學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)實(shí)踐

【摘 要】培養(yǎng)數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)是架設(shè)學(xué)生與信息社會之間的橋梁的重要舉措之一。發(fā)揮數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)在學(xué)科核心素養(yǎng)體系中的集成作用，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的整體提升，從而助力學(xué)生的終身發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。教師應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，從數(shù)字化環(huán)境、數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新形式等方面重構(gòu)課堂，有效培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目學(xué)習(xí)；數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新；核心素養(yǎng)

【中圖分類號】G434 ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ?【文章編號】1005-6009（2023）26-0073-03

【作者簡介】仝春燕，南京市鼓樓區(qū)教師發(fā)展中心（南京，210007）高中信息技術(shù)教研員，高級教師。

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)是指學(xué)生能通過合理選擇數(shù)字化資源與工具，有效管理學(xué)習(xí)過程和資源，創(chuàng)造性地解決問題，形成創(chuàng)新作品的能力，是學(xué)生的信息素養(yǎng)作用于社會實(shí)踐的直接能力。在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，教師引導(dǎo)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題的過程中增強(qiáng)信息意識，在具體的解決方法中培養(yǎng)計(jì)算思維，在解決問題過程中明確信息社會責(zé)任，這些培養(yǎng)目標(biāo)都需要通過提升學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)來落實(shí)。充分發(fā)揮項(xiàng)目學(xué)習(xí)的支架作用，教師在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中適時(shí)引領(lǐng)，尋找數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)的落腳點(diǎn)和生長點(diǎn)，可以有效提升學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，進(jìn)而全面提高其學(xué)科核心素養(yǎng)。

筆者以高中信息技術(shù)必修課程“數(shù)據(jù)與計(jì)算”和“信息系統(tǒng)與社會”中部分章節(jié)的學(xué)習(xí)為例，面向6所學(xué)校共360名高一學(xué)生開展網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生基本具備數(shù)字化學(xué)習(xí)意識，但數(shù)字化學(xué)習(xí)能力較弱，缺乏創(chuàng)新意識，基本達(dá)到數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)的一級水平；教師開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)差異較大，同時(shí)對培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與素養(yǎng)重視程度不高。

一、找準(zhǔn)契合點(diǎn)，促進(jìn)數(shù)字化環(huán)境建設(shè)

1.數(shù)字化學(xué)習(xí)情境

在項(xiàng)目布置（規(guī)劃）環(huán)節(jié)，教師通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的、生活化的問題情境，激發(fā)學(xué)生的問題意識，引導(dǎo)學(xué)生以解決問題為目標(biāo)，在數(shù)字化情境中判斷環(huán)境、分析具體需求，最終有效解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力。

2.數(shù)字化學(xué)習(xí)工具和資源

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)施等環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生充分體驗(yàn)各類數(shù)字化工具的優(yōu)勢，通過使用數(shù)字化工具進(jìn)行合作學(xué)習(xí)和創(chuàng)新創(chuàng)造。如利用思維導(dǎo)圖表達(dá)小組成員的思想并梳理成觀點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖，最終形成項(xiàng)目研討報(bào)告；通過應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)生活實(shí)例中所需數(shù)據(jù)的采集和分析，形成可視化表達(dá)圖表，體驗(yàn)數(shù)據(jù)對日常生活的影響；通過使用開源硬件模擬人工智能及物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，解決個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)造。教師需提供數(shù)字化教材、課程及輔助資源等作為學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)的有力支撐。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生通過搜索和處理相關(guān)信息，積累個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，激發(fā)學(xué)生通過自主合作和創(chuàng)新的方式，學(xué)會有效管理學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)資源。

例如，在“探究網(wǎng)上購書系統(tǒng)”項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，教師從學(xué)生網(wǎng)絡(luò)購書的親身體驗(yàn)或需求出發(fā)，設(shè)置數(shù)字化學(xué)習(xí)情境，組織學(xué)生為學(xué)校即將舉辦的讀書節(jié)活動挑選最新的精品圖書。讓學(xué)生從用戶到開發(fā)者深度了解網(wǎng)絡(luò)購書系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，從而了解信息系統(tǒng)的組成和具體功能的實(shí)現(xiàn)；指導(dǎo)學(xué)生使用思維導(dǎo)圖等工具繪制信息系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖，并通過優(yōu)化購書系統(tǒng)豐富設(shè)計(jì)功能。另外，教師還可以分享教科版（或其他版本）的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源包，利用氦星人信息技術(shù)教育平臺提供網(wǎng)絡(luò)課程資源等。

