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指向创新思维能力培养的信息科技项目式学习

创新是人类社会发展的不竭动力。《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“课标”）将以往习惯使用的“信息技术”改为“信息科技”。课程名称的改变体现了教育思想和教学思维的重大变革[1]。随着课标逐步落地，以“创新”为基因的义务教育信息科技学科坚持目标、问题、创新导向，明确要求“跨学科”教学占总课时不少于10%[2]。推进“跨学科”探索，项目式学习无疑是教师的优先选择之一。但是，当前推行基于课标的义务教育信息科技项目式学习存在五大难题。一是与生活结合不够。教师在设计项目时局限于书本知识与虚拟场景，缺乏与真实生活场景的结合，导致学习内容脱离实际。二是与实践结合不够。教学中，常常因为时间及设计问题无法形成解决问题的闭环，忽视了培养学生解决实际问题的能力，导致学生应用能力薄弱。三是学生效能感不强。在没有系统支持的情况下，教师极易忽视个别学生，造成其学习价值感与个人成就感偏低。四是缺乏对多维评价的关注。教师在落实课标过程中，还存在评价体系滞后且单一，太過偏重于冰冷的“0”与“1”，忽视学生创新能力、团队合作能力培养等问题。五是缺乏对信息责任的关注。在信息科技教学中，教师往往缺乏对学生信息伦理的教育，对学生引导不够，容易产生运用技术侵犯隐私、违反法律等问题[3]。这些难题的存在不仅制约了学生全面发展，而且影响信息科技人才队伍培养质量，与国家信息化战略和社会发展的要求不相适应。为破解这些难题，笔者以“智能天气播报员”项目式学习为例，梳理创新思维能力的六大子思维，设计课中“过程学习单”、课后“思维评估单”及教学流程，将“学”与“教”同学生创新思维相对应，并展示在智能学习环境支持下，教学流程与创新思维螺旋上升的过程，使多学科知识有效转化为学生解决问题的创新思维能力。

一、注重真实，设置项目基点

（一）思维创新，明确主题

学生创新思维能力指学生在学习过程中，能够以自己的思维方式独立思考问题、发现问题、解决问题的能力。本课，笔者以第二学段（三至四年级）数据编码探秘“用数据讲故事——智能天气播报员”为主题设计教学活动。“用数据讲故事”，即处理数据，让数据更加生动，更易于服务生活。笔者将本课与人教版《义务教育教科书?数学四年级下册》第8单元“统计”相关内容有机结合，以练习22“记录本地一周的气温，再计算出一周平均最高气温和最低气温”为教学基点，结合应用“小飞机器人”的逻辑计算与声纹识别技术，引导学生“用数据讲天气的故事”。

（二）问题闭环，确立目标

在“智能天气播报员”项目式学习过程中，学生以“创新性地闭环解决问题”为总目标，创造性迁移运用声纹识别等技术。在总目标下设立三个子目标：教师情境创设，引导学生用人工智能技术解决实际问题，增强学生人工智能意识；用实践任务驱动学生学习，提升学生运用“小飞机器人”计算及语音代码块的能力，启发其实践创新思维；基于语音代码块与天气预报内容设计的综合应用，增强学生社会责任感。

（三）层层梳理，找准痛点

教学重点：一是“小飞机器人”计算代码的应用；二是“小飞机器人”语音代码的应用，特别是对唤醒与休眠功能、讲解功能和听到语音命令词并回答的功能进行测试与评价；三是天气预报内容的设计与表达。

教学难点：一是根据情境，引导学生综合运用“小飞机器人”计算、语音等代码解决实际问题；二是利用学习单，引导学生设计“小飞机器人”表达内容，使其具有结构性、逻辑性。

（四）智能支持，创设环境

除了使用教学课件、学习单之外，笔者在本课教学中还使用了“小飞5号机器人”和平板电脑。“小飞5号机器人”是一款可编程机器人，它的头部与底部都配有可交互传感器（如图1），支持类似于摸头的拟人交互。同时，此机器人还集成多种人工智能相关传感器。教师、学生使用安卓系统的平板电脑登录App通过无线网络控制可编程机器人，可实现图像识别、语音识别和人机对话功能。“小飞机器人”还提供可编程接口，方便学生调用和实验。

二、力求多元，实施多维评价

按照教学评一体化的思想，笔者开课伊始展示过程学习单与作品评估单，将“智能天气播报员”项目成效评估前置，让学生在学习之初即明晰脉络，进行系统思考。

（一）课上“过程学习单”支撑思维过程显现

项目式学习强调“过程性”评价，以课堂流程与思维显现为主。笔者将思维细化为目标思维、计划思维、算法思维、批判思维、评价思维和多维思维六项，设计“过程学习单”及题目，总分100分，题型以单项选择题、多项选择题、简答题、连线题为主，实现学生学习过程呈现多元化、思维发展可视化。

（二）课后“思维评估单”助力学生阶段自为

笔者实施“终结性”评价，除了考量“创新思维”外，还包括“项目流程”及“小飞机器人”。笔者根据小学三年级学生的理解能力，以描述问题的形式设计评估题目（见表1），随评估单开展自评与组评，呈