基于核心素養和創客理念的通用技術項目式學習策略

姜和麗

[摘? ?要]高中通用技術課程應立足于設計學習和操作學習，培養學生的學科核心素養。在利用項目式學習實施課程時，存在一些耗時長、項目組織難度大等問題。為此，可基于通用技術學科核心素養和創客理念，把項目設計成微項目和創客項目，在滲透學科核心素養的同時，培養學生的系統思維、知識遷移和應用能力。

[關鍵詞]微項目;創客項目;核心素養;知識遷移

一、通用技術項目式學習的背景

《中國學生發展核心素養》整體框架公布后，引起了教育界的強烈反響，也引發了各學科積極思考如何立足教學培養學生的核心素養。學生發展核心素養中的“科學精神”和“實踐創新”兩大素養與通用技術課程息息相關[1]。《普通高中通用技術課程標準（2017年版）》在課程目標中明確指出：普通高中通用技術課程是以提高學生的學科核心素養為主旨，以設計學習、操作學習為主要特征，是一門立足實踐、注重創造、體現科技與人文相統一的課程[2]。高中通用技術學科的五大核心素養分別是技術意識、工程思維、圖樣表達、創新設計以及物化能力。通用技術的學科特性決定了傳統以教師為中心的教學模式已無法滿足培養學生學科核心素養的要求。為此，教學變革應促進“以教師為主導，以學生為主體”的面向問題的探究式、合作式的學習。

項目式學習（Project-Based Learning）是以建構主義理論為指導，強調學生在真實問題情境中探究學習，從而提升多元能力的教學模式。項目式學習是更適合通用技術學科的教學模式之一。因此，應結合項目式學習和通用技術學科的特點，考慮如何將項目式教學與學科核心素養的培養進行有機融合，實現學科育人的目標。

二、通用技術項目式學習的常見問題

筆者通過查閱文獻發現，目前關于通用技術項目式學習的研究，比較普遍的觀點是利用一個大項目貫穿多個知識內容，強調一個項目的整體性。如“家庭防盜報警器”項目融合了教材中四個單元的知識[3];完成“智能書架”的設計要用10個課時[4]。筆者在教學實踐中也曾嘗試過類似的大項目，例如用6個課時完成木制橋梁結構的設計，該項目包含了設計實踐、工藝、結構三個章節的內容。這類大項目的設計初衷是提升學生的系統思維及對知識的整合能力，但在實施過程中常會出現以下問題。

一是項目較大，耗時較長，學生容易把此前學過的內容忘掉，導致知識的不連續性，降低學習的效能感。高中階段的課業負擔較重，通用技術的課時安排多為每周一節，只有45分鐘，學生用一節課的時間只能完成項目的一小部分，等到下一周繼續完成任務時，會出現忘記思路、材料找不到等情況，容易對項目失去興趣。

二是大項目往往是由教師給定情境，缺少學生自己發現問題的過程。教師創設的情境往往會指定某個主題，如橋梁設計、學習用品盒設計，學生們要在教師提出任務的引導下去解決某個特定的問題，缺少了從廣泛的生活中主動發現問題的經歷，不利于學生獨立思考并產生自發的動力。

三是大項目往往需要統一的物質材料作為支撐，對學校經費的依賴性較大，教師組織指導項目的難度也較大。項目耗材用量往往也較多。以設計學習用品盒為例，需要學校提供足夠的木材、木工工具等，如果學校沒有足夠的經費統一購買材料，項目往往難以開展下去。

四是大項目因為綜合了多種理論知識，往往需要一邊學習理論一邊付諸實踐，但學生往往對實踐更感興趣，忽視相應的理論思考。這就使教學過程容易淪為“為了做而做”。雖然學生的操作能力得到了一定程度的提升，但是在可遷移的技能和思維的培養方面有明顯的不足。

三、融合創客理念的通用技術項目式學習

1.創客理念下的項目式學習策略

鑒于以上問題，可采取融合創客理念的通用技術項目式學習的策略。具體來說，就是在創客理念的背景下，將微項目和創客項目結合起來，更好地實現知識的建構，培養學生的多元能力與通用技術學科核心素養。