教師通過搭建數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，不斷提升學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生逐步能獨(dú)立或者合作開發(fā)支持學(xué)科學(xué)習(xí)的個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，從而實(shí)現(xiàn)知識創(chuàng)新。另外，有條件的學(xué)?？梢越ㄔO(shè)符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的專用信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室；區(qū)域內(nèi)可以共建共享數(shù)字化課程，充分發(fā)揮數(shù)字化時(shí)代信息互通共享的優(yōu)勢，提高區(qū)域內(nèi)全體高中生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、把握落腳點(diǎn)，探索數(shù)字化學(xué)習(xí)方法

1.開展基于探索的自主發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)

通過教師的引領(lǐng)，學(xué)生不斷養(yǎng)成能夠充分利用資源（數(shù)字化平臺、工具與資源等）開展基于問題探究的探索性學(xué)習(xí)的習(xí)慣，如學(xué)會使用網(wǎng)絡(luò)工具快速搜索、獲取和甄別學(xué)習(xí)資源。同時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生在數(shù)字化資源所創(chuàng)設(shè)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，通過觀察現(xiàn)象、讀取數(shù)據(jù)、科學(xué)分析等步驟培養(yǎng)科學(xué)的研究態(tài)度和能力，掌握科學(xué)探索的方法與途徑，實(shí)現(xiàn)自主發(fā)現(xiàn)的數(shù)字化學(xué)習(xí)，滿足個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求。

2.建立基于協(xié)商合作的學(xué)習(xí)共同體

教師根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)的難易程度和個(gè)體學(xué)習(xí)需求的特點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中開展協(xié)作學(xué)習(xí)和協(xié)同創(chuàng)作。學(xué)生在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)、討論，最終構(gòu)建自己的數(shù)字化身份，形成學(xué)習(xí)共同體。

例如，在“探究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的圖書館”項(xiàng)目中，第一階段，教師圍繞任務(wù)“探討包含傳感器的信息系統(tǒng)”引導(dǎo)學(xué)生開展自主探究學(xué)習(xí)。通過使用網(wǎng)絡(luò)工具搜索數(shù)字化資源，了解生活中使用的溫度、聲音和光敏等傳感器，感受傳感器的功能及作用；通過探究圖書自助借還機(jī)的工作原理、借閱數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)等，進(jìn)而了解RFID標(biāo)簽的功能，感受包含傳感器的信息系統(tǒng)給生活帶來的便利。第二階段，教師提出任務(wù)“探索基于物聯(lián)網(wǎng)的信息系統(tǒng)”，學(xué)生通過觀看視頻，深入討論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，探索物聯(lián)網(wǎng)的案例應(yīng)用，討論如何完善學(xué)校圖書館管理信息系統(tǒng)的功能，打造智能圖書館需要添加哪些傳感器以及豐富哪些功能，最終完成智能圖書館的設(shè)計(jì)。學(xué)生還可以根據(jù)自己的興趣愛好，通過網(wǎng)絡(luò)與領(lǐng)域技術(shù)專家進(jìn)行探討和學(xué)習(xí)，圍繞建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字校園、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等問題做進(jìn)一步研究。

教師引導(dǎo)學(xué)生通過使用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具（資源）積極開展探究與協(xié)作學(xué)習(xí)，學(xué)生通過建立學(xué)習(xí)共同體進(jìn)一步理解工作原理，拓展思維。另外，教師還可以鼓勵(lì)能力強(qiáng)的學(xué)生獨(dú)立或合作開發(fā)支持學(xué)科學(xué)習(xí)的個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)知識創(chuàng)新。

