張建彬 王振強(qiáng)

摘要：本文結(jié)合《課標(biāo)》要求與教材內(nèi)容，對(duì)高中信息技術(shù)“開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)”模塊的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了分析，并就教材中的具體單元提出了測(cè)評(píng)建議，以期助力本模塊的教學(xué)與評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模塊測(cè)評(píng)；開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)；測(cè)評(píng)建議

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2023）08-0014-04

“開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)”模塊是高中信息技術(shù)選擇性必修模塊6，是為促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展而設(shè)計(jì)的課程模塊，為學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新、創(chuàng)造提供條件。該模塊不作為學(xué)業(yè)水平考試的內(nèi)容，更加注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的問題并進(jìn)行分析，通過設(shè)計(jì)、制作開源硬件作品來解決問題的能力。通過該模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠搜索并利用開源硬件及相關(guān)資料，體驗(yàn)作品的創(chuàng)意、設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試、運(yùn)行的完整過程，初步形成以信息技術(shù)學(xué)科方法觀察事物和求解問題的能力，提升計(jì)算思維與創(chuàng)新能力。該模塊更加注重學(xué)生的創(chuàng)意、設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力，教師可以根據(jù)本校實(shí)際情況對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行靈活調(diào)整，設(shè)計(jì)與開展適合學(xué)生個(gè)性發(fā)展的多樣化活動(dòng)，并針對(duì)教學(xué)內(nèi)容與活動(dòng)進(jìn)行多種方式的教學(xué)測(cè)評(píng)。

注重診斷性測(cè)評(píng)、過程性測(cè)評(píng)與終結(jié)性測(cè)評(píng)的綜合運(yùn)用

1.通過診斷性測(cè)評(píng)獲取學(xué)情

對(duì)于開源硬件，學(xué)生的起點(diǎn)不同，因此在開展本模塊教學(xué)前，應(yīng)先對(duì)學(xué)生已有水平及學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行相關(guān)測(cè)評(píng)，以便有針對(duì)性地選擇教學(xué)策略開展教學(xué)。診斷性測(cè)評(píng)可以在模塊、單元、項(xiàng)目或單課時(shí)教學(xué)前進(jìn)行，以便了解學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的掌握程度及完成后續(xù)學(xué)習(xí)內(nèi)容所需的相關(guān)能力?？梢圆扇柧碚{(diào)查、訪談、測(cè)試題、實(shí)踐任務(wù)測(cè)試等多種方式開展。診斷性測(cè)評(píng)可以結(jié)合的部分問題示例如表1所示。

除通過問題了解學(xué)情外，還可以通過課前測(cè)驗(yàn)、完成任務(wù)的方式進(jìn)行，如請(qǐng)學(xué)生寫出制作一個(gè)簡(jiǎn)易的聲控?zé)簦枰捎媚男┯布?，并編寫?jiǎn)單程序。

2.過程性測(cè)評(píng)記錄學(xué)生發(fā)展

開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)不是一蹴而就的，在完成項(xiàng)目的過程中學(xué)生需要經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、設(shè)計(jì)方案、制作作品、測(cè)試完善、演示匯報(bào)等多個(gè)環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)都需要學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，完成相應(yīng)的任務(wù)，以便培養(yǎng)所需能力。例如，在項(xiàng)目選題階段，可以對(duì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力進(jìn)行測(cè)評(píng)，評(píng)價(jià)學(xué)生觀察生活、搜索整理資料、根據(jù)資料做出判斷的能力；在演示匯報(bào)階段，對(duì)學(xué)生選擇適當(dāng)工具制作演示素材和表達(dá)能力進(jìn)行測(cè)評(píng)。過程性測(cè)評(píng)貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過程，是對(duì)學(xué)生綜合能力養(yǎng)成的記錄。通過過程性測(cè)評(píng)，不但可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)某方面知識(shí)的掌握和應(yīng)用水平，還能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生的特長(zhǎng)與不足，有利于因材施教。

3.終結(jié)性測(cè)評(píng)檢測(cè)效果

在某個(gè)學(xué)習(xí)階段完成后，可通過終結(jié)性測(cè)評(píng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)價(jià)。既可以安排在某個(gè)單元、某個(gè)模塊或某個(gè)項(xiàng)目之后進(jìn)行，也可以在整個(gè)模塊學(xué)習(xí)后，對(duì)整體學(xué)習(xí)過程進(jìn)行終結(jié)性測(cè)評(píng)。終結(jié)性測(cè)評(píng)可以采取測(cè)試、制作硬件作品、編寫程序的方式進(jìn)行，建議針對(duì)不同內(nèi)容采用多種形式進(jìn)行測(cè)評(píng)，如本模塊的終結(jié)性測(cè)評(píng)可以通過試題測(cè)試（占30%）、完成一個(gè)大的項(xiàng)目（占70%）的方式進(jìn)行。