微項目和創客項目都要立足于通用技術課標，圍繞學科核心素養的培養，以真實生活為情境，并基于現實問題提出項目任務。具體來說，微項目是結合通用技術課程的知識內容，使用身邊容易獲得的耗材，設計出用一兩個課時就可以完成的項目。在教學實施過程中，教師可以因地制宜地設計微項目。一些如礦泉水瓶、紙牌、紙張、瓦楞紙、廢棄木料等類似的易獲取、低成本的物品都可以作為微項目的耗材。因為微項目材料成本低并更易獲取，使項目的開展和指導工作變得更容易;用一兩個課時就能解決一個問題，學生的學習興趣和學習效能感也顯著提升。

創客項目可用創客素養的涵義來解釋。祝智庭等人將創客素養界定為：創造性地運用各種技術和非技術手段，通過團隊協作發現問題、解構問題、尋找解決方案，經過不斷實驗形成創造性制品的能力[5]。本文中的創客項目是指學生以小組為學習共同體，遵循設計的一般原則，發現問題，由問題確定項目，制定設計方案，制作出實物模型并進行測試和優化，最終形成創意作品的過程。

創客項目與前述大項目的區別是：大項目是由教師拋出問題，而創客項目是由學生自己發現生活中的問題;大項目的作品是在教師給定的主題內對事物進行設計;創客項目的作品是學生根據自己發現的問題形成的創意設計。此外，創客項目還具有融合性、開放性的特點。融合性體現為學生將依據本小組的項目，把通用技術課程中的知識綜合起來，還可依托其它學科（如信息技術、物理、數學、美術等）中學到的知識、方法和技能。開放性體現為學生自己發現問題，自己確定設計項目，自行準備項目所需材料，并借助實驗室、機房等共享環境，結合課內和課外的時間，與小組成員共同完成項目。

整體而言，就是在具體學習過程中可以利用多個微項目搭建學習的支架，再利用創客項目把微項目統合起來，以培養學生的核心素養、遷移能力和創造性思維。

2.創客理念下的通用技術項目式學習框架

關于具體的教學策略，可參考圖1所示的創客理念下的通用技術項目式學習的框架。這一框架概括了三個階段。

一是準備階段：學習創意知識，組建學習共同體。教師在學期開始，引導學生學習基本的創意知識，欣賞創意作品，對技術創新和創客理念形成基本的認知。還要根據學生的興趣，組建學習共同體，以便后期形成穩定的合作關系。準備階段需要2-3課時，是創意萌生和學習共同體形成的時期，教師需要提出學期末的創客項目要求，以便學生開始思考本組的項目。

二是微項目階段：搭建學習支架，建構技術知識。在微項目階段要完成課本基本理論知識的學習，并為創客項目的開展做好能力和思維方面的準備。具體來說，該階段應該通過多個微項目，使學生建構通用技術課程中關于設計過程、三視圖、工藝及工具使用、結構、流程等方面的知識。一個微項目可涉及一兩個核心知識，用1-2課時完成。具體教學過程可遵循“理論認知—微情境創設—問題解決—展示交流—總結反思”的步驟，該階段要初步培養學生的技術意識、圖樣表達、物化能力等學科核心素養。

三是創客項目階段：知識遷移應用，形成系統思維。本階段，學生自己基于生活經驗中的問題，確定設計項目，利用共享資源和課內外的時間，通過小組合作進行創新設計。教師則是項目支持者，為學生提供一定的開放性資源和設計工具，設計中用到的耗材由學生根據項目需要自行準備。這一階段更注重項目的過程性評價，結果性評價則從設計的基本原則出發，他評和自評相結合。他評是教師和學生評委根據項目現場展示結果進行評分，自評是小組成員對本組作品的評價。具體實施可遵循以下流程：基于生活經驗，發現、明確問題;頭腦風暴，提出可行性方案;利用共享資源，進行設計實踐;展示設計成果，進行多元評價。該階段在微項目階段的基礎上，更側重培養工程思維和創新設計能力，最終目標是知識的遷移應用，并形成系統思維。

四、創客理念下的項目式學習案例

1.微項目案例

筆者在教學過程中嘗試過承重紙橋、模擬銷售、定位書簽、防風廣告牌等微型項目。下面以防風廣告牌項目為例，說明微項目的實施過程。

一是理論認知。引入關于結構強度和穩定性的基本知識，引導學生通過項目進一步探究影響結構強度和穩定性的因素。

二是微情境創設。大風天氣街上的廣告牌、學校的宣傳欄等容易被風吹倒，甚至吹斷，造成了一定的安全隱患。請學生以小組為單位，根據教師給定的材料和工具（如瓦楞紙板、透明膠帶、美工刀、剪刀）設計一款防風廣告牌。設計時長15分鐘，完成后用吹風機測試廣告牌的強度和穩定性。

