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，主要内容是让学生认识和使用数字化工具和资源，开展自主、探究、创新的学习活动。本节以培养学生数字化学习与创新能力为目标，这是2017版课标的一大核心素养要求。数字化学习与创新能力是指个体通过评估并选用常见的数字化资源与工具，有效地管理学习过程与学习资源，创造性地解决问题，从而完成学习任务，形成创新作品的能力。本节通过结合跨学科的实践案例，引导学生利用丰富的数字化资源、广泛的数字化工具和泛在的数字化平台，开展探索和创新。通过本节学习，学生能够掌握数字化工具和资源的优势和特点，根据不同的需求选择合适的工具进行数据处理、信息获取、知识构建和智慧分享；本节为学生培养终身学习意识和能力奠定基础。
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。通过本节内容，可以让同学们了解如何利用数据生成信息，并将信息转换为知识，并最终形成智慧。
二、学情分析
已有基础：学生已经掌握了数据、信息、知识的基本概念，能够用“数据-信息-知识-智慧”模型（DIKW模型）解释数据、信息与知识的关系。
现需内容：认识和使用数字化工具和资源，开展自主、探究、创新的学习活动，能够根据不同的需求选择合适的数字化工具与资源进行数据处理、信息获取、知识构建和智慧分享。
学生学习状态：
1.有丰富的网络使用经验，熟悉一些常见的工具和软件
2.有自学能力，愿意尝试新鲜事物
3.缺乏对数字化工具和资源的系统性认识，需要教师的引导和示范
三、素养目标
【教学目标与核心素养】
数字化学习与创新：掌握数字化学习的基本概念，认识数字化学习的优势和挑战，探索数字化学习的多样形式；能够根据自己的学习目标和需求，灵活运用合适的数字化工具和资源。
数字化学习与创新：通过观看视频、参与讨论、体验实践等方式，培养学生利用数字化工具进行自主、协作、深度、创新的学习能力；通过案例分析、问题解决等方式，引导学生思考如何优化自己的数字化学习环境和策略，提高学生规划自己数字化学习路径的能力。
信息社会责任：通过对本节的学习，让学生能够认识到数字化工具和资源为个性化、多元化、终身化的学习提供了可能性和机会，激发他们对信息社会中不断变革的知识和技能的追求欲望。
【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：掌握数字化学习的基本概念，探索多样的数字化学习形式。
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
| 教学内容 | 流程预设 | 任务/活动设计 | 目的与意义 |
| 情境导入 | |||
| 观看视频 | 观看一段关于数字化学习与创新的视频，介绍了数字化工具与资源在不同领域和场景中的应用和创新案例，如虚拟现实、增强现实、人工智能、云计算等。 | 让学生观看视频，并注意记录下自己感兴趣或者好奇的点。让每个小组分享自己记录下来的点，并说明为什么感兴趣或者好奇。老师从各小组分享中挑选出一些有代表性或者有启发性的点，并进行进一步的引导和延伸。 | 利用视频这种多媒体形式，展示了数字化工具与资源在不同领域和场景中的应用和创新案例，让学生感受到科技发展对于国家建设和社会进步的重要贡献，增强了学生对课题内容的认同感和责任感。 通过小组分享和老师引导，培养了学生对数字化工具与资源的探索欲望和思考能力。 |
| 新课教授 | |||
| 数字化工具与资源 1.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。 （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） | 让学生观看一段关于数字化工具分类特点价值的微课，并注意记录下自己感兴趣或者好奇的点。 | - | 激发学生对数字化学习与创新的兴趣和好奇心。展示课堂的演变过程，引导学生思考数字化工具与资源对教育的影响和价值。通过微课和图片，介绍常见的和新兴的数字化工具，让学生感受科技发展带来的变革和便利。培养学生的信息意识和创新能力。突出穿戴式智能设备等前沿技术，激发学生对未来科技事业的向往和责任感。 |
| 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。 | 通过PPT呈现不同类型的数字化资源，并让学生分组讨论它们各自有什么特点或优势。 | - | - |
| 3.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。 | 老师从各小组汇报中总结出数字化工具与资源的优势，并对其进行解释和归纳。 老师给出一些数字化工具与资源使用中可能存在的问题或者风险，并引导学生思考如何避免或者解决。（例如，信息安全、版权保护、网络成瘾等） | 学生分组讨论以下问题：在自己的学习或者生活中，使用过哪些数字化工具与资源？使用它们有什么好处？有没有遇到过什么困难或者挑战？让每个小组选出一位代表，向全班汇报自己小组的讨论结果，并举例说明。 | 通过老师总结和引导，让学生深入理解数字化工具与资源对于提高学习效率和质量、拓展知识视野和创新能力等方面的重要作用，激励学生积极适应新时代的发展需求，努力成为有理想、有本领、有担当的社会主义建设者和接班人。通过老师提醒和引导，让学生意识到数字化工具与资源使用中可能存在的问题或者风险。 |
| 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。 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。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. | 让学生分组使用网络画板进行“投针实验”的模拟，并记录下每次模拟得到的圆周率值。让每组选出一名代表在全班分享自己组别得到最接近圆周率值，并说明是如何操作和计算得到这个结果。 比较各组得到结果，并讨论为什么会有差异以及如何提高精度。 | 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。通过分组合作和交流分享，培养学生团队协作能力和沟通表达能力。通过模拟实验和数据分析，培养学生探究问题和解决问题能力。 |
| 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 | 由“投针实验”过程，总结数字化学习的特点 | - | - |
| 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？ | 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。并培养他们合理、安全、有效地利用数字化工具与资源的能力和素养，引导学生树立正确的网络观念和道德规范，防止受到不良信息的侵害和误导。 |
| 2.课后拓展 | 留下课后任务 | 让每个小组用思维导图工具制作一张关于本节课知识点总结与梳理图，并上传到网络平台上供其他小组查看并评价。 | 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、总结反思
本节通过对数字化学习资源和工具的介绍，让学生亲身感受数字化学习的过程和乐趣。每个知识点都采用“先体验后理解”的设计理念，充分激发学生自主学习、合作探究的积极性和主动性，促进学生深度学习、发散思维的能力。在参与探究活动的过程中，学生能够评估、选择适合自己的数字化工具与资源，构建自己的数字化学习环境，有效提高数字化学习的水平，增强信息素养与计算思维，树立终身学习的意识和正确的网络观念与道德规范。
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