華驥良

摘要：本文試圖通過“明確學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，研究項(xiàng)目學(xué)習(xí)基本要素，項(xiàng)目學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)”等幾個(gè)方面，以《常用表格數(shù)據(jù)的處理》及《編程處理數(shù)據(jù)》為例，探究如何基于信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);項(xiàng)目學(xué)習(xí);項(xiàng)目設(shè)計(jì)

在浙江此輪新課程改革中，信息技術(shù)學(xué)科的變化尤為突出。2015年10月技術(shù)學(xué)科（包括信息技術(shù)和通用技術(shù)）首次列入7選3的考試科目之一。2017年新一版的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》頒布，該課程標(biāo)準(zhǔn)立足于信息意識，計(jì)算思維，數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，信息社會責(zé)任四個(gè)學(xué)科核心素養(yǎng)維度的來制定課程目標(biāo)，通過多樣化的課程結(jié)構(gòu)和新型的教與學(xué)關(guān)系來進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生正確的價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。在這樣的背景下新一版的浙教版教材應(yīng)運(yùn)而生，本文以浙教版必修1《數(shù)據(jù)與計(jì)算》中，《常用表格數(shù)據(jù)的處理》及《編程處理數(shù)據(jù)》兩節(jié)及為例，基于學(xué)科核心素養(yǎng)，對項(xiàng)目學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)研究，拋磚引玉。

一、基于核心素養(yǎng)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)思路

（一）研究教學(xué)內(nèi)容的核心觀念，明確學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)

信息技術(shù)教學(xué)是學(xué)生信息學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要途徑，教師在進(jìn)行教學(xué)活動前要對教學(xué)內(nèi)容中的本體知識以及其中的核心觀念有深入的掌握與研究。在此基礎(chǔ)上還要明確該教學(xué)內(nèi)容所要培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)，并融入到項(xiàng)目學(xué)習(xí)中去。

必修1中的《常用表格數(shù)據(jù)的處理》主要是針對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，用二維表格的形式來存儲，處理，分析和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。教學(xué)的主要內(nèi)容有數(shù)據(jù)整理，表格建立與美化，表格中的數(shù)據(jù)計(jì)算與分析，數(shù)據(jù)的圖表呈現(xiàn)。研究其對應(yīng)的學(xué)科核心素養(yǎng)及具體表現(xiàn)如表1。

必修1中的《編程處理數(shù)據(jù)》主要是使用Python中的pandas模塊中的Series，DataFrame兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來完成數(shù)據(jù)的整理、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分析。用matplotlib繪圖庫中的常用繪圖函數(shù)進(jìn)行簡單的可視化呈現(xiàn)。Series可以歸結(jié)為一種一維存儲數(shù)據(jù)的方式，而DataFrame則是與Excel相似的二維表。研究其對應(yīng)的學(xué)科核心素養(yǎng)及具體表現(xiàn)如表2。

（二）研究項(xiàng)目學(xué)習(xí)的基本要素，設(shè)計(jì)符合學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)

（1）項(xiàng)目學(xué)習(xí)應(yīng)以學(xué)生為中心

學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與知識的獲取是不同的，現(xiàn)有的授課方式中往往會以教師為中心，強(qiáng)調(diào)知識的習(xí)得，而對知識內(nèi)化，進(jìn)一步成就核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，效果有限。學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)必然要增加學(xué)生的參與度，進(jìn)行教學(xué)關(guān)系的轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，充分調(diào)動學(xué)生的高級思維來促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知能力的發(fā)展，進(jìn)而達(dá)到學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。

（2）項(xiàng)目內(nèi)容應(yīng)符合現(xiàn)實(shí)情境

從我們的現(xiàn)實(shí)教學(xué)可以發(fā)現(xiàn)，如果將學(xué)習(xí)內(nèi)容融入現(xiàn)實(shí)情境會對學(xué)生的思維調(diào)動，認(rèn)知發(fā)展起到事半功倍的效果。例如在信息編碼的學(xué)習(xí)中將信息進(jìn)行量化后用二進(jìn)制表示，問題看起來很抽象。其實(shí)就是用二進(jìn)制編碼來表達(dá)不同的狀態(tài)，這種狀態(tài)可以是不同的聲音、顏色、字符等等，因此可以用公式2n=x（n：二進(jìn)制位數(shù);x：狀態(tài)數(shù)）來求存儲解需要的二進(jìn)制位數(shù)或者是狀態(tài)數(shù)（聲音數(shù)、顏色數(shù)、字符數(shù)）。我們可以用位圖的量化作為真實(shí)情景，來設(shè)計(jì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)，以期達(dá)到更好的效果。

（3）項(xiàng)目學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)應(yīng)具有建構(gòu)性

