核心素养视野下人工智能教学中项目学习的实施过程探究——以高中信息技术必修1“编程控灯利出行”项目教学为例

北京市密云区第二中学 刘海山

一、人工智能教学实施项目学习的必要性

（一）贯彻落实新课程标准，实现课程目标

2020年修订的《普通高中信息技术课程标准》中明确提出，课程倡导基于项目的学习方式，将知识建构、技能培养与思维发展融入数字化工具解决问题和完成任务的过程中。

（二）项目学习解决了传统教学模式存在的问题

传统的教学模式过度强调知识的传递，更多的是知识的死记硬背，即便是任务教学，也是教师给出了知识，让学生在有限的时间内完成固定的任务，而忽略了学生的自主学习能力、探索创新能力、发现问题解决问题的能力、理论与实践相结合的能力等。

1.项目学习，改变了教师的角色

教师不再是内容专家，通常是设计学习的框架，是价值观的引领者，依据课程标准中的学科素养，确定教学目标、教学重点、教学难点，合理设计项目，激发学生的好奇心，在项目学习的过程中提供技术多样、资源丰富的数字化环境。

2.项目学习，改变了学生的行为

学生不再是被教师牵着鼻子走，而是自己或团队根据项目提出问题、分析问题、解决问题，主动利用各种工具获取信息、甄别信息、分析信息，创造性地解决问题。在解决问题的过程中，通过团队合作、交流争辩、专家求助等完成任务，保证了学生较高参与度的同时，培养了学生团队意识、交流能力等。

（三）信息技术教学中项目学习与人工智能密不可分

1.完成项目离不开智能设备

智能时代，人们的生活发生了翻天覆地的变化，一些传统的工具被人工智能设备取代。信息技术本身就与人工智能密不可分，如上课用的计算机、平板电脑、各种数字传感器、各种可编程的控制器等，所以信息技术教学中的项目设计、项目实施、项目完成都离不开人工智能的设备。

2.项目学习可以培养学生智能时代技能和智能时代素养

一个合理的项目设计，学生在解决问题的过程中需要寻找适合项目的设备，探索实现方法，应用所学知识，探索新的知识等，为其步入社会做准备。在整个项目实现的过程中，学生的创新思维、科技手段、沟通能力、创新思维、协作能力、信息素养、自主能力等得到了全面的提升。

笔者通过在教学一线不断研究、实践、总结，提出在人工智能教学中实施项目学习的“心—立—析—做—秀—评”六环节，以“编程控灯利出行”项目教学为例，说明和阐述六环节。

二、人工智能教学实施项目学习实例

（一）项目学习内容——“编程控灯利出行”

在教学前先让学生对第二章“算法与程序实现”进行预习，根据预习的内容填写调查问卷。进行问卷调查的目的就是帮助教师了解学生的知识水平、学生对编程的了解程度以及学生的需求。通过对调查问卷的分析，帮助教师通过科学的教学方式，让学生掌握知识，以达到教学的目的。

1.学生情况分析

学生刚接触Python，对于高级编程语言还处于懵懂阶段，还不能真正理解程序，还不清楚程序能够解决什么样的问题。针对这种情况，如果采取传统的方式，先讲语句格式、功能，再举例应用，学生是被动接受、按部就班，求知欲不强，思维受限，被动学习。

2.单元教学目标

（1）通过经历用计算机解决问题的基本过程，即分析问题、设计方案、编程调试和解决问题等环节，从中体验编程解决问题的基本方法。

（2）了解算法及其特征，理解算法在问题解决中的作用，能够依据问题求解的需要设计算法，运用恰当的描述方法和控制结构合理描述算法。

（3）掌握Python语言的基本知识，能熟练使用运算符书表达式。

（4）能够根据需要，综合应用顺序、选择和循环三种结构，编写Python程序解决问题，掌握程序编写、调试与运行的基本方法。

（5）在用计算机解决问题的过程中，体验程序设计的内涵及魅力，感受算法的效率，体会问题求解算法的多样性与复杂性。

（6）能从日常的生活和学习中发现或抽象出可以利用算法与程序设计解决的问题，形成主动应用算法与程序设计进行问题求解的意识，能遵守与程序设计相关的伦理道德与法律法规，负责任地使用信息技术。

