張惠茹

一、背景

在強調(diào)提升學(xué)生核心素養(yǎng)的今天，想要讓學(xué)生的學(xué)習更有效率，教師到底應(yīng)該采取什么樣的教學(xué)方式呢？“PBL”是基于項目式的學(xué)習，是研究性學(xué)習，也是精心設(shè)計項目作品，規(guī)劃和實施項目任務(wù)的過程。學(xué)生通過完成與現(xiàn)實生活密切相關(guān)的項目而展開探索，在這個過程中需要不斷地挖掘和搜集資料，通過上網(wǎng)搜索、實地考察等方式會不斷發(fā)現(xiàn)新問題，從而獲得新知識。不同于傳統(tǒng)教學(xué)方式對教師與教材的過于依賴，PBL 將學(xué)生放在主體位置，以學(xué)生為中心，以探究為基礎(chǔ)，提倡學(xué)習的開放性、內(nèi)容的實用性與活動的探究性，為學(xué)生營造一個輕松的學(xué)習氛圍，讓學(xué)習更加有效。項目式學(xué)習以提升學(xué)生的核心素養(yǎng)為重點，特別是提升其探索問題和解決問題的能力。

二、課例描述

（一）教材分析

本課例選自科學(xué)出版社信息科技八年級上冊第二單元活動2 的內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)極大地拓寬了人們的生活、學(xué)習和工作空間。八年級整冊教材采用從總到分的結(jié)構(gòu)，先介紹物聯(lián)網(wǎng)及其組成→物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)傳輸→數(shù)據(jù)使用。物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)應(yīng)用最廣泛的是識別技術(shù)和傳感技術(shù)，本課例重點介紹傳感技術(shù)，因為傳感器及其作用，以及傳感器采集數(shù)據(jù)的過程，在整個教材中起到了承上啟下的作用。基于項目式學(xué)習的有關(guān)要求，筆者從教材中提取出“物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)”這個關(guān)鍵詞，結(jié)合傳感技術(shù)的應(yīng)用對課程進行再設(shè)計，最終確定“自動避障系統(tǒng)”為本項目的主題，將生活中出現(xiàn)的新鮮案例介紹給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習、探索的熱情。同時，學(xué)生在提出問題、探究問題、解決問題的一系列學(xué)習過程中，達到信息科技學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求。

（二）學(xué)情分析

物聯(lián)網(wǎng)時代，學(xué)生每天會接觸各種物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的應(yīng)用，經(jīng)常與傳感器打交道，如智能音箱、智能手環(huán)、無人機等，但沒有系統(tǒng)地學(xué)習傳感技術(shù)，更缺乏運用傳感技術(shù)解決問題的意識。所以，本課例在分組的前提下采用項目式學(xué)習，以新技術(shù)為例提高學(xué)生探索的積極性，在教師引導(dǎo)、學(xué)生自主分析與探索的過程中層層遞進，讓學(xué)生了解傳感技術(shù)的作用并熟練掌握“掌控板”套件中傳感器的使用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。教師將項目貫穿整個課堂，最終引導(dǎo)學(xué)生完成避障系統(tǒng)的模擬。

（三）學(xué)習目標

1.通過分組探究的方式，學(xué)生能夠了解傳感器及其應(yīng)用，認識傳感技術(shù)的重要性，能根據(jù)問題準確分析信息需求，評估信息來源，辨別信息可靠性，提升自主動手解決問題、掌握核心技術(shù)的“數(shù)字意識”核心素養(yǎng)。

2.通過剖析“一鍵召喚”的過程，學(xué)生能夠認識到傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的作用，在提出問題、分析問題、解決問題的過程中鍛煉“計算思維”核心素養(yǎng)。

3.通過使用“掌控板”模擬避障系統(tǒng)，學(xué)生利用數(shù)字化學(xué)習平臺將知識轉(zhuǎn)化為能力，提高學(xué)生的“數(shù)字化學(xué)習與創(chuàng)新”核心素養(yǎng)。

