《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》坚持立德树人的教育理念，以信息技术学科核心素养统领课程标准，将信息技术课程推向了一个新的发展阶段。高中信息技术课程旨在全面提升学生信息素养，信息技术学科提出的信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四大基本学科核心素养体现了国际信息技术课程发展的基本特征，结合了信息技术发展前沿成果，紧紧围绕数据、算法、信息系统、信息社会等核心大概念，体现了信息技术在“立德树人”方面独特的学科文化内涵
［1］。创客教育为学生创新能力和团队意识的培养提供了有利的条件，而信息技术课程则是创客教育顺利推进的重要保障，特别是信息技术与创客教育在PBL项目式学习和实践操作方面有着完美的融合。在创客教育背景下，高中信息技术PBL项目式教学探索实践旨在培养学生的创新思维、实践能力和团队合作精神。
1 创客教育概述
1.1 创客教育理念
创客教育是一种融合科学、技术、工程、艺术、数学等知识与技能，遵循自由开放、创新创意、探究体验的教育理念，以实践创造学习为主，培养创新型人才的新型教育模式
［2］。创客教育核心教育理念通过动手实践培养学生的创新能力、探究力和创造力
［3］。
1.2 创客教育在PBL项目式教学中的应用价值
创客教育是一种强调创造性、实用性和动手能力的教育模式，在高中信息技术PBL项目式教学中，将这一理念融入教学实践，以PBL项目驱动的方式，让学生在完成任务的过程中学习知识，在动手实践的过程中探索创新。
（1） 树立学生信息意识。在创客教育中采用PBL项目式教学方式通过现实生活中的问题情境引入，学生能够根据所学知识自觉主动地找到解决问题的方式方法，从而有目的地去获取信息、采集信息并处理信息。在实际解决问题的过程当中，每个小组成员都有明确的分工，能力富余的成员除了完成自己的任务，还要帮助能力稍弱的成员，这样不仅能最大限度地发挥每个成员的特长，还培养了学生的团队合作意识。
（2） 培养学生计算思维。在创客教育中可以引领学生把创客活动中的PBL项目分解成若干个小问题，逐一击破，最终达到问题解决的目的，计算的过程就是一种信息获得的过程，信息的获得又是计算的延伸，问题解决的过程就是算法，设计算法的过程就是把一个个的小问题逐个解决，最后完成创客作品，培养学生的计算思维。
（3） 引导学生进行数字化学习与创新。通过参与创客活动，学生可利用数字化技术工具解决现实生活中的问题，提高其数字化学习能力。创客活动中的PBL项目式教学方式，整合了各种教学资源，引导学生利用多种途径创造性地解决问题，从而完成创新作品，促进学生创新能力的养成。
（4） 增强学生信息社会责任。创客教育中采用的PBL项目和现实生活比较贴近，通过参与创客活动可以激发学生的求知欲，鼓励学生大胆实践，遵守信息社会规定的各种规章制度，既能保护个人的合法权益不被侵害，也能维护他人的信息安全，做到更好地在信息社会中生存、发展，增强信息社会责任。
2 高中信息技术PBL项目式教学策略
2.1 坚持PBL项目式教学理念
PBL项目式教学是美国教育学家杜威提出的“做中学”教育理念，采用PBL项目式教学法，紧紧围绕项目，利用各种教学资源，设计教学环节。教师将项目内容分解为若干个阶段，每个阶段都有明确的任务和目标，学生在实践中逐步掌握知识和技能。同时，教师采用小组合作的方式，让学生在团队中共同完成任务，培养团队合作精神和沟通能力。
2.2 将创客资源融入PBL项目式教学之中
在实施创客教育时，需要准备相关的资源和设备，如各种传感器、电子元件、编程软件等，并确保所需资源和设备的齐全。创客教育在高中信息技术中的融合具有深远的意义，这种融合不仅有助于提升学生的信息技术能力，还能促进学生创新思维和实践能力的发展，为学生未来的职业发展和适应社会的能力打下基础。教师是创客教育的关键，他们需要具备相关的知识和技能，能够引导学生进行创客活动。在PBL项目实施过程中，可以采用分组交流的方式，培养学生的合作能力和团队意识。项目实施是创客教育的核心环节，学生需要按照设计环节的要求进行实践探索，教师需给予适当的指导和支持。
3 教学案例
3.1 课程概述
以教科版必修2《信息系统与社会》的第2单元第6节技术实验课为例，围绕“小家电大未来”PBL项目展开，通过组建“红外线传感系统”和“温控风扇系统”创客活动，体验信息系统的工作过程，理解简单信息系统和智能信息系统中传感器的工作原理。
3.2 教学目标
（1） 通过动手组建红外线遥控风扇系统，模拟信息系统中传感与控制的过程。
（2） 利用开源硬件组建温控风扇系统，体验智能信息系统的控制方法。
（3） 总结两组实验基本工作过程的异同，树立设计智能化信息系统解决问题的创新意识。