項(xiàng)目學(xué)習(xí)是從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論發(fā)展出來的一種教學(xué)方法。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展和知識的習(xí)得是通過在現(xiàn)實(shí)情境中，借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。因此在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者應(yīng)該給學(xué)習(xí)中提供一定的建構(gòu)知識的支架，促進(jìn)認(rèn)知的發(fā)展。

（4）項(xiàng)目學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)應(yīng)包含評價(jià)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目學(xué)習(xí)的內(nèi)容一般可以分成很多個(gè)微項(xiàng)目或者說探究性學(xué)習(xí)內(nèi)容組成，通常實(shí)施過程相對較長，完成難度有所提高。因此在項(xiàng)目學(xué)習(xí)的過程融入靈活多樣，多元化的評價(jià)方式是必不可少的。其中過程性評價(jià)特別能幫助學(xué)生構(gòu)建更多的學(xué)習(xí)支架，激勵和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生的知識建構(gòu)和認(rèn)知發(fā)展。

（5）項(xiàng)目學(xué)習(xí)中學(xué)生學(xué)習(xí)組織方式的設(shè)計(jì)

項(xiàng)目學(xué)習(xí)中應(yīng)依據(jù)不同的項(xiàng)目內(nèi)容靈活組織學(xué)習(xí)活動，引導(dǎo)學(xué)生開展探究學(xué)習(xí)，合作學(xué)習(xí)，形成“實(shí)踐——理論——實(shí)踐”的認(rèn)知提升方式。

二、項(xiàng)目學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)范例

本文依據(jù)浙教版必修1《數(shù)據(jù)與計(jì)算》中的《常用表格數(shù)據(jù)的處理》及《編程處理數(shù)據(jù)》兩節(jié)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)范例項(xiàng)目以供參考、討論。

（一）項(xiàng)目內(nèi)容

同學(xué)們在進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中，通過日常的學(xué)習(xí)和測驗(yàn)會感知到自己哪些學(xué)科相對薄弱，但是往往很少分析自己在學(xué)科學(xué)習(xí)中的薄弱點(diǎn)（知識點(diǎn)）在哪里？造成這種現(xiàn)象的原因是缺乏對評價(jià)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分類并對分類后的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析與統(tǒng)計(jì)。同學(xué)們?nèi)绻_找到了這些薄弱點(diǎn)，就可以形成有的放矢的專項(xiàng)鞏固和學(xué)習(xí)，對教師的教學(xué)也會有很大的促進(jìn)作用。

（二）項(xiàng)目任務(wù)

考試評價(jià)是現(xiàn)階段評價(jià)手段中最成熟，最普遍的評價(jià)方式。考試評價(jià)中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，也是最容易進(jìn)量化分析與統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，因此在該項(xiàng)目中我們可以使用考試數(shù)據(jù)來作為我們項(xiàng)目的原始數(shù)據(jù)。以此為依據(jù)對項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行整理如下：

（1）通過學(xué)生自己的統(tǒng)計(jì)或者學(xué)?？荚嚁?shù)據(jù)，完成考試數(shù)據(jù)的收集。

（2）依據(jù)學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行知識點(diǎn)的分類整理。

（3）依據(jù)考試評價(jià)的結(jié)果與知識點(diǎn)分類整理結(jié)果進(jìn)行對照并歸類整理產(chǎn)生原始數(shù)據(jù)。

（4）根據(jù)不同的分析目的對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、歸并，分組，計(jì)算、排序、篩選等操作。

（5）根據(jù)不同的分析目的圖形化地來呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，幫助分析。

（三）過程與建議

為了順利開展本項(xiàng)目研究，建議可以用小組學(xué)習(xí)的模式進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)。

（1）數(shù)據(jù)的收集

數(shù)據(jù)的收集盡量通過學(xué)校的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，可以減少工作量和節(jié)約時(shí)間。可以考慮使用Excel軟件或者Python程序設(shè)計(jì)語言對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理。

（2）知識點(diǎn)分類

知識點(diǎn)的分類可以說是一個(gè)難點(diǎn)。其一，因?yàn)閷W(xué)科知識要有較系統(tǒng)的了解;其二，分類方法仁者見仁智者見智，比較開放;其三，對后期考試數(shù)據(jù)的對應(yīng)分類和最后分析結(jié)果都有直接影響。學(xué)生可以根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，歷年高考試題，學(xué)科老師的建議，后期分析結(jié)果的初步設(shè)想等因素來進(jìn)行。

