中學創客教育背景下基于項目式學習的研究*

王振堂

創新是一個民族進步的靈魂，已成為時代的主題，并高度滲透到社會的各個方面，也是當代國家戰略發展的核心。創新國家需要創新人才，很多發達國家開展的核心素養體系中，都明確強調了創新素養的重要性。隨著國家有關教育改革政策的發布，探索全面反映高中學生發展狀況的綜合素質評價成為改革的核心內容，其中綜合素質評價進一步強調培養學生的創新精神和實踐能力。因此，如何培養學生的創新精神和實踐能力也成為各學校面臨的一項重大而意義深遠的任務。

隨著世界各地創客運動興起，創客教育越發地顯現出在培養創新型人才方面的重要性[1]，它主要以項目式學習(Project-based Learning，PBL)為主要學習方式，激發學生的學習興趣，以貼近學生實際生活為出發點，運用新技術把創意變成現實，創客教育成為以培養創新型人才為目標的一種新型教育模式。在中學階段學生開展項目式學習主要是讓學生經歷完整的探究、制作項目作品的過程。學生圍繞項目展開完整、連續性學習，主動探究以獲得更深刻的知識和技能，在這個過程中不僅幫助學生運用所學知識解決實際問題，更讓學生在探索、創造的過程中主動發現新知識，同時有效地培養了學生的創新意識、創新思維和創新能力[2]。所以，在培養學生創新素養方面，項目式學習具有得天獨厚的優勢。

一、基于項目式學習提升學生的問題意識

問題意識是創新思維的動力、創新精神的基石。提高學生的問題意識有利于培養學生的創新精神。中學生的項目研究源于問題，學生在確定研究項目之前，首先要發現問題、提出問題、分析問題，最后提煉出研究項目。在確立研究項目的過程中，促進學生問題意識的養成。中學生的項目研究主要通過以下四方面提升學生的問題意識。

1.關注課堂教學

課堂教學是最為常用的教學形式，是教師給學生傳授知識的全過程。教師在課堂傳遞新知識時，學生應充分發揮主體地位，學會獨立思考、積極質疑、提出新穎的問題。學生在課堂上發現問題，課后及時與教師、同學討論分析，提煉出新的研究性項目。如在學習磁場知識時，有學生了解到磁性液體，并對它的性能特別感興趣，于是想研究它對揚聲器的影響。最后學生經過查閱大量文獻，設計了“關于磁流體對揚聲器特性改善的研究”項目。學生經過深入思考把在課堂教學中發現的問題，轉化為項目研究，有利于激發學生的問題意識。

2.關注社會熱點

中學生關注社會熱點，了解社會熱點既是社會發展趨勢需要，也是自身發展的需要。引導學生積極主動地認識、適應時代的變化，利用所學的知識對社會熱點進行多角度、多維度的思考分析、提煉問題。如隨著人工智能的浪潮迎面撲來，有學生開展了“基于Android手機平臺的人機交互肌電智能輪椅的控制系統設計”項目；針對目前共享單車亂停放現象，有學生想到了“零能耗綠色共享單車停放裝置的設計與優化”。通過關注這些社會熱點問題，學生提出項目研究，進而深化學生的問題意識。

3.關注日常生活

中學生的項目主要來源于日常生活，學生通過細心觀察，對一些感興趣且有意義的問題進行研究，培養學生發現問題、解決問題能力。如有的學生的研究項目是“基于Arduino的自適應調高書桌的研究與制作”，他發現生活中許多人都因為書寫姿勢不規范患上了頸椎病、腰椎病等一系列疾病，于是學生運用所學的3D打印技術和Arduino智能硬件知識設計了一種自適應調高的書桌。這些與學生息息相關的項目研究，更能激發學生去深入思考。

4.關注交叉學科

交叉學科是綜合性、跨學科的產物，基于項目式學習避免了學科知識相互分裂，有機融合了各學科知識之間的聯系。學科交叉是學術思想的交融、是交叉思維方式的綜合、系統辯證思維的體現[3]，鼓勵學生通過關注交叉學科的知識探究、發現新問題。如有學生提出“新型高效節能電催化凈化水處理裝置”的項目，就涉及了運用物理、化學和工程學等交叉學科知識解決復雜問題。交叉學科是新知識的源頭，有利于學生運用交叉思維的方式進行多維度的問題思考。

二、基于項目式學習提升學生的創新素養

1.提升學生的創新能力

創新能力作為一個國家、民族進步和繁榮的動力，在學校開展學生創新能力的培養至關重要，基于項目式學習在培養學生創新能力方面的優勢已備受關注。在做項目的過程中，學生需要自己查閱資料、提出問題、思考問題、確定問題、設計方案、動手制作、測試優化、作品分享等，這一系列環節都能很好地培養學生的創新能力。如學生研究“藍牙手動控制自動運行行李箱”的項目，他們在閱讀了大量文獻后，自己制訂了項目研究思路、技術路線，并給出了創新的解決方案，這個過程有利于培養學生的創新性思維能力，在制作實物時他們的動手操作能力和合作溝通能力都有實質性的提高。學生通過項目研究可以更高層次地提高學生的創新研究能力，培養創新精神和形成良好的創新品格。

