數智素養。

二、 高中生數智素養提升導向下項目式學習活動開展的原則

（一）項目可行性原則

數智素養提升不僅涵蓋了數字技術的靈活運用，更強調在數據驅動下的創新思維和問題解決能力的培養，倡導在信息技術加持下構建高效師生交互的課堂體系。高中生數智素養提升導向下項目式學習活動的開展，教師要遵循項目可行性原則，充分考慮項目設計的合理性與可操作性，避免因項目設置難度過高而打擊高中生信心，同時將項目任務進一步細化為各種驅動問題，推動高中生在項目任務與問題的驅動下找準自身定位，進而落實“做中學”的課程理念。

（二）情境真實性原則

項目化學習強調將高中生學習與實際生活相聯系，促使高中生在真實且具體的情境中深度學習，推動高中生實現“從生活走向物理”。高中生數智素養提升導向下項目式學習活動的開展，為培養高中生的科學探究意識，教師要遵循情境真實性原則，結合高中生日常生活經驗而合理設計探究項目，并依托數智技術創建智能化學習環境，促使高中生沉浸到虛擬現實環境中思考問題、探究項目，鍛煉高中生精準鎖定問題本質的能力。

（三）評價多元化原則

高質量的教學評價對高中生學習具有引導與激勵作用。高中生數智素養提升導向下項目式學習活動的開展，為提高高中物理項目式學習活動開展質量，促使高中生在探究項目的過程中獲得長足發展，教師要正確認識教學評價的重要性，既要引入高中生、教師、專家等多元評價主體，又要強調評價方式的多元化，同時依托數智技術，充分發揮大數據分析技術優勢，結合高中生實驗探究狀況與項目作品展示情況而智能分析高中生學情，以推動高中生全面發展。

三、 高中生數智素養提升導向下項目式學習活動開展的策略

（一）精準把握項目學習目標，合理確定項目主題

新質生產力正以高效、智能、互聯的方式重塑社會生產方式和組織結構，要求人才具備扎實的學科知識以及解決復雜問題的能力、創新性的思維和終身學習的意愿。項目主題的合理設置是保障項目式學習活動有序開展、促使高中生進入深度學習狀態、培養高中生數智素養的基礎與保障。因此，在高中生數智素養提升導向下項目式學習活動開展的過程中，為更好地培養高中生數智素養，幫助高中生快速適應新質生產力的發展需求，教師既要樹立以高中生發展為中心的現代化教育理念，結合數智社會對人才的需求而明確高中物理教學方向，又要樹立數字化思維與前瞻性意識，在充分考慮高中生知識能力水平、項目難易程度以及技術資源環境的基礎上，精準把握高中物理項目式教學目標，并合理確定項目主題，發揮學習目標與項目主題的導向作用，推動項目式學習活動有序開展。

以人教版高中物理必修一“課題研究”中的“球形物體空氣阻力大小與速率關系的研究”為例，為發揮項目式學習活動效能，推動高中生經歷有意義的學習過程，促使高中生在操作運用數字化工具的過程中形成數智素養，教師既要深入研讀教材，結合高中生已掌握“力的作用是相互的”“重力”“摩擦力”等知識的學情，精準把握引導高中生理解力的作用效果的項目學習目標，又要合理確定“探討空氣阻力與速率關系”的項目主題，同時充分考慮現有的技術資源環境，利用微課或導學案幫助高中生了解并掌握傳感器、數據采集軟件、虛擬仿真平臺等數字化資源的使用性能，并進一步細分學習目標，如了解球形物體在空中的運動情況、明確球形物體受力大小與運動速率的關系、掌握傳感器等數字化技術的使用方法，以及學會應用數字化技術解決問題等，以指明項目學習計劃開展方向。

（二）科學制訂項目學習計劃，幫助高中生搭建支架

數智素養提升要求教師帶領高中生獲得豐富的數字化知識儲備，掌握數字化設備操作能力和應用實踐能力，進而提高高中生應對高速演進的技術與社會變革的能力。在高中生數智素養提升導向下項目式學習活動開展的過程中，為增強高中生適應力，促使高中生從被動學習轉變為主動學習狀態，推動高中生經歷有意義的學習過程，教師要以數據智能為切入口，堅持“服務需求，成效導向”原則，依托數智技術，結合教學內容與高中生學情，明確高中生發展需求與課堂教學方向，進而在客觀數據的支撐下科學制訂項目學習計劃，幫助高中生搭建探究項目的“腳手架”，激發高中生思維活性，以培養具備數智素養的創新型人才。

以人教版高中物理必修一“課題研究”中的“球形物體空氣阻力大小與速率關系的研究”為例，為幫助高中生深入理解實驗過程中各種因素對實驗結果的影響，教師既要利用平臺功能或高中生反饋，監控高中生預習進度與知識儲備情況，又要圍繞“如何研究球形物體空氣阻力大小與速率的關系？”的核心任務，進一步細化驅動問題，如“空氣阻力的大小與什么有關系？”“如何測量球形物體受到的空氣阻力大小？”“如何判斷和記錄球形物體的運動狀態？”等，指明高中生思考方向，推動高中生在項目任務的驅動下科學制訂項目學習計劃，如通過分組實驗探究球形物體空氣阻力大小與速率的關系、觀察并記錄實驗現象、討論分析實驗結果、匯報展示實驗過程與實驗結果、提問反思實驗優化方案等，以幫助高中生明確項目實施過程，促使高中生在項目支架的推動下進入深度學習狀態。

