项目式学习（Project-based Learning，PBL）是一种以学生为中心设计执行项目的教学和学习方法，在一定时间内，学生选择、计划、提出一个项目构思，通过多种形式解决实际问题
［1］。以“项目式学习”“高中信息技术”为关键词在中国知网总库中搜索，总计搜到10 054篇文章，排除非中等教育类文章，共计9 817篇，其研究角度主要在学科核心素养、课堂模式、教学设计、教学策略、应用研究等方面，可见项目式学习是当前高中信息技术课堂实践研究的热点。《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称新课标）在课程性质中，明确指出课程要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
［2］。高中信息技术的学科核心素养需要在真实问题情境探索中表现、培养和发展。传感技术是高中信息技术的重难点，相较于其他技术难度大、理论性较强，很多学生理解起来有困难，学习兴趣不高。笔者通过多种感应门的设计与实现项目，让学生在真实情境下进行深度思考，提升信息学科核心素养。
1 教学实践设计
1.1 教学背景
传感技术是粤教版《信息技术》（必修二）第三章第一节第2小节“物联网中的传感与控制机制”中的重难点。授课的对象是高二年级的学生，他们已经初步了解信息社会的基本知识、信息系统的组成和功能、计算机和手机终端在信息系统中的作用，并且会对计算机和手机终端的基本工作原理进行描述，在日常生活、学习中有物联网的体验，但是对物联网的原理、相关技术等知识不了解。本节课通过感应门项目，创设活动情境，通过分析物联网应用实例，组织学生在解题过程中了解常见的传感和控制机制，体会信息系统与外部世界的联系方式，为后续计算机网络等内容的学习打下基础。
1.2 项目式学习目标与预期成果
笔者基于新课标，重构教材内容，紧扣项目式学习核心概念，创设现实生活中的真实情境——个性化感应门项目目标。通过创建项目实践小组，沿着项目引入、项目分析及设计、项目实现、项目总结、项目优化的项目学习思路开展教学活动。个性化的感应门项目包含了按钮手动门项目、光感自动门项目、声控自动门项目、红外感应自动门项目等类型，各小组完成模型设计、流程图设计、编程积木搭建、模拟器演示等环节。学生选择不同，完成效果也不同，在设计和实现各种感应门项目的过程中，可感受信息技术对社会发展的积极影响，了解物联网的概念、特征和结构，了解常见的传感器技术，提升信息意识、计算思维、数字化学习与创新意识、信息社会责任感等信息学科的核心素养。
2 项目式学习课堂实践过程
2.1 项目引入
教师用视频展现智能家居系统中每一个物体是如何像人一样全面感知，并将感受到的信息先进行可靠传递、再进行智能处理，并引导学生思考：实现这些过程的关键技术类型有哪些？从而引出传感技术的概念、传感器的国家标准和组成、传感器的应用等知识。引导学生探讨感应门类型、模型结构、元件组成，如何利用各类传感器搭建感应门等。
2.2 项目选题
班级以按钮手动门、光感自动门、声控自动门、红外自动门等班级讨论出的感应门类型为基础，分成3~4人的项目学习小组，选择其中一种学习。
2.3 项目分析与设计
确认选题之后，小组成员学习感应门的结构，观看教师提供的基于Micro：bit开发板、舵机、积木搭建感应门的视频，思考传感器的位置，画出设计图和程序流程图。
2.4 项目实现
（1） 手动门项目。
利用Micro：bit开发板，实现手动门功能，按A键关门，按B键开门。当按钮A被按下时：显示屏出现箭头向西的箭头；播放关门提示音；舵机角度变为0 °。当按钮B被按下时：显示屏出现箭头向东的箭头；播放开门提示音；舵机角度变为90 °，实现代码块见
图1-a。
（2） 光感自动门项目。
利用Micro：bit开发板，实现光感自动门，天黑关门，天亮开门。检测环境亮度，达到一定数值表示天黑，大于一定数值表示天亮。感光元件检测到的亮度等级数据范围是0~255。假定，亮度级别小于10，天黑关门，实现代码块见
图1-b。
（3） 声控自动门项目。
利用Micro：bit开发板，实现声控自动门，声音达到一定响度就开门，否则关门。声敏传感器检测环境的声音响度，声音响度数据范围是0~255。假定，声音响度大于100开门，实现代码块见
图1-c。
（4） 红外感应自动门项目