三、挖掘生長點(diǎn)，激發(fā)數(shù)字化創(chuàng)新思維

1.基于實(shí)踐創(chuàng)造的創(chuàng)新

學(xué)生在技術(shù)豐富的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中開展各類數(shù)字化學(xué)習(xí)活動，掌握數(shù)字化工具的選擇和使用，能夠創(chuàng)造性地解決問題并形成個(gè)性化的數(shù)字作品。

例如，在“數(shù)據(jù)的可視化之圖表”項(xiàng)目中，學(xué)生分別從圖書借閱數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系、數(shù)據(jù)的空間關(guān)系等不同角度對數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析，通過制作柱形圖、散點(diǎn)圖等找到數(shù)據(jù)間的關(guān)系。針對實(shí)時(shí)交通、出游高峰等復(fù)雜問題，通過學(xué)會使用數(shù)字化工具分析或制作熱力圖、雷達(dá)圖等，完成歸納解釋數(shù)據(jù)間的規(guī)律、數(shù)據(jù)在空間上的變化等任務(wù)。部分學(xué)生還可以通過在線自主探究學(xué)習(xí)，利用在線數(shù)據(jù)可視化分析平臺完成文本詞頻統(tǒng)計(jì)，形成研究報(bào)告，探究其內(nèi)在規(guī)律。

教師通過創(chuàng)設(shè)豐富的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生在數(shù)字化學(xué)習(xí)活動中熟練掌握數(shù)字化工具的使用方法，學(xué)生在創(chuàng)造性解決問題并形成個(gè)性化的數(shù)字作品過程中，不斷培養(yǎng)和提升自身的創(chuàng)新能力。

2.基于學(xué)科融合的創(chuàng)新

教師引導(dǎo)學(xué)生參與多學(xué)科融合的主題活動，學(xué)生通過數(shù)字化學(xué)習(xí)，解決跨學(xué)科問題，在建構(gòu)知識的過程中實(shí)現(xiàn)知識創(chuàng)新。

例如，在“利用數(shù)字化工具體驗(yàn)蒙特卡洛方法求π過程”項(xiàng)目中，學(xué)生分組體會不同的數(shù)字化工具，如利用WPS電子表格中的繪圖、網(wǎng)絡(luò)畫板完成投針實(shí)驗(yàn)，利用PYTHON程序完成撒豆實(shí)驗(yàn)等，最終求出π的值。教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)不同的需求，選擇適合的數(shù)字化工具；通過科學(xué)的方法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較結(jié)論的可靠性，以此延伸探究其他學(xué)科問題。

學(xué)生通過體驗(yàn)數(shù)字化工具解決問題的過程，掌握方法，實(shí)現(xiàn)知識的遷移，促進(jìn)創(chuàng)新思維能力的提升。

四、突破難點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)的提升

在項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程中，通過開展表現(xiàn)性評價(jià)兼顧質(zhì)性評價(jià)和量化評價(jià)，對學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)的行為表現(xiàn)及能力水平等進(jìn)行有效評價(jià)。首先，教師以真實(shí)情境或模擬生活情境為背景設(shè)計(jì)表現(xiàn)性任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都具有一定的指導(dǎo)性和開放性；其次，教師充分尊重學(xué)生的主體地位，師生共同制作評價(jià)量表，對學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)全過程的表現(xiàn)進(jìn)行真實(shí)評價(jià)；最后，教師利用信息化平臺完成數(shù)字化的課堂觀察記錄表、項(xiàng)目任務(wù)完成情況表等的填寫、分享和統(tǒng)計(jì)。

在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中應(yīng)將過程性評價(jià)和總結(jié)性評價(jià)相結(jié)合。過程性評價(jià)是指項(xiàng)目學(xué)習(xí)中學(xué)生的動手實(shí)踐能力、協(xié)作的意識與能力及情感投入是否積極等；總結(jié)性評價(jià)是指學(xué)生的項(xiàng)目完成情況是否達(dá)到相關(guān)學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。兩種評價(jià)結(jié)合最終實(shí)現(xiàn)動態(tài)記錄學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)變化，科學(xué)評價(jià)每個(gè)學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)水平。創(chuàng)新素養(yǎng)水平的評價(jià)要以學(xué)科核心素養(yǎng)的分級體系為依據(jù)，凸顯創(chuàng)新能力評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。