4.通過了解自動駕駛的現(xiàn)狀，學(xué)生認識到合理使用技術(shù)的重要性，樹立正確的“數(shù)字社會責任”意識。

（四）項目式學(xué)習流程

本課例靈活運用項目式學(xué)習，將傳感器的相關(guān)知識與“模擬避障系統(tǒng)”項目相結(jié)合，合理引導(dǎo)學(xué)生進行學(xué)習，通過動腦、動口、動手培養(yǎng)學(xué)生利用傳感技術(shù)解決問題的能力。學(xué)習流程包括以下七個環(huán)節(jié)。

1.項目準備：課間，為營造課堂氛圍，教師播放科技視頻，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識，為下面的學(xué)習做鋪墊，同時讓剛進入教室的學(xué)生快速進入上課狀態(tài)。分發(fā)導(dǎo)學(xué)案等學(xué)習資源，并按照顏色方案進行分組。

2.項目引入（4 分鐘）：用某汽車品牌“一鍵召喚”的真實視頻情境作為引入。思考一鍵召喚是如何實現(xiàn)的，關(guān)鍵點在哪里。

3.項目支持（9 分鐘）：為了讓項目學(xué)習能夠順利進行，各小組學(xué)生利用教師提供的資源，采用不同的方式，如微視頻、導(dǎo)學(xué)案等自主學(xué)習，了解項目的相關(guān)知識與背景。

4.項目實施（21 分鐘）：學(xué)生自主設(shè)計項目方案，并利用“掌控板”套件選取合適的元件，嘗試模擬避障系統(tǒng)。

5.展示評價（4 分鐘）：組織小組展示項目作品，讓學(xué)生分享遇到的困難及解決問題的辦法，并進行自評、互評，以此鍛煉學(xué)生的交流表達能力。教師對學(xué)生進行評價，重點從行為養(yǎng)成、學(xué)習內(nèi)容、學(xué)習興趣三個方面進行。

6.項目小結(jié)（3 分鐘）：利用思維導(dǎo)圖和學(xué)生一起梳理這節(jié)課的內(nèi)容，出示板書，結(jié)束這節(jié)課的學(xué)習。

7.項目拓展（4 分鐘）：播放“討論片”，啟發(fā)學(xué)生思考自動駕駛的注意事項，合理利用技術(shù)，以此提升學(xué)生“數(shù)字社會責任”的核心素養(yǎng)。

（五）教學(xué)情境與實施

1.分組

（1）分組原則：世上沒有完全一樣的兩個人，但很多人有著相似的特征。結(jié)合不同性格產(chǎn)生的行為互動關(guān)系及塑造個性的因素，并與其他性格分析系統(tǒng)相互整合，“性格色彩”理論產(chǎn)生，并認為：

①紅色代表快樂的帶動者?？鞓肥撬麄冏鋈魏问虑榈淖畲髣訖C，快樂是這些人最大的驅(qū)動力。他們積極、樂觀，天賦超凡，富有魅力，隨性而又善于交際。

②藍色代表最佳的執(zhí)行者。他們這類人注意建立和維系持久深入的關(guān)系。他們具有可貴的品質(zhì)，對待朋友忠誠而真摯，并能在思想上真正做到關(guān)心和交流。

③黃色代表有力的指揮者。這一類人深層次的驅(qū)動力來自對目標的實現(xiàn)和完成。他們一般都具有前瞻性和領(lǐng)導(dǎo)能力，通常都有很強的責任感、決策力和自信心。

④綠色代表和平的促進者。對和諧與穩(wěn)定的追求是他們最核心的本質(zhì)，缺乏一些鋒芒與棱角。他們寬容、透明，通常都非常友善，適應(yīng)性強，是很好的傾聽者。

