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项目式学习在高中信息技术课程中的实践初探——以“树莓派智能门锁”为例
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摘要：项目式学习是一种高效培养学生学科核心素养的学习方式。文章结合项目实例“树莓派智能门锁”，探究项目式学习在高中信息技术课程实施过程中培养学生核心素养的有效性。
关键词：项目式学习；树莓派；信息技术；核心素养；人工智能
将项目理念整合于课堂，重构教学组织方式，是一个全新的课题。教师应该聚焦学科核心素养，把握项目的学习本质，创设数字化学习环境，让学生养成终身学习的好习惯［1］。
一、项目式学习在高中信息技术课程中实施的优势
（一）学生有较好的合作能力和信息技术能力
当今社会高中学生一直沉浸在信息技术环境里，日常生活中信息技术应用能力比较强，而且学生们已经学习过Python的知识，有了编写程序的基础，通过多种途径获得信息的能力也强于初中学生。并且可以充分实现合作探究，对信息安全也有很高警惕性。学生比较有创新意识，对新事物比较感兴趣，有能力完成学习项目。
（二）信息技术应用范围广、实践强
信息技术学科的特点就是应用非常广，并且有强大的实践要求。相关基础理论知识与实践能力始终贯穿于课程实施过程中，其中的很多知识点与学生的现实生活紧密相关，并且具有一定的前瞻性。将信息技术课程进行整合设计，形成与生活学习息息相关的学习项目，这样通过有趣的项目式学习，可以激发学生的学习主动性，让学生带着兴趣去学习。
（三）项目实施条件便利
信息技术学科上课都在信息技术教室，教室配备完善的网络与相关教学设备，教学设备扩充条件完备。树莓派具有体积小巧、经济实用、功能强大和容易上手等特点，有信息技术基础的学生操作起来比较容易。教师利用树莓派与相关传感器资源，给学生搭建利于项目式学习的数字化环境，为学生准备项目式学习的平台与评价方式，为顺利的展开项目式学习做好准备。
二、在高中信息技术课程教学中实施项目式学习
“树莓派智能门锁”项目是依托于高中信息技术教材《信息技术必修1数据与计算》中的“4.2.2编程调用平台中的智能工具“而设计的。这一单元，主要让学生体验人工智能，学习通过编程调用其它平台的应用实现人工智能的方法。教师设计“树莓派智能门锁”项目让学生将多个人工智能功能集中应用在一个项目上，让学生充分感受人工智能的魅力。
项目内容的确定
确定项目的具体研究内容，是整个项目进行的先提条件，《信息技术必修1数据与计算》教材的第四单元，主题就是人工智能，包括对人工智能的体验以及着手实现人工智能。在项目内容确定过程中，教师首先做一个问卷调查，调查学生在生活中哪些地方使用了人工智能功能，对哪些人工智能功能非常感兴趣等，通过问卷调查，总结出学生比较感兴趣的是人脸识别与语音合成等人工智能技术，如果单独实现某个人工智能技术，做起来比较单一枯燥，没有系统性，根据学生在问卷调查中反映家中智能锁用的比较多，教师结合学生问卷的情况与学校软硬件的条件，最终决定项目内容为利用树莓派与百度AI相结合来实现“树莓派智能门锁”。因为整个项目的确定过程学生全程参与，而且充分听取了学生的意见，所以激发了学生对整个项目完成的期待与主动完成项目兴趣。
规划项目实施方案
项目实施方案的规划是整个项目实施的重要环节，“树莓派智能门锁”规划用五个课时完成，项目分组进行，建议每组三个成员，学生根据自己的爱好与特长确定分工。小组分工建议细化到每一课时的具体分工，这样有助于项目的顺利完成。认真填写项目规划表，收集相关人工智能与树莓派的资料，为接下来项目的展开提供理论支持。学生在项目实施方案制定过程中对项目整体有了更清晰的思路，对完成项目更有信心。
项目的实施
根据之前制定的项目规划表以及小组分工，有条不紊的推进项目，具体实施建议如下：
1.熟悉树莓派的工作方式，给树莓派连接摄像头与音箱。
给树莓派连接显示器和键盘鼠标，熟悉树莓派的工作环境与基于树莓派Python的编程环境，连接树莓派专用摄像头测试摄像头是否安装成功，连接音箱并测试成功。
2.学习百度AI的调用方法，调用百度人脸识别应用，实现人脸识别。
登陆百度AI网站，申请账号，建立人脸识别应用，获取相关编程需要的KEY，查看人脸识别Python文档，学习调用百度AI的方法。查看人脸库，学习录入人脸的方式，将小组一名成员的人脸信息添加到人脸库，为今后程序调试做准备。
根据教师给出的人脸识别程序片段，完成本次课的项目任务，“树莓派智能门锁”的识别人脸部分。
3.学习百度AI语音合成的方法，实现项目的语音提示
在项目的规划中，“树莓派智能门锁”项目需要有语音提示，经过学生与教师的讨论，确定用语音合成来实现语音提示。
登陆百度AI网站，建立语音合成应用，获取相关编程需要的KEY，查看并学习语音合成
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