本模塊不需要進(jìn)行學(xué)業(yè)水平測(cè)試，對(duì)學(xué)生的綜合評(píng)定可以采用過程性測(cè)評(píng)與終結(jié)性測(cè)評(píng)相結(jié)合的方式進(jìn)行。

測(cè)評(píng)方式及建議

具體測(cè)評(píng)目標(biāo)及方式應(yīng)以《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)》）中的內(nèi)容要求與學(xué)業(yè)要求為基礎(chǔ)，結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行確定。

1.《課標(biāo)》要求分析

在內(nèi)容要求方面，《課標(biāo)》要求學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)開源硬件的特征與發(fā)展，理解利用開源硬件進(jìn)行創(chuàng)新的意義；通過剖析案例，體驗(yàn)完成開源硬件項(xiàng)目的基本流程；能夠設(shè)計(jì)基于開源硬件的作品開發(fā)方案，并使用適當(dāng)?shù)拈_源硬件與編程語(yǔ)言，完成作品的制作，并對(duì)功能進(jìn)行測(cè)試、優(yōu)化；在進(jìn)行實(shí)踐的過程中，踐行開源與知識(shí)分享的精神，理解保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的意義。

在學(xué)業(yè)要求方面，希望學(xué)生能夠理解使用信息技術(shù)解決問題的思路與方法，認(rèn)識(shí)到數(shù)字化在解決問題中的價(jià)值與作用；知道開源硬件進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一般流程，能將其運(yùn)用到實(shí)際項(xiàng)目中；能利用相關(guān)軟、硬件設(shè)計(jì)制作相關(guān)作品；理解并踐行開源與知識(shí)分享的精神，理解保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的意義。這也是學(xué)科核心素養(yǎng)層面的要求。

從《課標(biāo)》要求中可以看出，既有知識(shí)層面的要求，如認(rèn)識(shí)開源硬件的特征與發(fā)展、知道開源硬件進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一般流程，也有綜合實(shí)踐的要求，如能夠設(shè)計(jì)基于開源硬件的作品開發(fā)方案，使用適當(dāng)?shù)拈_源硬件與編程語(yǔ)言，完成作品的制作，并對(duì)功能進(jìn)行測(cè)試、優(yōu)化。因此在評(píng)價(jià)學(xué)生是否達(dá)到了相關(guān)的內(nèi)容要求和學(xué)業(yè)要求時(shí)，既可以采用測(cè)試、匯報(bào)的方式，也可以采用作品展示、作品制作過程記錄的方式進(jìn)行，這與前文提到的測(cè)評(píng)方式相吻合。

2.模塊內(nèi)容分析

各版本的教材對(duì)該模塊內(nèi)容的處理基本可以概括為“開源文化與開源項(xiàng)目”“開源硬件項(xiàng)目流程”“開源硬件項(xiàng)目開發(fā)基礎(chǔ)”“開源硬件項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐”幾部分。這四個(gè)部分，既有需要學(xué)生認(rèn)識(shí)、理解的開源硬件文化的內(nèi)容，也有需要先通過實(shí)例剖析進(jìn)行理解的內(nèi)容，還包括開發(fā)一個(gè)作品所需要的相關(guān)開源硬件及編程基礎(chǔ)以及運(yùn)用相關(guān)知識(shí)與技能進(jìn)行綜合實(shí)踐，設(shè)計(jì)制作項(xiàng)目作品，解決問題。每部分的內(nèi)容與側(cè)重點(diǎn)不同，可以采用不同的測(cè)評(píng)方式。

3.測(cè)評(píng)方式建議

“開源文化與開源項(xiàng)目”部分主要介紹了開源硬件的概念、特點(diǎn)、價(jià)值及發(fā)展歷程，讓學(xué)生了解開源文化的價(jià)值。這部分既可以采用習(xí)題測(cè)試的方式，如寫出開源硬件的特征，也可以讓學(xué)生通過演示文稿、思維導(dǎo)圖、短視頻等多種形式匯報(bào)或介紹開源文化的價(jià)值與前景等，還可以組織學(xué)生就某些話題如開源文化與保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)是否矛盾、開源是否降低了安全性等展開辯論，讓學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解更加深入。在學(xué)生發(fā)表觀點(diǎn)的過程中，教師可以對(duì)學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解與掌握程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

