面向高中信息技术学科核心素养的项目式学习活动设计

刘慧娟

摘要：学科核心素养如何培养是新课程标准推行以来受到广泛关注的核心问题。以学科大概念为指引、项目整合课堂教学为支点的项目式学习活动设计对培养高中生信息技术核心素养有着独特价值。研究以活动理论和建构主义学习理论为指导，围绕信息技术学科核心素养从项目主题、项目目标、项目活动设计原则、项目评价四方面构筑项目式学习活动框架，以“基于枚举算法的问题解决”为例进行项目式学习活动设计与实践分析研究。

关键词：项目式学习;学科核心素养;高中信息技术

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）16-0144-03

信息技术学科核心素养旨在全面提升学习者的信息素养，促进学习者信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任四项核心能力发展[1]。课程标准的教学建议明确提出“围绕学科核心素养，以项目学习为主线，整体规划设计课程，全面改善学习方式” [2]。学科知识只是形成学科素养的载体，学科活动才是形成学科素养的渠道[3]。学习活动作为课堂教学的重要支点直接影响学习者学习质量，项目式学习适应新课程标准以及教育改革理念。基于此，本研究构建围绕信息技术学科核心素养的学习活动框架，探究有效的项目式学习活动设计，以促进学习者学习发生、发展学习者学科核心素养，具有理论与实践双重意义。

1信息技术学科核心素养和项目式学习的内涵

1.1信息技术学科核心素养

学科核心素养是学科育人价值的集中体现。新课程标准中高中信息技术学科核心素养由信息意识、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。信息意识的内涵具体表现在对信息的敏感度和信息价值做正确的判断两方面[4]。计算思维指培养学习者运用信息技术领域的思维方法解决复杂的实际问题。数字化学习与创新强调数字化学习环境的创建、资源的建设、应用和创新。信息社会责任指学习者具有一定的信息安全意识与能力，遵守法律法规和信息道德与伦理。四项核心素养与信息技术学科融合互动，相互依存，相互成就。

1.2項目式学习

项目式学习以建构主义学习理论指导，强调学习者在真实问题情境中探究学习[5]，有学习的问题性、合作性、探究性、真实性、评价的过程性和结果性五个方面的特征[6]。项目式学习活动设计之于信息技术学科学习具有两个层级目标：一级是在项目中对真实问题的解决或者成果产出过程中，掌握相应的知识与技能，使得知识结构化;张文兰[7]基于46项实验与准实验研究的元分析发现项目式学习对学习具有促进作用。二级是学习者核心素养的发展。申静洁等[8]研究者实践证明项目式学习能够促进学生核心素养发展。本研究中，项目式学习是指学习者围绕开放性的项目，思考并提出现实问题，交叉融合多学科知识，以学习共同体协作共进开展真实学习任务探究实践，并把最后的成果进行表达分享。

1.3项目式学习培养学科核心素养的优势

项目作为学科核心素养培养“器皿”。其情境性的挑战问题设置指向计算思维，计算思维从应用价值层面可简单释义为利用计算机领域的思想和方法来界定问题、抽象特征、形成算法方案、建立模型以解决实际问题。项目式学习成果的产出指向数字化学习与创新。在混合的数字化学习环境中，利用数字化工具查找采集所需资料、建立个人/学习共同体资源和成果库、以便于自主学习和合作学习的开展，并进行相应的管理，在项目完成过程中应用。在整个项目活动体验过程中设计对信息资源有用与否的价值判断和敏感性，以及在数字化学习空间内建立信息社会责任感。以上项目式学习与信息技术学科核心素养的契合性分析表明项目式学习培养学科核心素养极具优势。

2 项目式学习活动设计框架

杨开城认为学习活动设计是对不同类型学习活动成分的设计[9]。因此，面向信息技术学科核心素养进行项目式学习活动设计框架需要从项目主题、项目目标、项目活动设计原则、项目评价四个维度组建，细化学科核心素养落地的方案和策略。

2.1项目主题：从离散知识到学科大概念

学科大概念的提出是普通高中课程方案修订的重要变化之一，为落实学科核心素养提供了指引线索[10]。常规的项目式学习主题依赖单元课程知识点的累加，基于学科大概念的项目主题能够以基本问题挖掘，通过相关概念、主题、有争议的结论或观点等方式进行表述[11]，以此聚焦核心主题、架构概念框架、反应学科本真，项目式学习中对学科大概念的聚焦和深化是把握住信息技术学科核心育人价值的重要抓手，更是开展学习活动设计的基准。

2.2项目目标：从三维目标到学科核心素养

目标是项目式学习活动设计的指挥棒[12]。学科核心素养从“以人为本”的角度引领育人目标从“双基”到“三维目标”再到“核心素养”。在新课程标准中，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运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中。强调了以项目为载体、融合知识与实践以突破传统“知识为中心”的弊端，使得学习者在问题解决、成果产出的过程中，发展计算思维和数字化学习与创新能力，培养信息意识和信息社会责任感。

2.3项目活动设计原则：从传统到项目整合课堂教学

1）以学习者为中心主体的设计原则

基于项目的学习活动设计应以学习者为中心，凸显“学主从教”的专业路径。在项目式学习活动设计中，强调学习者“学”的活动而非教师“教”的活动。面向信息技术学科核心素养的学习是基于活动的，更是基于学习者的。

2）建立学习共同体原则

当代活动理论中学习共同体包括人员构成、学习契约和规则、在特定任务的分工与合作等基本因素[13]。建立学习共同体，学习者基于一定规则既自主又协作地围绕一个项目主题开展学习活动，随着项目推进，学习共同体得以各自发展又实现优势互补。