利用Micro：bit开发板，实现感应自动门，有人来了开门，人走了关门。红外感应器可以检测是否有障碍，检测到障碍就开门，否则关门，实现代码块见
图1-d。
2.5 项目总结、分享与评价
引导学生用思维导图总结传感器的组成、分类；分享在感应门设计和实现的过程中遇到的困难，小组实现项目的优势等；进行组间评价，课堂最后教师整体梳理思路，总结传感技术相关知识，作出点评。
2.6 项目优化
在项目总结环节中，学生提出疑问并提供解决建议，继续修改感应门项目，让其具备更好的友好度、实用性。
3 学生参与度与学习成效
以项目学习小组为依托，做到分工明确、人人动手、人人参与、人人推动。依托Micro：bit开发平台，降低了程序设计与实现的难度，将学生的关注力聚焦在教学重点。运用恰当的课堂教学策略，对重难点进行突破，做到有的放矢，教学效果较好。课后通过问卷星的8道问题调查项目式学习应用实施效果，共回收210份有效答卷。
【问题1】你所参加的项目来源是什么？教师提供的模拟项目占90.48%，学生自己寻找的项目占9.52%。
【问题2】你认为项目式学习对你最大的作用是什么？可以最大地激发创新思维和潜力占65.7%，可以培养团队精神占12.4%，可以促进学以致用占11.9%，可以获得成就感和进步感占8.6%，可以促进了解企业情况占1.4%。
【问题3】项目式学习让你在哪个方面得到最明显的提高？创新能力占41.4%，自主学习能力占20.5%，专业应用能力占13.3%，沟通合作能力占10.5%，设计及组织领导能力占6.7%，分析问题、解决问题能力占7.6%。
【问题4】你认为自己参与的项目完成情况如何？非常好占32.4%，良好占54.3%，合格占11.4%，不理想占1.9%。
【问题5】完成项目的过程中，你认为自己表现最欠缺的是什么？策划占13.3%，创意占36.2%，设计占15.7%，表达占34.8%。
【问题6】在项目式学习过程中，你能否独立完成该项目？能占45.7%，不能占4.3%，在教师指导下能占35.2%，在小组指导下能占14.8%。
【问题7】你参加项目式学习最大的困难是什么？学过的理论知识无法得到实践占26.2%，自身实践的操作能力不够占40.9%，无法独立完成项目占18.6%，缺乏教师的指导占8.6%，小组协作精神太差占5.7%。
【问题8】完成项目后你的状态是什么？找到了自己的不足，学习目标更明确占57.6%；收获了挑战成功的喜悦，有机会还想再尝试占12.9%；发现了自己的潜力，对未来充满希望占17.6%；看到了差距，对专业选择充满了敬畏占9.0%；后悔平时学习不够占2.9%。
根据问卷答案分布，在项目选题方面多来源于教师提供，在学习作用上多认为最大限度地激发了创新思维和潜能，在能力提升上多认为创新能力得到了提高，在个人表现方面大多认为自己缺乏创意表达能力，在个人能力上多认为能完成，在遇到的困难方面多认为自身实践操作能力不够，在项目式学习后的状态上多找到了自己的不足。综上所述，学生在项目式学习中获得了知识、技能、思维等多角度的提升，信息学科核心素养得到了提升，也看到了自己的不足和今后提升的方向。
4 结语
通过提炼教材核心内容，重构设计，以学生为学习中心，学生通过参与和完成具有实际意义的感应门项目获得知识和技能，提升信息学科核心素养。项目选题多元多层次，与学生的兴趣和需求相匹配。项目目标清晰，与课程学习目标一致。通过项目学习小组的组建，学生积极参与项目，人人有贡献，人人有成长，通过课后的问卷反馈，可看到学生对课堂实施效果持正面积极的评价。
培养信息素养已经成为公民整体素质提升的关键环节，是继承和弘扬我国传统文化的全新路径，是历史赋予教育的使命，也是每一个从事中学信息科技教学工作者所应肩负的职责。
在信息科技与教育深度融合的当下，每一位信息科技教师都要将培育学生的信息素养放在教学的主要位置，了解当代中学生的实际需求，立足于教学软硬件的发展，吸取其他教师的先进教学经验，创新教学手段，让单维、抽象的信息科技知识传授模式转化为多维、直观的课堂育人方法，从而进一步提升中学生的信息科技应用能力，使之成为新一代具有创新思维的现代人。
湖南省教育信息技术研究一般课题“普通高中信息技术算法与程序设计项目式学习策略研究”(HNETR20036)
京公网安备11010202008535号
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