“開源硬件項(xiàng)目流程”部分旨在讓學(xué)生了解一個(gè)開源項(xiàng)目從創(chuàng)意誕生、分析論證到方案設(shè)計(jì)、制作實(shí)施、測(cè)試評(píng)價(jià)的過程，并能夠利用流程來進(jìn)行開源硬件作品的設(shè)計(jì)。在學(xué)習(xí)過程中，建議首先對(duì)真實(shí)項(xiàng)目案例進(jìn)行分析，讓學(xué)生了解一個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施流程，以及每個(gè)環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容、價(jià)值和意義；然后以小組為單位，選取一個(gè)身邊的真實(shí)問題，撰寫一份應(yīng)用開源硬件解決該問題的項(xiàng)目規(guī)劃書，其中包括項(xiàng)目背景、可行性分析、人員分工、實(shí)施計(jì)劃等內(nèi)容；最后讓每組學(xué)生展示、介紹自己的項(xiàng)目規(guī)劃，并進(jìn)行組間的提問與答辯，以此來發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程中存在的問題，了解學(xué)生是否了解了項(xiàng)目開發(fā)流程，并能夠應(yīng)用它來完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)與規(guī)劃。

“開源硬件項(xiàng)目開發(fā)基礎(chǔ)”部分旨在讓學(xué)生掌握開源硬件中常見硬件設(shè)備的功能及使用方法，以及如何編寫程序?qū)τ布M(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，并能夠利用開源硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單項(xiàng)目。本單元可以通過設(shè)計(jì)不同的任務(wù)來檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)與技能的掌握程度，如選取恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備制作一個(gè)溫濕度檢測(cè)儀，設(shè)計(jì)制作一個(gè)能根據(jù)光線強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度的臺(tái)燈等。在測(cè)評(píng)時(shí)，可以針對(duì)作品是否解決了該任務(wù)中提出的問題，解決問題的成本、效率等進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)內(nèi)容如表2所示。

“開源硬件項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐”內(nèi)容是前面所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，也是學(xué)習(xí)開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)的落腳點(diǎn)。與“開源硬件項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐”部分中要求學(xué)生完成單一任務(wù)或簡(jiǎn)單項(xiàng)目相比，本部分要完成的項(xiàng)目復(fù)雜度有所提升，旨在讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)與分析學(xué)習(xí)、生活中的真實(shí)問題，設(shè)計(jì)問題解決方案，并使用開源硬件制作相關(guān)作品來解決問題。這部分既要求在每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，也需要對(duì)最終作品進(jìn)行評(píng)價(jià)。

前期階段，可以通過讓學(xué)生撰寫包含項(xiàng)目研究背景、項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃與分工、項(xiàng)目所需設(shè)備與資源、項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度表等內(nèi)容的計(jì)劃書，然后按照計(jì)劃書實(shí)施。通過項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度表進(jìn)行自查，教師也可定期組織學(xué)生進(jìn)行匯報(bào)，通過項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)施過程中遇到的問題，思考解決方案，通過這樣的方式對(duì)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中的表現(xiàn)進(jìn)行測(cè)評(píng)。

同時(shí)，需要對(duì)最終完成的作品進(jìn)行評(píng)價(jià)。可以通過小組匯報(bào)、作品介紹與演示、組間交換作品進(jìn)行試用等多種方式進(jìn)行。對(duì)作品的評(píng)價(jià)要科學(xué)、客觀，既要關(guān)注作品的功能是否得以實(shí)現(xiàn)，又要關(guān)注該作品是否解決了在項(xiàng)目初期提出的相關(guān)問題，具體評(píng)價(jià)維度如表3所示。

開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)包括選題、計(jì)劃制訂、人員分工、進(jìn)度管理、設(shè)計(jì)與實(shí)施、測(cè)試、展示等多個(gè)環(huán)節(jié)，很多時(shí)候需要通過小組合作的方式開展。小組成員在完成項(xiàng)目的過程中會(huì)有分工與合作，如有人主要負(fù)責(zé)功能設(shè)計(jì)，有人主要負(fù)責(zé)硬件搭建，有人主要負(fù)責(zé)編寫程序，有人主要負(fù)責(zé)演示匯報(bào)等?？梢詫?duì)作品的評(píng)價(jià)作為小組的整體分?jǐn)?shù)，讓學(xué)生體會(huì)到合作的意義。同時(shí)，對(duì)每位學(xué)生設(shè)計(jì)個(gè)人分?jǐn)?shù)，通過自評(píng)和小組成員互評(píng)的方式進(jìn)行，評(píng)價(jià)維度如態(tài)度、項(xiàng)目參與度、貢獻(xiàn)度、自己負(fù)責(zé)部分的完成效果等。評(píng)價(jià)的過程不僅是對(duì)整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程的回顧，還可以讓學(xué)生感受到自己在項(xiàng)目實(shí)施過程中的參與度，促進(jìn)每個(gè)學(xué)生積極參與并發(fā)現(xiàn)自身價(jià)值。

總之，“開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)”模塊既要包含能夠體現(xiàn)學(xué)業(yè)水平的測(cè)評(píng)內(nèi)容，又要注重對(duì)學(xué)生在實(shí)踐過程中綜合素養(yǎng)提升的測(cè)評(píng)，提高學(xué)生利用開源硬件思想、知識(shí)與技術(shù)解決實(shí)際問題的能力。

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