3）基于活动问题的设计原则

设计驱动的、适切的、可挑战的、开放性的探究活动，激发学习动机，牵引学习者快速进入学习状态。引入基于生活情境的项目或跨学科融合的案例来架构目标，设计出引起学习者思维困惑的、激发知识迁移并创新应用的活动问题，赋予学习者体验感和参与感。

4）制定学习支架设计原则

学习支架包含支持工具和学习资源。学习资源包括引导生成和解决预设问题的脚手架，以降低学习者学习认知负荷。支持工具根据实际项目需求设计相关交互工具、知识图谱工具、交流展示平台等等。

5）激活有效性认知发展的设计原则

设计基于学习者生活经验、已有图式意象有效的认知策略，确保有效的、有意义的学习发生。维果茨基[14]认为认知发展在社会交互活动中产生，其“最近发展区”理论对项目式学习活动设计的意义在于创造出这个发展区，使得学习者在项目合作交互过程中相互促进、共同意义建构。项目问题得以解决的同时获得信息意识、学习与创新、思维以及社会交互情感等方面的发展。

2.4项目评价：从只关注知识掌握到核心素养提升

评价具有强大的导向功能，什么样的评价就有什么样的学习者发展，传统的评价关注认知类、显性知识、单一类型智力的评估[15]，不利于学习者思维、情感态度、问题解决能力等核心素养的发展。项目式学习的评价关注传统评价内容，更关注“如何评价以促进核心素养”。首先预设具体的学习结果评价量表，平衡权重，以激励学习者深入探究;其次在项目评价实施的过程中，突出引导作用，引导学习者从完成基础任务转向优化成品、创新作品。最后利用评价量表的具体标准获取评价的数据进行分析，评价的结果重点关注学习者学科核心素养的变化和发展，开展核心素养评价的同时，注重将其转化为具体的学习结果[16]。即将信息技术学科信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任四个核心素养转化为具体的学习结果，以此对学习结果进行解释和反馈，以提升评价的水准。

3 “基于枚举算法的问题解决”学习活动设计案例

依据构建的项目式学习活动设计框架，选取M中学高一年级A班级，共45名学习者。以“基于枚举算法的问题解决”为例进行项目式学习活动设计，主要从项目主题设计、项目目标设计、项目活动设计、项目评价四个方面展开。

3.1项目主题设计

“基于枚举算法的问题解决”选自人民教育出版社《数据与计算》第二章“算法与程序实现”第四节“常见算法的程序实现”，其“学科大概念”聚焦在算法，枚举算法是其中一条非常重要的点。枚举算法是按照问题本身的性质，列举出该问题的所有可能的解，并在逐一列举的过程中，逐个检验每一个可能是否符合约束条件。基于此我们设计“你的密码我知道”为项目主题，采用项目驱动、学习共同体合作的方式，以学習者兴趣为出发点，使学习者在利用枚举算法解析密码的过程中，提高学科核心素养。

3.2项目目标设计

明确项目目标，有助于学习者有意义学习活动的有序开展，促进学习者学习发生。依据信息技术学科核心素养设置如下五项目标：

1）了解枚举算法求解问题的基本过程，理解其基本思想，能用流程图描述该算法（计算思维） 。

2）理解枚举算法的基本原理。能够编写程序并调试运行，实现问题求解（计算思维）。

3）体验枚举算法的执行效率，认识优化算法的必要性（计算思维）。

4）归纳与迁移项目式学习方式，能够基于枚举算法拓展研究视角（数字化学习与创新）。

5）通过项目合作探究，认识基于计算机枚举算法解决的优势价值，解决问题过程中注重信息安全的意识的养成（信息意识、信息社会责任）。

3.3项目活动设计

充分分析学生学情与学习内容后，将项目分为“活动热身，认识枚举算法”“项目需求分析，绘流程图”“项目方案设计与算法实现”“算法优化”“项目总结与研究拓展”五个阶段（如表1所示）。

以项目“你的密码我知道”为活动主题，进行枚举算法探究，能够让学习者掌握以下四个方面的知识：枚举算法实现的关键、顺序结构与循环结构、用流程图表征思维以及用项目实现路径解决生活中的实际问题。

3.4项目评价设计

项目评价涉及“项目学习活动的具体化量规标准、过程评价实施、评价解释与反馈”三个方面。编制项目活动评价表，含“你的密码我知道”项目的方案设计是否合适、程序实现流程图是否完善、技术功能是否能实现、枚举算法基础知识、算法的创新性四个方面，每一项由学习共同体共同设置权重。以学习者自评，生生互评以及教师评价的方式进行多维评价，利用预先提供的评价工具收集相关数据，便于在评价结果解释和反馈时，聚焦在学习者学科核心素养转化为具体的学习评测，同时反馈在每个学习者的个人电子绩效资格证书中，提升学习者自我效能感。

4总结

研究以活动理论为指导，面向信息技术学科核心素养设计项目式学习活动框架，以项目式学习活动设计为基点，以情境性项目为依托，学习者为主体原则，基于学科大概念指引，创建真实的驱动性的真问题，再构建学习共同体，融合自主学习与合作学习，将学科核心素养转化为有效学习活动设计。在今后的研究中，将项目式学习活动设计与更多课程内容结合，以落实学科核心素养。

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[16] 郭宝仙.核心素养评价：国际经验与启示[J].教育发展研究，2017，37（4）：48-55.

【通联编辑：王力】