2.2 数字化学习与创新 教学设计 2021—-2022学年粤教版（2019）高中信息技术必修1

第二章 知识与数字化学习
2.2 数字化学习与创新
一、教材分析
《数字化学习与创新》是广东教育出版社普通高中教科书信息技术必修1《数据与计算》第二章第二节，将带领学生体验数字化学习过程，感受数字化工具和资源的优势。本节以培养学生数字化学习与创新能力为目标，以数字化学习工具和资源的认识、应用为载体，开展自主、探究学习，让学生了解数字化工具和资源的优势和学会利用数字化工具开展学习活动。通过结合跨学科学习实践，让同学们在探究的过程中了解更多的资源和工具，建立终身学习的意识，构建自己的数字化学习环境。
本节内容在粤教版（2019）中起着承前启后的作用，是对“数据-信息-知识-智慧”模型（DIKW模型）实际运用的呈现与引导，对应2017版课标的一大核心素养要求“数字化学习与创新”。通过本节学习，学生能够掌握数字化学习的方法，根据需要选用合适的数字化工具开展学习；本节为学生的“终身学习”奠定基础。
二、学情分析
已有基础：学生已了解过数据、信息、知识的基本概念，能够描述数据、信息与知识的关系。
现需内容：体验数字化学习过程，感受数字化工具和资源的优势，能够初步评估选用合适的数字化工具与资源解决现实问题。
学习状态： 具备丰富的网络使用经验，知道一些常见的工具和软件
具有自学能力
对数字化工具和资源的选择没有系统性的了解，需要教师的引导
三、素养目标
【教学目标】
知识和技能：了解数字化学习的常用工具，感受数字化学习的优势，理解数字化学习的特点（数字化学习与创新）；能够根据问题评估选择合适的数字化学习工具（数字化学习与创新）。
过程与方法：通过展示数字化工具应用过程，培养学生应用数字化工具的能力（数字化学习与创新）；通过构建情境与需求分析，引导学生感受与体验数字化学习过程，提高学生建设自己数字化学习环境的能力（数字化学习与创新）。
情感态度与价值观：通过对本节的学习，让学生能深刻感受到数字化资源和工具的优势与价值，积极融入信息社会、成为信息社会主人公（数字化学习与创新、信息社会责任）。
【评价目标】
学生能够理解数字化学习工具和资源的特点，学会查找和选择相应的学习工具，逐步建设自己的数字化学习环境，未来形成终身学习的观念。
四、教学重点、难点
重点：了解数字化学习的优势与特点，感受常见的数字化学习工具。
难点：评估与应用合适的数字化学习工具和资源。
五、教学方法
教师：讲授法，情境教学法，任务驱动法，案例分析法。
学生：自主学习，实践体验。
六、教学过程
课堂流程设计
教师 教学内容流程预设 学生 任务/活动设计 随笔批注
情境导入 播放视频：打开云资源选择云课堂进行学习。 传统课堂-智慧课堂-云课堂 引入本节重点：数字化学习 提问：除了云课堂，你还知道哪些数字化工具与资源呢？ 思考。 与现实经历连接，学生快速进入情境。 课堂的演化，引发学生对数字化工具与资源的思考。
数字化工具与资源 1.数字化工具 概念呈现：数字化工具就是能够采集、获取、检索、表示、传输、存储和加工多媒体数字化资源的设备装置。 依次介绍8类数字化工具： （1）数据采集工具。如声卡、视频卡、数码照相机、数码录像机、手写板、扫描仪等。（拓展：穿戴式智能设备） （2）信息获取工具。如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和手机等。（拓展：VR眼镜） （3）信息检索工具。如搜索引擎和电子词典。 任务探究1：自动翻译 演示使用有道在线词典将“山川异域，风月同天”翻译成中文（微课）。 （4）数字化可视化表达工具。如思维导图和演示文稿等。（拓展：在线博物馆） （5）信息通信交流与传输工具。如电子邮件、博客、社交软件和视频会议系统等。 （6）信息存储工具。如光盘、U盘、硬盘和服务器等。 （7）信息加工工具。如编程软件、多媒体制作软件、网站制作工具和信息系统制作工具等。 （8）三维设计工具。如3D制作软件、3D打印机、虚拟现实和增强现实制作系统等。（拓展：3D打印） 2.