2.提高學生的學習動機和興趣

基于項目式學習改變傳統的教育模式和理念，項目式學習以真實生活為背景，使用現實世界里的工具，具有真實和完整的過程，它能激發學生的興趣和好奇心。如學生在閱讀科學雜志時，了解到科學家發現一只長有8只眼的跳蜘蛛能用近乎360度的視角看世界。他們很好奇是不是人類也可以擁有這種全景視野的能力，最后他們經過一年的努力設計了一套360度環形視野系統。中學生所研究的問題大都來自于對大自然和生活現象的好奇，在好奇心的驅動下，讓學生自己學會發現問題、解決問題。讓學生認識到所學知識可以解決生活中的實際問題，加深對學科知識的學習動機和興趣。把項目研究當作對知識渴求的一種手段，也把它當作探索未知世界和滿足好奇心的一種方法。

3.增強學生的社會責任感

教育的最終目的是培養具有創造能力且能以其創造力服務于社會的人才。對于熱愛科學、有科技創造能力潛質的學生，培養和提升他們的社會責任感教育是學校教育重要工作之一。其中項目式學習是一個很好的載體，如學生研究“氣凝膠復合材料用于控制PM2.5污染的研究”的項目，并把它應用到目前的口罩上起到了很好的防護效果。有學生研究“一種利用齒扣的自動防風雨窗”的裝置，就是為了有效防止室內無人時驟雨由窗戶落入屋內造成損失。還有學生研究“無紡布購物袋抗光氧老化性能研究及改進”的項目，就是針對目前市場上的購物袋存在的一些問題進行改進，讓其做到更節能環保，鼓勵群眾使用對環保有利的購物袋，合理利用資源，保護生態環境，進一步推進節能減排。這些都是關注社會、關注民生的項目研究，學生在做這些項目的過程中，潛移默化地培養了他們的社會責任感，這種責任感又是學生做項目研究的驅動力。

4.提升學生的意志品質和交流表達能力

項目式學習的最后要進行成果交流，學生通過創客大賽、青少年創新大賽等平臺公開展示創造的作品。作品展示需要現場答辯，不是簡單的理論知識競賽，也不是應試化考試，而是要在短時間內把作品的立意和創新點傳遞給評委教師，這個過程不僅需要很強的表達能力和語言組織能力，還需要學生有較強的綜合能力、創新意識，同時考驗和錘煉他們承受挫折、挑戰自我的能力。通過展示交流，得到評委的鼓勵和幫助，發現自己的差距和不足，增加學生參與項目的動力，提升學生的質疑品格，培養學生的創新人格。學生在展示作品的過程中，感受克服科學難題帶來的成就感，享受科技創新的樂趣，從內心體會到創新與分享的快樂，并促進其健康人格的塑造。

三、項目式學習實施過程中的挑戰

我國創客教育目前還處于起步階段，在中學項目式學習還并未全面普及，雖然有些學校開設此類課程，但深入程度和實效性也未達到理想預期，項目式學習實施過程中主要面臨著以下的挑戰：一是經費問題，當前教育體制環境下，升學率是每個學校關注的重點，項目式學習不能達到立竿見影的教學效果，所以對于大多數的學校而言并沒有專門的資金投入。二是師資問題，目前開展項目式學習的教師大多數是以勞動技術和信息技術教為主，且沒有太多的經驗，都處于自發摸索階段，也沒有開發相應的課程體系。同時校外培訓機構的參與性比公立學校更積極，有的學校直接引進培訓機構的師資指導學生開展項目研究，由于機構教師具有流動性和對學生缺乏足夠的了解，不能達到預期的教學效果。三是理念問題，如何轉變教師和學生傳統的觀念，在學校開展項目式學習也面臨著巨大的挑戰。教師一直通過傳統教育模式傳授知識，突然讓教師指導跨學科項目研究，教師往往感到壓力很大，大多數教師本身也沒有經歷過項目研究的訓練；同樣學生長期受到傳統教育模式的束縛，短時間內學生難以適應項目式學習，因此轉變教師和學生的觀念，調動教師和學生的積極性也至關重要。

四、結語

創新能力的培養一直是21世紀技能教育中的重中之重，中學項目式學習在培育創新人才方面發揮著積極的作用。項目式學習為學生提供了一個全新的學習和實踐的平臺，學生在確立研究項目的過程中，促進問題意識的養成，有效地培養了學生的創新精神；在具體項目的實施過程中，提高了學生的創新實踐能力，為學生終身發展打下堅實的基礎。目前中學開展項目式學習還處于初步探索階段，學校需要集學生、教師的智慧，政府、科研機構等社會各層面的支持，為中學創客教育背景下開展項目式學習出謀劃策。