（三）逐步開展項目學習探究，提高高中生數智技能

項目式學習強調以高中生發展為中心，要求教師結合教學內容而模擬真實世界的問題情境，推動高中生沉浸到情境中深入探索項目，提升高中生數智素養。在高中生數智素養提升導向下項目式學習活動開展的過程中，為幫助高中生掌握數智技能，教師要熟練掌握并靈活運用傳感器、數據采集軟件、虛擬仿真平臺等關鍵技術工具，同時鼓勵高中生依托數字化工具與物理知識儲備逐步開展項目學習探究活動，以促使高中生全身心地參與實驗過程，直觀觀察和客觀記錄實驗數據，進而通過案例分析、親身參與、實踐操作等方式，豐富高中生學習體驗，培養高中生實驗操作與觀察分析能力，并激發高中生探究物理實驗的興趣與欲望，推動高中生在應用多元化數字化工具解決問題的過程中不斷提升數智素養。

以人教版高中物理必修一第四章中“超重和失重”為例，為促使高中生深入體驗并掌握運用牛頓運動定律的方法，確保高中生能夠分析和解決實際情境中的動力學問題，教師要依托數智技術，充分發揮手機物理工坊（phyphox）能夠借助智能手機傳感器而即時展示和導出實驗數據的優勢，在確保力和加速度能夠同步對比顯示的基礎上，引導高中生逐步開展項目學習探究活動。

（四）優化實施項目成果展示，強化高中生創新意識

項目式學習要求教師鼓勵高中生依托在線教育平臺或應用電子互動白板等新興技術展示項目成果，以鍛煉高中生數智思維，強化高中生創新意識，提高高中生數智技能。在高中生數智素養提升導向下項目式學習活動開展的過程中，為提高高中生溝通交流能力與理性邏輯思維，幫助高中生扎實掌握數字技能，教師要結合項目式學習活動流程，進一步優化實施項目成果展示環節，既要鼓勵高中生由組內推選負責人運用電子白板技術展示項目成果，又要支持其他高中生提出質疑或看法，以營造討論氛圍濃厚的課堂環境，加深高中生對物理知識的理解，同時促使高中生在展示項目成果的過程中融會貫通不同學科知識與技能，鍛煉高中生數據分析與應用能力，培養高中生數智素養和創新能力。

以人教版高中物理必修一第一章中“位置變化快慢的描述——速度”為例，為促使高中生在項目式學習活動中獲得積極的體驗和深刻的感悟，在推動高中生探究“運用DIS測位移、平均速度、瞬時速度”的項目任務的基礎上，教師要鼓勵高中生在“實驗操作與數據收集”的任務探究環節搜集整理運用DIS設備測量物體運動軌跡、位移和時間等數據，同時為高中生提供充足的項目成果展示時間與機會，要求高中生利用圖像或圖表等方式展示和分析實驗數據，既要引導高中生對自身的學習過程進行反思和總結，并支持其他高中生對實驗數據提出疑問，使高中生對自身的實驗數據結果負責，提高高中生實驗素養，又要在頭腦風暴與辯論交流中強化高中生創新意識，進而推動所有高中生進一步回顧觀察、提問、實驗、分析和解釋等整個項目探究過程，系統鍛煉高中生整合分析能力。

（五）重視開展項目綜合評價，培養高中生綜合素養

項目式學習作為一種有效的教學方法，對啟發高中生思維、提升高中生數智素養具有顯著促進作用。為更好地開展項目式學習活動，在高中生數智素養提升導向下項目式學習活動開展的過程中，教師要正確認識項目綜合評價的重要性，并依托大數據分析技術科學開展項目綜合評價，既要通過搜集整理言語數據、行為數據、學業數據等數據層信息，又要借助語音識別、姿態識別、表情識別等技術層性能，還要發揮教學反饋、教育評估、教學診斷等應用層效能，全面了解高中生在項目式學習活動中的行為表現，同時關注高中生的反饋與意見，不斷優化項目設計和實施策略，以提高項目式學習活動開展質量，促使高中生積極參與項目式學習活動，確保所有高中生都能學有所獲，培養高中生綜合素養。

以人教版高中物理必修一第四章中“超重和失重”為例，為培養高中生數智素養，在項目綜合評價過程中，教師既要運用人工智能技術采集與識別高中生在項目式學習活動中的語言、面部表情等行為數據，同時運用人工智能算法對采集到的數據加以運算與分析，以客觀掌握高中生學情，明確高中生的學習態度是否積極、實驗行為是否規范、實驗結果是否科學等，進而發揮以評促教效能，指明高中物理教學結構動態調整方向，推動項目化學習活動有序開展，又要靈活運用高中生自評與生生互評的評價形式，鼓勵高中生根據組內成員在項目式學習活動中的行為表現進行評價，以促使高中生站在評價者角度思考問題，進而發揮以評促學效能，幫助高中生辯證認知自我，推動高中生取長補短，促使高中生更好地適應數智社會的發展需求，并積極推動社會朝著數字化轉型與創新發展。

四、 結論

數智化背景下，提升高中生數智素養是增強高中生適應力與競爭力的關鍵。在高中生數智素養提升導向下項目式學習活動開展的過程中，為推動高中生更好地適應數字化時代的生活方式，使高中生具備數智素養，教師要深入理解數智素養內涵，明確項目式學習活動開展意義，并樹立數字化思維與前瞻性意識，既要充分考慮高中生的知識能力水平、項目難易程度以及現有技術資源環境，精準把握項目學習目標，合理確定項目主題；又要給予高中生運用傳感器、數據采集軟件、虛擬仿真平臺等關鍵技術工具的時間與空間，推動高中生逐步開展探究活動，促使高中生在親身參與實驗的過程中形成數智素養；還要優化實施項目成果展示環節，培養高中生創新意識，并重視開展項目綜合評價，以推動高中生在觀點碰撞、溝通交流、辨析探究的評價過程中發展自我，提升高中生數智素養。

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