形态学视角下信息技术项目式教学设计

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21世纪的第二个十年已过，在这十年中，一批在网络世界逐渐成长起来的学生已进入学校，然而教育没有追上信息技术的发展，传统教学模式和这些学生的学情并不完全相符，呈现出“水土不服”的态势，这不利于学生全面发展。对此，我国的教育教学急需从以教为主转变为以学为主，从关注教学环境的建设转变为关注“人”———教师及学生，尤其是要关注学生的学习行为。在此背景下，项目式学习作为以学生为中心教学的重要载体，在全国如火如荼地开展起来。笔者通过对文献的查阅及实地调研发现，很多学校的项目式教学都存在一定的问题，如对项目式教学的概念含糊不清，常与问题式学习和任务驱动式教学相混淆；融入的学科单一，局限于和编程教育的融合；项目与学科的融合不到位，为了项目而项目的现象依旧存在。为了破解上述难题，本研究从形态学的视角出发，根据项目式教学的相关特征，结合具体学科———高中信息技术的学科特点，依据沈书生教授提出的五维教学设计及信息化教学现状[1]，设想并提出了六维教学设计，以期为信息技术学科项目式教学及更多学科的项目式教学提供借鉴。

一、项目式学习的内涵及特征

（一）项目式学习的内涵

项目式学习（Project-BasedLearning，简称PBL）是一种以项目为单位进行学与教的方式。PBL以学生为中心，关注学科核心素养，且区别于传统教与学的方式，其强调从真实生活问题出发开展探究活动，让学生通过协作学习，完成项目作品，进而建构科学的知识体系，最终培养问题解决能力、创新能力等高阶素养[2]。PBL重视情境化的学习交互、学习支持工具和学习者的主动建构，要求学习者有一定的独立性，在项目推进过程中能够承担更多责任。可以依据“黄金标准”判断一项教学活动是否为PBL，“黄金标准”包括具有挑战性的问题、持续探究、真实性、学生的发言权与选择权、公开的作品，以及反思、评价与修改。一个标准的PBL活动中，这些内容缺一不可。

（二）项目式学习的特征

PBL有五个特征，即驱动问题、情境探究﹑协作活动、“脚手架”支持、可行产品[3]。一是驱动问题。项目式学习的开展基于良好的驱动问题。一个大项目往往会分成很多小项目或小任务来进行，这就需要以驱动问题作为载体。项目可在各个问题的驱动下逐渐细化，这也是学生对知识的探究过程。教师需要做的就是根据学生的表现，不断调整探索性的驱动问题。二是情境探究。学生在PBL活动中学习的知识与生活经验密切联系，所以学生需要在一种真实的情境下完成产品。具体而言，学生在探究学习新内容的同时，应迁移运用先前的经验解决现实问题。在情境中进行探究可以激发学生的学习热情，进而提升其问题解决能力。三是协作活动。PBL活动中的项目是具有一定难度的，不是一个人或某个人可以单独完成的，所以项目的实施需要小组成员做到通力协作。在协作过程中，学生要经常进行沟通、探讨方案和分享经验，逐个解决驱动问题或任务，直到完成最终作品，进而加深对新知识的理解，提升沟通和协作能力。四是“脚手架”支持。由于每个学生的学习风格不同，先前知识的掌握程度也大不一样，所以在项目式学习的过程中很容易遇到一些困难。对此，教师作为引导者，采用直接告诉学生正确操作步骤的做法显然是不恰当的，这个时候就需要设置“脚手架”，“脚手架”的设置不仅在一般教学中很有作用，在PBL活动中也同样重要。学生通过“脚手架”，可以很快完成产品，在该过程中，学生可把劣构知识整合为良构知识，进而培养系统思维与复杂思维。五是可行产品。PBL的作品不仅包含项目结束时完成的完整作品，也包括学生提升的核心能力和素养。PBL是作品导向的，即通过完成项目作品以提升学生的核心素养。概言之，PBL强调学习者在真实世界的情境中综合运用先前知识，旨在构建一座连接学科内容与真实世界问题的桥梁[4]。而随着第四次工业革命来临，网络时代成长起来的学生已经成为学校学习的主体人群，他们更喜欢使用信息技术[5]，因此，教师有必要结合具体学科特征开展信息化的项目式教学。