数字化资源 概念呈现：数字化资源就是指经过数字化工具处理，可以在多媒体计算机或者网络环境下运行的，并且可以共享的多媒体材料，包括数字图形、图像、视频、音频、文本、数据库等。 引入云资源：深圳教育云与中国大学MOOC平台。 3.数字化工具与资源的优势 以中国大学MOOC为例，讲解数字化工具与资源的优势： （1）获取的便捷性；（2）形式的多样性；（3）资源的共享性； （4）平台的互动性；（5）内容的扩展性。 感受，思考。 学生尝试将英语美文翻译成中文。 学生浏览大学MOOC平台，建立自己的数字化学习环境。 通过丰富的微课和图片，对常见的和新兴的数字化工具和资源进行梳理，引领学生感受科技发展带来的生活、学习的变革。培养学生的信息意识与数字化学习与创新能力。 尤其是VR眼镜、云存储等技术，是国家产业升级的重要部分。通过介绍，引导学生产生对未来的向往与投身科技事业的愿望，培养学生的信息社会责任。 大学慕课平台等数字化资源平台能够为学习者打开视野，提升自主学习与探究能力。
体验数字化创新学习过程 体验“投针实验” 背景介绍：对圆周率的计算经历了几个时期，计算机的出现将其大力推动，计算机算力的提升不停刷新圆周率值的求解记录。 提问：如何计算圆周率 的值？ 导入：“投针实验” 蒙特卡洛方法是计算机模拟的基础，起源于18世纪数学家蒲丰的“投针实验”。投针实验是指在平面上画有一组间距为d的平行线，将一根长度为l（l≤d）的针任意掷在这个平面上，求此针与平行线中任一条相交的概率。这是一个数学上的概率问题。 引导学生分析问题： 确定目标 目标：计算圆周率 的值 信息检索 理论基础：蒙特卡洛方法，蒲丰的“投针实验”。 实施：模拟反复投针的过程，计算针与任一平行线相交的概率。 需求： 平面上一组间距为d的平行线 长度为l（l≤d）的“针”（线段） a: 投掷次数 k：相交次数 取l=d/2 ，根据公式得P= / ≈ 计算 值 选择合适工具 根据理论，投掷次数越多，得到的结果越精确。时间成本太高，我们需要借助合适的数字化工具，进行“投针实验”的模拟。→网络画板 介绍网络画板的功能，展示使用网络画板进行“投针实验”模拟的步骤 2.总结数字化学习的特点 由“投针实验”过程，总结数字化学习的特点： 问题化：围绕问题开展探究学习 合作性：信息交流、资源共享和协作学习 个性化：以学习者为中心 创造性和可再生性：发散性思维，想象、创新 开放性：泛在学习，终身学习，无围墙、无界限 提出对学生的期许： 高效利用数字化工具与资源的优势，在数字化学习环境中开展自主、协作、探究学习，创造性地完成具体的学习任务。 思考； 思考； 课后/同步进行数字化学习的体验。 有趣的背景，既能引发学生的好奇心，同时也能培养学生的信息意识与对科学的向往。 围绕“圆周率 的值”的求解进行跨学科、融合式情境设计，培养学生利用信息技术、计算机解决实际问题的能力。 教师引导学生完成“问题分析-需求分析-方法/工具选择-项目实施”的流程，学生能够掌握问题求解的一般过程，培养学生的计算思维，提高学生信息化创新与学习的能力。 通过自主探究，引发学生深度思考，延展思维。 基于情境，基于实践，使“枯燥”的知识描述变得生动、直观。
总结与提升 1.知识总结 以思维导图的方式呈现知识点的总结与梳理 引发思考：这样的呈现方式有什么优点？ 直观，思维形象化，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接。 2.课后拓展 留下课后任务：尝试使用思维导图工具整理学科知识（本学科，跨学科）。 思考与复习； 实践：利用思维导图梳理其他学科知识。 引导学生归纳知识点，深化对数字化创新与学习的认识，培养对后续课程的兴趣，提高学科知识水平。 设置的任务，实用有趣，鼓励学生利用数字化学习工具解决跨学科问题。
七、结语
本节通过对数字化学习资源和工具的介绍，学生体验数字化学习过程。每个知识点的渗透力求采用“做中学，学中乐”、“先做后学”的设计理念，充分鼓励学生自主学习、合作探究，深度学习、发散思维。在参与探究活动的过程中，学生学会评估、选择合适的数字化工具与资源，建设自己的数字化学习环境，进一步提高数字化学习的能力，提升信息素养与计算思维，建立终身学习的理念。