（2）根據(jù)班級人數(shù)及彩條抽簽的方式確定每組人數(shù)，每組以6 人為宜。事先筆者將準備紅、藍、綠3種顏色的色卡，讓學(xué)生自主選擇，并按照“2 紅、2 藍、2 綠”的方式，有機組合為一組。

（3）推選組長。組長要具有一定的執(zhí)行力和調(diào)度能力，能呼吁、督促小組成員開動腦筋考慮到項目所有的細節(jié)和影響因素，發(fā)揮集體的智慧。

2.課間氛圍

如鄭同學(xué)的“自動駕駛自行車”展示了從創(chuàng)意到成果的完整創(chuàng)新過程，視頻中的每一幀都帶給學(xué)生很大的感官刺激。教師在課間播放此視頻，既可以讓剛進入教室的學(xué)生快速安靜下來，沉浸在鄭同學(xué)的創(chuàng)意中，激發(fā)其學(xué)習興趣，又可以為下面的學(xué)習做鋪墊。

3.實施過程

在創(chuàng)設(shè)情境環(huán)節(jié)，教師首先向?qū)W生播放視頻，展示“一鍵召喚”的神奇效果，引導(dǎo)學(xué)生回顧“一鍵召喚”的過程：接收指令（網(wǎng)絡(luò)）→定位終點→自動避障，使學(xué)生認識到“自動避障”在“一鍵召喚”整個環(huán)節(jié)中的重要作用，確定這節(jié)課的項目——自動避障。

為了讓學(xué)生充分理解“自動避障”的過程，筆者隨機請兩位學(xué)生以“游戲”的形式模擬避障過程：甲生遮住眼睛充當汽車，乙生指揮，測試甲生能否通過聽指令避開障礙物走到指定區(qū)域。學(xué)生通過分析，可以回答出避障的過程：檢測（障礙物）→思考（如何避開障礙物）→行動（完成任務(wù)），緊接著提出問題，引出這節(jié)課的主角——傳感器。整個分析過程層層遞進，讓學(xué)生充分認識到傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的重要性。

分析、設(shè)計和實施項目貫穿于新授環(huán)節(jié)，教師拋出三個問題引發(fā)學(xué)生探究：

①④組：常用傳感器有哪些？

②⑤組：物聯(lián)網(wǎng)中傳感器的應(yīng)用有哪些？

③⑥組：用于避障的傳感器是怎么工作的？

每個問題分配給不同的小組，每組采用導(dǎo)學(xué)案、視頻和網(wǎng)絡(luò)搜索三種不同的方式去探究。學(xué)生在探究、匯報的過程中既可以培養(yǎng)收集信息的能力，又可以了解獲取信息的各種方式，認識網(wǎng)絡(luò)共享的奇妙之處，提高信息意識核心素養(yǎng)。

第一個問題：引導(dǎo)學(xué)生利用人的五官，直觀地理解傳感器及其作用；第二個問題：直接將學(xué)生提取、匯總的表格上傳到電腦上，采用分享、討論的方式，引導(dǎo)學(xué)生充分認識：傳感技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)感知世界的基礎(chǔ)；第三個問題將學(xué)生的目光聚焦到超聲波傳感器上，了解超聲波傳感器的工作方式。這三個問題通過小組探究、討論的方式使學(xué)生了解項目的相關(guān)知識，突破這節(jié)課的重點。