二、信息技术学科特征

信息技术作为基础教育阶段的一门新兴学科，具有独特的学科特征。为了找到高中信息技术学科和PBL的结合点，本研究对信息技术学科特征进行了分析，具体如下。

（一）学习内容和学习工具的双重属性

信息技术是知识经济社会快速发展的产物，随着新一代信息技术的发展，信息技术已经渗透学习、生活与工作等各个场景，数字素养也已经成为当代学生的必备能力之一，因此我国将中学信息技术纳入了必修课，并在2022年4月发布了《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》[6]，这意味着信息技术学科正式有了“学科身份”，可见我国对信息技术学科的重视提高到了前所未有的程度。更重要的是，信息技术学科与其他学科的不同在于其具有学习内容和学习工具的双重属性，即信息技术不仅是一门课程，而这门课程的学习内容就是信息技术，此外，信息技术还是一种学习工具，学生可以反过来运用学习到的信息技术内容（工具）来支持自身的学习。因此如何促进学生养成运用信息技术解决问题的能力已经成为重要课题。

（二）与多门学科整合

信息技术学科的教学内容具有开放性的特征，基本可以涉及所有学科的内容，如学生可以使用Excel进行数学计算、上网搜集历史等学科的相关资料等，这充分体现了信息技术学科的实用性与重要性。教师要鼓励学生在其他学科学习过程中适当地使用信息技术工具，充分发挥其优势，这样不仅能够帮助学生夯实信息技术学科基本知识和操作技能，还能推动其他学科与信息技术的整合。此外，教师还要积极响应《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》的要求，在信息技术学科中整合其他学科知识，基于此，引导学生进行跨学科项目式学习。

（三）实践操作性强，注重实际问题的解决

信息技术学科的实践操作性很强，这在《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》中的教学目标和教学内容等方面都有所体现[7]。因此如果教师只是照本宣科，学生将难以真正掌握信息技术知识，更别提综合运用到其他学科及实际问题解决过程中。而要求学生亲自操作进行学习，有助于其在解决实际问题的过程中体会到信息技术的价值所在。因此信息技术学科兼重理论性和实践性，内容主要包括概念性知识与技能、原理性知识与技能、操作性知识与技能。信息技术学科强调了解信息技术的基本概念与原理，也注重培养学生利用信息技术的特有工具性解决现实问题的能力[8]。《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》把发展学科核心素养作为育人目标，而发展学科核心素养具体由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。

三、基于形态学的六维教学设计

（一）形态学概念

形态学是一门研究生物形式本质的专门学科，要求把生命形式当作有机的系统看待。形态学作为一种方法，既是对接受研究中历史学方法的补充，也是对比较文学的文学性的继续关注[9]。

（二）基于形态学的六维教学设计

为了更清晰地描述项目式教学的基本行为，本研究借用形态学的视角对项目式教学的基本形态进行了划分。但是需要注意的是，这种划分既要考虑学理层面的严丝合缝，又要能够平实化，以方便教师的实践运用。沈书生教授通过商家的产品隐喻确立了信息技术教学设计的五个维度，本研究仿照这种形式，结合项目式教学的实际情况，根据教师的项目式教学行为方式，倡导六维教学设计，以便于教师能够把项目式教学这一要求真实性的教学方式引入真实的情境隐喻，从而促进学生有意义学习的发生。沈书生教授借用商家推销产品的隐喻，提到了商家推销产品的一个较完整的流程———结合用户的体验设计产品、根据用户的消费水平包装产品、用巧妙的说辞帮助用户理解产品、站在用户生活的立场上帮助他们理解产品的价值、从用户的现有生活状态中让他们产生对新产品的需求。但是这里遗漏了一个要点，即第一步“用户的体验”如何获取？其实这也就是市场上常见的商家为了解用户需求，通过线上线下问卷、实地访谈等方式进行市场调研，了解用户对当前相关产品的满意度及需求。隐喻过来就相当于一个反馈的过程，即整个商家进行推销买卖的过程并不是一个线性化的过程，而是一个“圆”，是循环反复的。教师面对信息化时代的项目式教学，在进行教学设计的时候，也可以借鉴商家推销产品的隐喻，如本研究基于前人的研究，从形态学的视角对项目式教学重新进行维度划分，从六个方面构建了新的教学设计维度。一是人物（People），与传统教学不同，项目式教学更加突出学生的中心地位[10]，强调学生的选择和决定，学生可以选择学习方式和创作方式，用自己的方式表达自己的想法，而教师在这个过程中是项目的引导者、验收者，教师和学生应实现共同成长。二是物体（Object），可以引申为支持学习的所有物理形态的物体，以及隐性及显性环境的总和。在进行项目式教学设计时，教师要考虑支持学习的“物体”能否真正促进有意义学习的发生，能否激发学生的学习积极性。三是事件（Event），是指所有影响学生学习和教师教学的活动等的总和，归纳一下也就是学习的那些事，所以用事件来概括。教师要考虑项目式教学的“事件”能否真正有利于学生对新知识的建构。四是意义（Signifi－cance），也就是项目式教学的价值，教师要考虑项目式教学过程中，当引导性的行为发生后，学生能否理解这个“脚手架式”的行为，以及其对最终的项目和生活产生的作用及影响。五是脉络（Context），也就是类似于知识图谱，是知识点与知识点之间的关系，即一个一个的节点，教师要考虑能否帮助学生理解所学单元章节之间、跨学科中的不同学科之间的关系，进而思考学生是否能够通过项目式学习建立自己的知识图谱。六是反馈（Feedback），也就是单轮项目式教学的最后一个流程，广义的反馈包括评价，通过形成性评价、总结性评价等，学生及教师可获取当下及最后的学习情况，并及时据此做出调整和修正，从而更好地促进项目产品的完成。

