譚珊珊 楊簡云 程慶雷

● 創(chuàng)新整合點

①本案例以人工智能為主題、以項目為導(dǎo)向進行單元教學(xué)設(shè)計，重構(gòu)教材第一、第二和第六章的內(nèi)容，并開發(fā)了相應(yīng)的課程教學(xué)資源，如知識微課、學(xué)習(xí)記錄表單、案例文檔、思維導(dǎo)圖、實驗活動等，以此支撐混合式教學(xué)自主學(xué)習(xí)的資源。

②以區(qū)域名教師教育優(yōu)質(zhì)資源為基礎(chǔ)，學(xué)生在課上就可以利用線上教學(xué)資源開展學(xué)習(xí)，教師則重在開展合作、探究、互動教學(xué)的觀察和指導(dǎo)。這種以學(xué)生為主體的混合式項目教學(xué)模式，能提高學(xué)習(xí)成效，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)高階思維能力，促進區(qū)域教學(xué)的公平。

● 教材分析

本課是以粵教版高中信息技術(shù)《必修1 數(shù)據(jù)與計算》內(nèi)容為依據(jù)，按照《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的要求，將教科書中第一章《數(shù)據(jù)與信息》、第二章《知識與數(shù)字化學(xué)習(xí)》、第六章《人工智能及其應(yīng)用》的教學(xué)內(nèi)容，通過大單元的項目進行知識內(nèi)容重構(gòu)。

● 學(xué)情分析

在現(xiàn)實生活中，學(xué)生大多感受過如指紋識別、人臉識別、語音識別等人工智能技術(shù)的應(yīng)用，大部分學(xué)生對人工智能技術(shù)有很強的學(xué)習(xí)興趣。

在學(xué)習(xí)內(nèi)容上，生活在信息時代的高中生，在日常學(xué)習(xí)生活中已經(jīng)接觸和使用過各種形式的數(shù)據(jù)，大部分學(xué)生能熟練使用各種數(shù)字化工具，少數(shù)學(xué)生還能借助各種數(shù)據(jù)處理軟件編輯數(shù)據(jù)，但是學(xué)生并未深入思考數(shù)據(jù)與信息的特征，也未深入思考和探究模擬信號數(shù)字化的原理，對科學(xué)性數(shù)據(jù)編碼的方式也不了解。另外，學(xué)生受學(xué)科研究方法限制，尚缺乏利用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具探究知識的意識和能力。

在學(xué)習(xí)平臺方面，莞易學(xué)（東莞慕課）可實現(xiàn)區(qū)域共享的線上線下混合式學(xué)習(xí)支持，全市學(xué)生可通過統(tǒng)一賬號登錄平臺選課學(xué)習(xí)。

● 項目目標(biāo)

通過“感受和剖析智能領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)”項目，組織學(xué)生進行自主協(xié)作探究。讓學(xué)生在具體感知數(shù)據(jù)與信息的基礎(chǔ)上，能夠描述信息的特征，知道數(shù)據(jù)編碼的方式;讓學(xué)生體驗數(shù)字化學(xué)習(xí)過程，能夠描述數(shù)據(jù)、信息與知識的相互關(guān)系，感受利用數(shù)字化工具和資源的優(yōu)勢;讓學(xué)生在具體感知智能信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，能夠描述智能信息處理技術(shù)的巨大進步和應(yīng)用潛力，認(rèn)識人工智能在信息社會中的重要作用，從而將知識建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入運用數(shù)字化工具解決問題和完成任務(wù)的過程中，促進本項目對應(yīng)課標(biāo)的學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成，完成項目學(xué)習(xí)目標(biāo)。

● 教學(xué)環(huán)境與準(zhǔn)備

支撐項目學(xué)習(xí)開展的教學(xué)平臺是莞易學(xué)（東莞慕課），本項目提供了微課（19個）、單元教學(xué)設(shè)計、單元教學(xué)課件、項目學(xué)習(xí)活動記錄表、軟件工具（Python3.*、思維導(dǎo)圖、多媒體處理軟件、網(wǎng)絡(luò)畫板）、學(xué)習(xí)文檔等資源。

● 教學(xué)過程

學(xué)生以莞易學(xué)為數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺，開展以人工智能為背景的項目學(xué)習(xí)。具體設(shè)計方案如上頁圖1所示。

1.項目范例學(xué)習(xí)

項目范例主題：感受和剖析智能領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)。

教師按照“情境→主題→規(guī)劃→探究→實施→成果→評價”這一步驟開展教育領(lǐng)域人工智能應(yīng)用技術(shù)的全過程展示。學(xué)生按照項目范例的模式，開展項目學(xué)習(xí)，其主要流程為“項目選題→項目規(guī)劃→方案交流→探究活動→項目實施→成果交流→活動評價”。

2.項目前置活動和項目選題

教師活動：提供《人工智能介紹》《圖靈和圖靈測試》《人工智能的發(fā)展歷程》《人工智能的應(yīng)用》等相關(guān)微課和更多的選題，并參與到小組的選題討論中。