三是問題解決。各小組頭腦風暴討論解決方案，繪制簡易草圖，動手設計廣告牌。

四是展示交流。各小組進行作品測試與展示。由遠及近，記錄廣告牌被吹倒時與吹風機的距離。

五是總結反思。總結作品制作過程，反思歸納影響結構穩定性和強度的因素。

在這一微項目中，學生通過廣告牌的設計，探究了影響結構強度和穩定性的因素，初步培養了技術意識、草圖繪制、作品物化等能力。

2.創客項目案例

每個小組都有自己獨特的創客項目作為課程結業作品。下面以其中一個學生小組的“可加熱智能藥盒保溫杯”項目為例，說明創客項目的實施過程。

一是基于生活經驗，發現、明確問題。如人們經常會忘記喝水;一些特殊人群需要隨身攜帶藥品，并定時服藥;為便于飲用，水杯里的水需要保持在某一溫度范圍。根據現實生活背景，該小組決定設計一款能同時解決以上問題的水杯。

二是頭腦風暴，提出可行性方案。經過小組的討論，考慮現有資源和本小組成員所具備的能力，決定設計一款“可加熱智能藥盒保溫杯”。

三是利用共享資源，進行設計實踐。在作品設計過程中，小組遇到了一些問題，在教師的建議下，學生最終利用3D打印技術設計了杯子和藥盒的外殼;利用物理中的電學知識實現了杯子的加熱功能;利用Arduino智能硬件，實現了杯子的定時提醒功能。

四是展示設計成果，進行多元項目評價。這是一款實用型產品，具有可加熱、定時提醒、藥物存放功能，在展示過程中，得到了較高的評價與良好的反饋，學生也收獲了積極的設計體驗。

以上作品經進一步改進，由教師推薦參加了科技創新大賽，最終榮獲六盤水市第16屆青少年科技創新大賽一等獎，貴州省第33屆青少年科技創新大賽二等獎。整個過程中，學生結合了通用技術、物理、創客課程中學到的知識，實現了知識的跨學科應用，提升了綜合能力。

五、融合創客理念的通用技術項目的優勢

1.學生的學習興趣得到明顯提升

通過教學觀察發現，在通用技術課程開始實施項目式學習之前，學生參與度不高，甚至有的學生做其它科目的作業或看課外書等;實施項目式學習后，更多學生積極參與項目，設計熱情較高，學習興趣明顯提升。

2.教師的教學效能感增加

以往，教師費很多心思備一節課并在課堂上“獨舞”，學生參與度不高，教師的教學效能感備受打擊。在項目式學習的課堂上，學生積極參與，常有出乎教師預想的創新設計，師生共同創生的過程，增強了教師的成就感。

3.學科核心素養得到培養

由于微項目和創客項目都是基于生活的真實情境，且學生親歷了解決問題的全過程，在技術意識、工程思維、圖樣表達、創新設計以及物化能力方面的素養都得到了發展。由于參與創客項目的過程需要綜合應用多學科的知識，也促進了學生對知識的遷移與應用，以及系統思維的形成。

4.促進校本創客教育的開展

在創客項目中，學生自己準備設計材料并尋找相應的支持資源。這一方面減輕了學校的經費負擔，另一方面也使學生更珍惜資源。教師指導并推薦優秀作品參加創新類競賽，使學生的成就感進一步提升，并促進了校本創客教育的開展。

在通用技術課程中引入項目式學習實踐已進行了兩年，學生和教師都得到了發展，整體上取得了良好的效果。項目式學習的實施對教師和學生都有一定的要求：教師要提高自己組織和指導項目的能力，學生要學會積極利用身邊的資源完成項目。在教師和學生的共同努力和不斷探索中，通用技術學科教學一定會取得更好的教學效果。

參考文獻

[1]核心素養研究課題組.中國學生發展核心素養[J].中國教育學刊，2016（10）：1-3

[2]中華人民共和國教育部.普通高中通用技術課程標準 （2017年版 ）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[3]楊秋靜.基于學科核心素養的通用技術項目式教學策略[J].基礎教育參考，2019（6）：48-50.

[4]葉宛沂，楊文正.基于STEAM的高中通用技術項目教學設計與實踐[J].電腦知識與技術，2019（26）：112-115.

[5]祝智庭.從創客教育到創客運動：培植眾創文化[J]電化教育研究，2015（7）：5-13.

（責任編輯? ?郭向和）