四、形态学视角下高中信息技术项目式教学设计实践

学生是PBL活动的主体，而教师起到引导和验收项目的作用。所以PBL设计要改变传统的教学设计思路，将“教”变为“学与教”的设计，要依托真实的问题情境和学生的学习需求，从学生与教师两个角度出发，对PBL的教学目标、重难点、学习准备、学习活动、评价等分别进行设计[11]。在前面，笔者对于六维的来源进行了简要的解析，这里便以高中信息技术设计选择性必修模块“人工智能初步”中的“走进人工智能”为例，根据信息技术的学科特点，结合项目式学习的特征，运用提出的六维教学设计进行了较为详细的设计。第一，从“人物”的维度，也就是学生和教师的维度进行设计。教学目标应指向学习任务的完成，教师应对学生进行引导，具体而言，教师要指导学生选择观察法、调查法等科学方法了解“解说机器人的基本功能是什么？解说机器人有哪些部分组成？解说机器人各部分的功能是什么？解说机器人的基本原理是什么？”等内容，并指导学生顺利完成合作，同时以形成性评价、总结性评价等多种评价方式对产品及其生产的过程进行评价。第二，从“物体”的维度进行设计。在项目式教学过程中，需要对“物体”进行精心设计，从而使其适应学生的“学”和教师的“教”。主要支撑的“物体”有以下四类：支撑环境、软件资源、硬件资源及数字教育资源。支撑环境有岳王庙信息化解说环境、交互式电子白板的网络教室；软件资源有Word、Powerpoint软件、“学习助手”软件网络平台、百度APP、QQ、微博；硬件资源有解说机器人、笔记本电脑、平板；数字教育资源有PPT课件、网络视频、图片等。所有的环境及资源都是在合适的学习流程及项目时间出现在项目式学习过程中的，不会在不当的时间出现，以致产生干扰或认知负荷，进而影响教学效果。第三，从“事件”的维度进行设计。前面已提到，“事件”主要体现在学习活动及时间序列的安排设计上，所以在“走进人工智能”的项目设计中，大体可分为项目前的准备设计、项目中的活动设计、项目后的反思设计三个大的学习活动环节。在项目前的准备设计中，教师在教室中借助一系列的数字教育资源，并辅以驱动型问题，使学生在该学习活动中可以理解人工智能的概念与特征；了解人工智能的发展历程；掌握简单人工智能的一般组成部分及原理。在项目中的活动设计中，教师要对学生进行分组，让其开展合作学习，通过在岳王庙对解说机器人的三轮驱动问题进行观察、查阅资料、调查、讨论、总结等，学生能够掌握解说机器人基本功能及组成部分；通过与旅游解说机器人进行问答交互，并利用小组探究、协作讨论等方式，学生可掌握解说机器人各部分的功能，以及各组成部分协调工作解决问题的方式；通过进一步体验解说机器人的不同功能，并利用小组探究、协作讨论等方式，学生可理解解说机器人的基本原理；通过项目体验结论分析，并利用小组探究、协作讨论等方式，学生可总结出解说机器人语言识别、机器翻译、人机交互的原理及方式。项目后的反思设计中，教师组织各小组学生针对调研报告进行专题研讨，具体由每个小组长进行汇报，其他学生针对每个小组的汇报提出问题，找出优点和不足之处，并交换意见。最后教师进行总结，归纳人工智能相关知识点，并讲评各个小组的项目成果。第四，从“意义”的维度进行设计。在三大学习活动中，“脚手架”一直都伴随着学生的学习，如项目前的准备设计，有问题支架，即“什么是智能？什么是人工智能？判断人工智能的条件是什么？”等；项目中的活动设计有资源支架，即“地图，实践调研的任务、目标和报告要求”；项目后的反思设计有教师的提示和引导等支架。基于此，学生能够理解这些不同学习活动下的支架，并在支架的帮助下，走出误区或困境，更科学有序地完成项目。同时，学生也能够理解本项目的价值，即学生可通过感受解说机器人解说旅游景点的思路，建立并提升智能素养，包括智能知识、智能能力、智能情意及智能伦理，提升计算思维能力，增强信息意识；利用平板等信息化手段，通过小组协作、讨论等方法解决问题，这种项目式学习方式可培养数字化学习与创新精神，增强逻辑思维和问题解决能力，能够凝练思维，使学生更有效地掌握知识；进一步增强学生对人工智能领域的认识，使其感受到人工智能的魅力，进而有效培养学生的信息社会责任感。第五，从“脉络”的维度进行设计。三大学习活动之间及活动内部都有诸多联结。项目前的准备设计为项目式学习的核心部分———项目中的活动设计提供了知识基础，使学生获得了先前知识，有利于项目中学习时的知识建构。项目中的活动是这次项目式教学的关键，在这个活动中，学生学习的知识点层层递进，关联性极强，如解说机器人的基本功能、组成部分、各部分的功能、基本原理等。同时这部分活动还为项目后的反思设计提供了事实材料，是反思设计得以实施的基础、先前条件，其重要性不可忽视。第六，从“反馈”物体的维度进行设计。项目式教学的反思设计是反馈得以实施的一个重要学习活动，反馈并不等于评价，而是居于高于评价的层面。在项目式教学中，反馈主要包括项目中的观察反馈、文献查阅反馈、调研反馈，以及自我反馈、同伴反馈及教师反馈，且在反馈的设计过程中，要注意与评价的设计区分开，要设计得科学合理、适时及时。将六维教学设计运用到高中信息技术项目式教学过程中，可以更好地指导项目式教学设计，进而指导教学实施，由此为六维教学设计指导教学设计提供了实践方面的参考。