①感受和剖析智能安防領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù);

②感受和剖析智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù);

③感受和剖析智能醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù);

④感受和剖析智能物流領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù);

⑤感受和剖析智能×××（自擬）領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)。

學(xué)生活動：觀看“項目前置”中的微課資源，了解人工智能領(lǐng)域的發(fā)展。根據(jù)教師提供的半開放式選題，小組頭腦風(fēng)暴后確定項目選題，以小組為單位，填寫《項目學(xué)習(xí)活動記錄表》中的“項目前置”和“項目選題”欄目。

設(shè)計意圖：項目前置活動是基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)觀，落實“以學(xué)定教、先學(xué)后教”的項目學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，使學(xué)生在前置內(nèi)容中能更好地了解人工智能相關(guān)的基本知識，為學(xué)生的項目選題奠定知識能力基礎(chǔ)。

3.項目規(guī)劃

教師活動：提供《項目推進介紹》《第一章課程介紹》《第二章課程介紹》《第六章課程介紹》等相關(guān)微課;引導(dǎo)學(xué)生分析項目問題，指導(dǎo)小組完成項目規(guī)劃，組織開展方案交流。

學(xué)生活動：小組依照項目范例，結(jié)合本組選題，制訂本組項目規(guī)劃方案，填寫《項目學(xué)習(xí)活動記錄表》中的“項目規(guī)劃”欄目。

設(shè)計意圖：規(guī)劃的前提是對所學(xué)內(nèi)容的知識有認(rèn)知基礎(chǔ)，項目規(guī)劃可以幫助學(xué)生更好地自上而下地建構(gòu)核心知識，使其對知識目標(biāo)、進度分工、學(xué)習(xí)工具和學(xué)習(xí)結(jié)果各維度的需求分析更加明晰，培養(yǎng)學(xué)生分解問題、明析問題的能力。

4.項目探究活動

活動1：感受人工智能，體驗數(shù)字化學(xué)習(xí)

教師活動：提供視頻資源，設(shè)計問題，引導(dǎo)學(xué)生匯總教學(xué)活動中的數(shù)字化工具與資源，并進行比較;提供歐姆定律和投針實驗的數(shù)據(jù)及操作指引《運用Python工具處理數(shù)據(jù)》《網(wǎng)絡(luò)畫板體驗投針實驗》《思維導(dǎo)圖的應(yīng)用》（微課），指導(dǎo)學(xué)生體驗數(shù)字化創(chuàng)新學(xué)習(xí)的過程。

學(xué)生活動：通過體驗數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，總結(jié)和梳理出數(shù)字化學(xué)習(xí)資源、工具的學(xué)習(xí)特點，感受數(shù)字化時代學(xué)習(xí)生活發(fā)生的改變;填寫《項目學(xué)習(xí)活動記錄表》“探究活動 項目實施”欄目中的“活動1”的內(nèi)容。

設(shè)計意圖：通過學(xué)習(xí)和交流，結(jié)合本組選題，討論總結(jié)出常用的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，體驗數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，并完成對數(shù)字化工具與資源、數(shù)字化學(xué)習(xí)特點的梳理。

活動2：了解人工智能背后數(shù)字編碼的原理

教師活動：提供微課《模擬信號與數(shù)字信號》《文字編碼》《圖像編碼》《聲音編碼》，并設(shè)計相關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生理解模擬信號與數(shù)字信號的含義及其相互關(guān)系，幫助學(xué)生了解數(shù)據(jù)編碼方法和數(shù)字化的作用。

學(xué)生活動：通過觀看微課后小組討論，掌握數(shù)據(jù)編碼的相關(guān)知識，填寫《項目學(xué)習(xí)活動記錄表》“探究活動 項目實施”欄目中的“活動2”的內(nèi)容。

設(shè)計意圖：學(xué)生結(jié)合教師提供的微課等學(xué)習(xí)資源，根據(jù)小組選題，能夠更好地分析人工智能領(lǐng)域下文本、圖像、聲音的實際應(yīng)用案例，理解數(shù)據(jù)編碼和數(shù)字化的作用。

活動3：理解人工智能中智能問答系統(tǒng)的工作原理

教師活動：提供微課《剖析領(lǐng)域知識智能問答機器人》《jaccard相似度系數(shù)》，設(shè)計問題，并引導(dǎo)學(xué)生理解智能問答系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

學(xué)生活動：觀看微課后小組討論，掌握選題領(lǐng)域下智能問答系統(tǒng)的例子，理解智能問答系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及原理，填寫《項目學(xué)習(xí)活動記錄表》“探究活動 項目實施”欄目中的“活動3”的內(nèi)容。

設(shè)計意圖：通過學(xué)習(xí)和討論，小組結(jié)合本組選題分析智能問答系統(tǒng)的模塊，理解智能問答系統(tǒng)的工作原理，掌握智能問答系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