3.3 PBL项目内容
【项目名称】组建传感系统。
【项目准备】红外线发射管、红外线接收管、开关三极管、Arduino电路板、温湿度传感器、小马达、风扇叶、导线、单节电池盒、双节电池盒、电池、计算机、PBL项目单。
3.4 PBL项目实施过程
（1） 问题情境导入。
师：演示遥控控制风扇，并提出一系列问题。小风扇的运行是什么控制的？该实验装置的主要部件是什么？它又是怎么组建的？带着这些问题开启我们的“小家电大未来”PBL项目之旅——小型信息系统的组建。
生：观看教师演示操作，并思考问题。
【项目指导】通过设置问题情境，让学生明确本节的学习目标，从而激发学生的求知欲。
（2） 自主探究。
师：阅读课本P69页实验原理部分，完成PBL项目单自主学习环节的内容，结合信息系统的功能简要描述该风扇系统的工作过程，并根据所学知识分析风扇运行是用什么传感器控制的。
学生展示创客作品，教师巡视指导学生。
师：（点评学生作品）实践是最好的老师，通过亲身实践，可以加深理解传感器的功能和工作原理，体验信息系统的工作过程。你在整个创客活动中遇到的问题是什么？怎么解决的？同时完成项目单展示交流部分的问题。
学生交流创客活动中遇到的问题以及解决办法。
师：在整个实验操作过程中，经常会遇到各种问题或者操作错误，这时候小组成员之间可以一块分析问题并尝试解决问题，也可以请教其他小组成员帮忙，或者请教老师，直到问题解决。
【项目指导】利用学习资源包中的微视频、图片辅助连接电路，让学生在做中学、学中做。实验过程中遇到的问题可以小组间共同讨论，也可以请教教师，做到学会分析问题并解决问题，实验后学会总结反思。
师：红外线遥控风扇系统我们也组建完了，同学们想一想，从工作原理上看，这和我们家用的遥控风扇一样吗？
生：一样的。
师：红外线遥控风扇系统根据获取到的信号控制电路通断，没有对信息进行智能化的判断和处理属于简单信息系统，小家电的大未来一定是智能家电，我们要怎样实现它的变身呢？如何改造？请大家思考，小组间可以讨论交流（提示：温度传感器、开源硬件）。
生：把红外线传感器替换成温湿度传感器，再加一个开源硬件。
师：这个同学说到关键点了，接下来到了能力提升环节，先给大家展示需要用到的主要部件。
（3） 利用开源硬件组建温控风扇系统。
因为温控风扇系统是在红外线遥控风扇的基础上改造的，所以我们只需把红外线传感器拆掉换成温湿度传感器，接上电池，主板、温度传感器指示灯亮，显示器上显示数字：WD是传感器检测到的温度，SD是湿度。YZ是程序里设置的阈值，可以通过调节旋钮改变阈值的大小，当温度大于阈值时风扇运行。
②创客设备的连接。
③编程设计。将电路连接好后，进行程序编写，下载用于传感器和显示屏的库文件，将其安装在Arduino IDE中。安装结束后定义传感器的类型，然后在setup（）函数中将命令发送到DHT11和LCD，并与Arduino通信，读取传感器中的温度数据，并在LCD上打印传感器温度，如果温度值大于阈值，则启动风扇。
④调试运行，通过调节旋钮来改变阈值，观察温控风扇的运行状态，进而感受主机对所传感信号的采集、判断等处理过程。
（4） 学习评价。学生完成温控风扇的组建，可以现场分组展示，也可以拍摄创客视频，制作项目分享PPT，交流分享在创客活动过程中遇到的问题是如何解决的，介绍作品的功能，并进行自我评价。展示的时候可以和其他小组交流评价，最后由教师对各组进行总结性评价，对学生创客作品的优缺点进行评价，并给出针对性建议，鼓励学生继续积极探索，在实践探究中提升信息核心素养。
（5） 感悟收获。通过本节课的学习谈下自己的收获，收获是多方面的，既可以是知识和技能方面的收获，也可以谈一下整个创客活动当中遇到了哪些问题，在问题解决的过程中又学到了什么，还可以是信息技术的飞速发展给我们的生活带来了哪些变化。
4 结语
通过实践探索，发现创客教育背景下的高中信息技术PBL项目式教学能够有效激发学生的创新思维和实践能力。学生在项目实施过程中，不仅能够掌握信息技术的基本知识和技能，还能够将所学知识应用于解决实际问题，提升自己的综合素质和能力。同时发现了一些问题和不足：一是部分学生在实践中缺乏主动性和创造性，需要进一步加强引导和激励；二是部分项目任务难度较大，需要进一步优化设计，降低难度，提高可操作性。针对以上问题和不足，我们将继续探索和实践创客教育背景下的高中信息技术项目式教学，不断优化教学内容和方法，提高教学效果和质量。
山东省教育科学院“十四五”规划课题“‘基于互联网+教育’大平台的区域教师信息素养提升研究”(2021ZC284)
滕州市教育和体育局课题“智慧教育背景下学生自主学习研究”(2024zhjy025)
京公网安备11010202008535号
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