（7）与同伴合作开展项目学习，运用算法与程序设计解决实际生活和学习的问题，进行创造性探索。

（二）“心—立—析—做—秀—评”的项目学习六环节

项目式学习设计过程 含义 设计意图 如何体现环节一“心”即教学“目标”，落实核心素养下的教学目标，通过项目学习实现的目的、达到的水平。从学科核心素养出发，把教学目标进行科学规范的提炼，保证目标与项目的达成度。见上文“单元教学目标”。环节二“立”即“立项”，完成教学目标要设计什么项目。从学生的认知水平出发，根据学科核心素养设立学习项目。考虑项目的可行性与教学目标达成性。联系实际，用Python设计交通信号灯。环节三“析”即“分析”，组织学生去分析整个项目实现要考虑的因素、实施过程、实施步骤、实现方法。在做项目前先要对项目做整体分析，对项目进行分解、细化，包括重点、难点、方法、流程图等。（1）交通信号灯设置要考虑哪些因素？（2）交通信号灯的时间变换间隔受哪些条件制约？（3）程序语言来实现，先做什么，后做什么？环节四“做”即“实施”，引领学生进行项目实施。以学生为中心，引领学生进行项目实施，为学生提供各种资源，完成教学目标。（1）分组，详细分工。（2）实施的步骤及时间安排。（3）对实施的过程提出具体要求。环节五“秀”即“展示”，组织学生进行作品的展示与交流，达到互相学习的目的，取长补短。通过交流，加强团队合作意识，提升学生总结与表达能力，促进学生相互沟通与交流。（1）团队作品展示。（2）图文并茂。（3）优点、优势。（4）最满意的地方。（5）缺憾。

环节六“评”即“评价”，采取自评与互评的方式，对学生的作品进行评价。以评促发展、促提升，达到相互学习的目的。自评、互评、教师评。

三、“心—立—析—做—秀—评”的项目实施过程中应注意的问题

完美的项目学习设计，应该注意如下几个问题。

1.脱离新课程标准。落实课程标准的学科核心素养是根本，所有的教学活动围绕学科核心素养开展。在现实的听课过程中，有的教师把项目设计得非常有特色并且吸引学生，活动过程组织得有声有色，课堂气氛融洽，却与学科核心素养关系不大。

2.形式大于效果。项目学习不能流于形式，要重实效。特别是展示课、研究课，有的教师为了使项目学习“有声有色”，只重于表，不重其里，教学过程一直在演。

3.项目学习的误区。认为项目学习是信息技术教学最好的教学模式，所有的教学内容都往上靠，非常生涩，适得其反。

4.分组考虑组间同质、组内异质。（1）教师要对学生有充分了解，分组要考虑学生的性别、动手能力、知识水平、特长特点等，保证组间的大致平衡。（2）不同的项目要考虑进行组间的人员调换，考虑组内人员的职责调换，保证每人都有不同的“经历”。

5.分工明确，职责明确，保证参与度。（1）对每组的组员要进行详细分工，人人有事干。（2）每组要有一个负责人，负责沟通、推进、监督、检查等。（3）团建增强集体感，加强交流达到互相学习、资源共享。

6.项目设计与实际相结合，提升学生的积极性。项目的设计应该能够激发学生的好奇心、学习兴趣。可以适当增加开放性的内容，给学生更多的空间，充分发挥学生的能力。

7.评价多角度，不要以结果为标准。评价不应该以项目实现的结果作为唯一的标准，应该多维度、多角度、多亮点等，以激励、促进学生进步为目标，让学生有成就感、获得感。

在以项目学习为教学模式的教学中，要考虑学情、环境、内容等，因地制宜有选择地进行教学。