活動4：理解數(shù)據(jù)、信息、知識與智慧的關(guān)系

教師活動：提供微課《數(shù)據(jù)、信息、知識、智慧之間的關(guān)系》、思維導(dǎo)圖，設(shè)計學(xué)習(xí)支架，引導(dǎo)學(xué)生理解并解釋數(shù)據(jù)、信息、知識與智慧的關(guān)系。

學(xué)生活動：觀看微課后小組討論選題下數(shù)據(jù)與信息的案例，填寫《項目學(xué)習(xí)活動記錄表》“探究活動 項目實施”欄目中的“活動4”的內(nèi)容。

設(shè)計意圖：結(jié)合項目范例，查閱相關(guān)資料，通過交流和討論，在小組選題的智能領(lǐng)域技術(shù)中，理解并解釋數(shù)據(jù)、信息、知識與智慧的關(guān)系，了解人工智能技術(shù)的提升路徑。

活動5：了解信息倫理道德規(guī)范

教師活動：提供學(xué)習(xí)文檔，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識人類信息活動需要信息法律法規(guī)的管理與調(diào)節(jié)，能自覺遵守信息法律法規(guī)、信息倫理道德規(guī)范;在信息交流或合作中，尊重不同的信息文化，積極、主動地融入信息社會中。

學(xué)生活動：通過查閱資料交流討論，填寫《項目學(xué)習(xí)活動記錄表》“探究活動 項目實施”欄目中的“活動5”的內(nèi)容。

設(shè)計意圖：查閱相關(guān)資料，閱讀人工智能倫理文檔，通過交流和討論，在小組選題的人工智能領(lǐng)域下，能夠更好地解釋信息倫理道德規(guī)范。

6.項目實施

教師活動：觀察、指導(dǎo)。

學(xué)生活動：各小組參照項目范例的樣式，運用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，結(jié)合學(xué)習(xí)表單等，歸納所學(xué)知識，梳理探究活動的成果，撰寫相應(yīng)的項目成果報告，形成“感受和剖析人工智能應(yīng)用技術(shù)”的可視化報告學(xué)習(xí)成果。

設(shè)計意圖：項目實施和探究活動同步進行，是指向核心素養(yǎng)能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，小組成員在項目實施的過程中學(xué)會在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中自主協(xié)作學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)并解決問題，明確任務(wù)分工、學(xué)會合作等。

7.項目交流與評價

教師活動：評價。

學(xué)生活動：各小組在小組或班級中進行展示與交流，共享創(chuàng)造，分享快樂。根據(jù)項目選題、擬訂的項目方案、實施情況以及所形成的項目成果，利用“作品評價量規(guī)”及教科書附錄2的“項目活動評價表”，開展項目學(xué)習(xí)活動評價的自評。

設(shè)計意圖：在展示環(huán)節(jié)前的準(zhǔn)備中培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，深化對知識體系結(jié)構(gòu)的理解，在展示環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生樂于分享的性格，并使其建立自信。

● 教學(xué)反思

學(xué)生通過莞易學(xué)（東莞慕課）平臺，開展以項目設(shè)計推進的線上線下混合式學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了以下特點。

第一，以項目為架構(gòu)的單元教學(xué)設(shè)計是教學(xué)方式的改變（如上頁圖2）?；陧椖繉W(xué)習(xí)的單元設(shè)計中的知識技能，是通過項目學(xué)習(xí)中的探究活動來串聯(lián)的，所有子探究活動也是為項目目標(biāo)而服務(wù)的。只有合理構(gòu)建各知識模塊與探究活動之間的關(guān)系，使知識內(nèi)容不再孤立、零碎，才能使項目活動的學(xué)習(xí)方式最大限度地發(fā)揮它的功效。

第二，以學(xué)習(xí)活動記錄表跟進項目全流程是學(xué)習(xí)的支架。項目學(xué)習(xí)記錄表（如上頁圖3）是一種實現(xiàn)過程性引導(dǎo)和跟蹤、實現(xiàn)自主與協(xié)同的動態(tài)學(xué)習(xí)工具，記錄過程既能夠關(guān)注到學(xué)生實際參與學(xué)習(xí)過程的基本情況，也能使學(xué)生的自主和協(xié)作意識得以充分發(fā)揮。

第三，以莞易學(xué)（東莞慕課）推進區(qū)域混合式教學(xué)是學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。2020年9月，這門慕課開始面向東莞市高中學(xué)段信息技術(shù)全體師生開放，在第一輪的開課中全市共有15所教育單位引用該課程，選課人數(shù)達(dá)7239人，這種落實項目式學(xué)習(xí)新模式，開展線上線下混合學(xué)習(xí)的教學(xué)嘗試得到初步的應(yīng)用與推廣。這種教育資源優(yōu)化配置促進了區(qū)域不同學(xué)校、不同群體學(xué)生之間的教育公平，也促進了均衡教育的貫徹落實。