五、结语

随着信息技术的进步，促进了教与学的发展，项目式教学成为未来学校及社会教育的趋势。然而传统教育观念根深蒂固、教师信息化教学水平有待提升等现状，使得项目式教学设计与实施在教育实践中面临着很大的阻力。本研究通过分析和应用得出项目式教学的设计方式，即关注学生的学习行为；重视项目式教学资源及环境的设置；设计好学习活动；让学生能够理解项目式教学的深刻意义；把握知识点之间的联系；重视项目中及项目后的反馈。与此同时，教师更要认识到，项目式教学的开展是一个持续探究的过程，要把握项目式教学的内涵，深刻理解六维教学设计的理念，将教学设计和实施做到位，从而提升高中信息技术学科教学成效。

参考文献：

[1]沈书生形态视角下的信息化教学设计探析[J]电化教育研究,2015,36(12):65-69

[2]卢小花项目式学习的特征与实施路径[J]教育理论与实践,2020,40(8):59-61

[3]单美贤,董艳,洪荣昭基于项目式学习的同伴在线协作学习活动设计与应用研究[J]黑龙江高教研究,2021,39(1):94-100

[4]董艳,孙巍促进跨学科学习的产生式学习(DoPBL)模式研究:基于问题式PBL和项目式PBL的整合视角[J]远程教育杂志,2019,37(2):81-89

[5]KRAJCIKJS,BLUMENFELDPCProject-BasedLearning[M]//SAWYERRKTheCambridgeHandbookoftheLearningSciencesNewYork:CambridgeUniversityPress,2006:317-333

[6]中华人民共和国教育部义务教育信息科技课程标准(2022年版)[M]北京：北京师范大学出版社,2022

[7]中华人民共和国教育部普通高中信息技术课程标准(2017年版)[M]北京:人民教育出版社,2018:5

[8]李锋,熊璋面向核心素养的信息技术课程:“数据与计算”模块[J]中国电化教育,2017(1):27-32

[9]崔屹图象处理与分析:数学形态学方法及应用[M]北京:科学出版社,2000

[10]刘正杰,董玉梅,林春项目式教学法在“细胞工程”实践教学中的应用[J]教育教学论坛,2020(24):156-159

[11]张洪波,张胜利,黄娟基于STEM教育理念的项目式学习模式构建[J]教育理论与实践,2020,40(20):56-58

作者:于智慧 单位:广东实验中学附属江门学校