項目實施的過程安排了兩個活動：一是認識掌控板套件，以我們熟悉的“人體”進行深入類比，從“感知—思考—執(zhí)行”三個角度，認識傳感器、掌控板和執(zhí)行器的作用，然后和學(xué)生一起找一找哪些是感官，哪些是手腳。通過“匹配”的游戲讓學(xué)生在邊玩邊學(xué)的氛圍中熟悉每個成員。二是設(shè)計制作項目，組織學(xué)生分組討論，設(shè)計項目方案，選擇合適的元件并闡述設(shè)計理念。此環(huán)節(jié)以項目為載體，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，使學(xué)生認識到團隊合作的重要性。學(xué)生參考導(dǎo)學(xué)案及微課進行合作探究，在調(diào)試設(shè)備的過程中自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而提高了自身的學(xué)習能力。設(shè)備調(diào)試成功以后，教師引導(dǎo)學(xué)生利用控制變量法驗證數(shù)據(jù)，找出條件值和傳感器感知范圍的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識。學(xué)生完成項目的整個過程是將知識轉(zhuǎn)化為能力的過程，從而提升學(xué)生數(shù)字化學(xué)習與創(chuàng)新能力。

4.展示與評價

學(xué)生通過動腦、動手，設(shè)計了新穎有趣的項目作品，如“盲人拐杖”“警示燈”等作品，這個環(huán)節(jié)為學(xué)生提供了自評和互評的機會，針對本組和他組的作品進行展示、交流、評價，進一步優(yōu)化自己的作品。

三、課后反思

教師培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)是一個潛移默化的過程。基于本課的設(shè)計思路，我們可以發(fā)現(xiàn)在項目式學(xué)習過程中，學(xué)生積極發(fā)現(xiàn)問題、分析設(shè)計、動手實踐和交流探討，促進了其學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。但本課仍存在不足，總結(jié)起來有以下幾點。

1.在數(shù)字化學(xué)習與創(chuàng)新的培養(yǎng)上，本課使用了掌控板套件，該套件是一個專門培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識的學(xué)習平臺，讓學(xué)生體會到數(shù)字化學(xué)習的魅力，能夠提升學(xué)生的能力。雖然學(xué)生的想象力和創(chuàng)意是無限的，但是受套件中元件數(shù)目和課堂空間、時間的限制，有些小組不能成功做出創(chuàng)意作品。所以，教師可以給學(xué)生提供更多的學(xué)習工具，豐富課堂資源。

2.有些要求落實不到位，影響了項目實施效果。比如，有的學(xué)生不按照要求來做，自始至終沒有上交作品，我考慮到時間問題，只是將平時作業(yè)扣分作為懲罰，沒有起到懲罰的效果。此外，總有一些學(xué)生不按照要求完成作品，我也沒有嚴格要求這些學(xué)生做到。以后我對學(xué)生要更嚴格，尋找更有效的方法來應(yīng)對學(xué)生的各種狀況。

3.項目細節(jié)還需完善，應(yīng)精益求精。每個環(huán)節(jié)的完成雖然差強人意，但是對每個環(huán)節(jié)的總結(jié)不到位，沒有起到表揚先進、鼓勵后進的作用。因為時間關(guān)系，各個環(huán)節(jié)都很匆忙，以后應(yīng)該加強每個環(huán)節(jié)的設(shè)計，體現(xiàn)設(shè)計感與儀式感，營造良好的氛圍。

4.要充分發(fā)揮班級優(yōu)化大師的作用。七年級的學(xué)生還是發(fā)展中的人，對教師的獎勵和懲罰大多很在意，教師要充分利用他們的這種心理，加強管理，利用好班級優(yōu)化大師的日常獎懲功能，加大獎懲力度，讓他們認識到獎懲是嚴肅的事情，從而讓他們端正態(tài)度并養(yǎng)成良好的習慣。

5.注意創(chuàng)造安全、穩(wěn)定的信息化學(xué)習環(huán)境，保存好過程性資料。電腦有時藍屏或死機，導(dǎo)致學(xué)生作品無法安全保存，也無法順利傳輸，會嚴重影響學(xué)生學(xué)習的積極性。教師也要注意保存過程性資料，如在學(xué)生活動時多拍點照片，備份成品和半成品等。

信息技術(shù)學(xué)科的知識覆蓋面廣，未來還需要更加深入的探索。學(xué)校和教師只有本著教育的初心，才能夠完成立德樹人的使命。