（3）考試數(shù)據(jù)與知識點(diǎn)分類歸類整理。

可依據(jù)知識點(diǎn)分類結(jié)果對試題進(jìn)行分類，組內(nèi)可以合作完成并共享成果。

（4）依據(jù)不同分析需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

這個(gè)部分是本項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)，主要應(yīng)依據(jù)知識點(diǎn)的分類方式，數(shù)據(jù)的存儲方式以及分析數(shù)據(jù)的具體需求來進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理得出分析結(jié)果。

（5）圖形化呈現(xiàn)數(shù)據(jù)

圖形化呈現(xiàn)數(shù)據(jù)可以使用Excel中的圖表或者Python程序設(shè)計(jì)語言。

（6）項(xiàng)目研究報(bào)告的撰寫

（四）支架設(shè)計(jì)

針對過程與建議中的內(nèi)容做一些適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)支架，讓學(xué)生可以學(xué)習(xí)、參考。

例：分析A同學(xué)在技術(shù)考試中對“信息編碼”相關(guān)知識點(diǎn)的得分情況，并圖形化顯示。

（1）Excel實(shí)現(xiàn)情況如表3。

（2）Python程序?qū)崿F(xiàn)

import pandas as pd

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

#總目標(biāo)是快速畫出x和y的對應(yīng)關(guān)系曲線，二維

#讓圖表顯示出中文

plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']

plt.rcParams['axes.unicode_minus']= False

#必要輸入

fname ='cj.xlsx'

#文件名，也可為.csv，當(dāng)為csv時(shí)，讀取代碼要改為pd.read_csv，其他不變

isheader = 0

#fname里的數(shù)據(jù)是否有標(biāo)題，有標(biāo)題isheader置為0，表示第一行當(dāng)標(biāo)題，無標(biāo)題改為isheader = None

xlabel ='考試'#橫坐標(biāo)標(biāo)題

ylabel ='得分'#縱坐標(biāo)標(biāo)題

title ='得分情況圖'#總標(biāo)題

#數(shù)據(jù)載入

data = pd.read_excel（fname，header = isheader）

#當(dāng)為csv時(shí)改為pd.read_csv

data=data[data["學(xué)籍號"]==180101130055]

#篩選學(xué)籍號等于180101130055的同學(xué)在不同考試中的成績

x = data.iloc[：，2].values

y = data.iloc[：，6].values

#畫圖代碼

print（data.head（））#可以先看看表的前幾行，看有沒有載入對

plt.figure（）#初始化一張圖

plt.plot（x，y）#連線圖，若要散點(diǎn)圖將此句改為：plt.scatter（x，y）#散點(diǎn)圖

plt.grid（alpha=0.5，linestyle='-.'）#網(wǎng)格線，更好看

plt.title（title，fontsize=14）#畫總標(biāo)題 fontsize為字體，下同

plt.xlabel（xlabel，fontsize=14）#畫橫坐標(biāo)

plt.ylabel（ylabel，fontsize=14）#畫縱坐標(biāo)

plt.savefig（title+'.jpg'，dpi=300）

#可以存到本地，高清大圖。路徑默認(rèn)為當(dāng)前路徑，dpi可理解為清晰度

plt.show（）#IDE展示

運(yùn)行后的分析圖表如圖1所示。

利用程序?qū)崿F(xiàn)的要求更高，但實(shí)現(xiàn)后項(xiàng)目的系統(tǒng)性，集成性和可用性都會增強(qiáng)。

（五）評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

請根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施的過程、效果以及成果展示交流的結(jié)果，對自己完成項(xiàng)目的情況進(jìn)行客觀評價(jià)，并思考后續(xù)完善的方向。把評價(jià)結(jié)果和完善方案填寫在下面的表格中。

三、結(jié)語

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。筆者認(rèn)為我們的教學(xué)工作要以培養(yǎng)這些觀念、品格和能力為重點(diǎn)，通過在真實(shí)情景中，設(shè)計(jì)具有現(xiàn)實(shí)意義且相對開放的項(xiàng)目，讓學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中逐步完成知識的建構(gòu)，掌握信息技術(shù)的學(xué)科大概念，突出學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的主體地位，逐步培養(yǎng)信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)。教師應(yīng)通過對教材具體章節(jié)的分析，基于核心素養(yǎng)的要求，設(shè)計(jì)項(xiàng)目，構(gòu)建支架，設(shè)計(jì)評價(jià)并輔助好項(xiàng)目的實(shí)施過程。本文以《常用表格數(shù)據(jù)的處理》及《編程處理數(shù)據(jù)》為例在一定程度上研究了以上問題，供大家參考、指正！

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].人民教育出版社.

[2]劉景福，鐘志賢.基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（PBL）模式研究[J].外國教育研究，2002，（11）.

[3]閆寒冰，項(xiàng)目學(xué)習(xí)前沿對話——訪閆寒冰教授[J].教育，2015，（46）.