基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的初中創(chuàng)客教育教學(xué)實(shí)踐研究

詹宋強(qiáng)

【摘要】基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的創(chuàng)客教育是以學(xué)生為中心，在學(xué)習(xí)過程中能有效地維持學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)激情，提升學(xué)生解決問題的能力。本文以開源硬件在初中創(chuàng)客教育的應(yīng)用為切入點(diǎn)，旨在探索基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的初中創(chuàng)客教育教學(xué)模式，探討基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的創(chuàng)客教育對培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的作用。

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目學(xué)習(xí);初中;學(xué)科素養(yǎng);創(chuàng)客教育

教育部在《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見》中，明確提出要“有效利用信息技術(shù)推進(jìn)‘眾創(chuàng)空間建設(shè)，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新的教育模式，使學(xué)生具有較強(qiáng)的信息意識與創(chuàng)新意識”。如何在初中創(chuàng)客教育中開展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，構(gòu)建高效和優(yōu)質(zhì)的課堂，全面提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，成為當(dāng)前基礎(chǔ)教育的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

一、什么是項(xiàng)目學(xué)習(xí)

項(xiàng)目學(xué)習(xí)的本意是指學(xué)生運(yùn)用已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，制定計(jì)劃，在具體的情景中通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作來解決問題。基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的創(chuàng)客教育就是以提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)，提升學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力，從而推動國家向大眾制造，萬眾創(chuàng)新的轉(zhuǎn)變。

二、基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)模式的優(yōu)勢及意義

傳統(tǒng)的教學(xué)是以教師為中心，以課堂為中心，這種“重教輕學(xué)”的教學(xué)模式大大削弱了教師和學(xué)生的主觀能動性。而基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教育，教師的教從傳授型向?qū)蛐娃D(zhuǎn)變，學(xué)生的學(xué)從被動型向主動型轉(zhuǎn)變。學(xué)生可以根據(jù)自身的知識儲備，認(rèn)真觀察存在的問題，選定項(xiàng)目主題及研究方向，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情較高，他們有全程參與動手制作的機(jī)會，有展示和分享制作成果的歷程。在這過程中，要求學(xué)生從多種角度進(jìn)行發(fā)散性、批判性的思考，學(xué)會借助互聯(lián)網(wǎng)等工具選擇有用的信息進(jìn)行探索，從而形成一個(gè)最終作品。經(jīng)過一段時(shí)間訓(xùn)練，學(xué)生在學(xué)科素養(yǎng)提升比其他教學(xué)模式所呈現(xiàn)的效果更具優(yōu)勢。

三、在創(chuàng)客教育中如何開展項(xiàng)目式教學(xué)—以自動感應(yīng)小夜燈的制作為例

筆者以在社團(tuán)中《條件選擇結(jié)構(gòu)應(yīng)用—制作自動感應(yīng)小夜燈》的教學(xué)為例，在制作之前，教師簡單將程序選擇結(jié)構(gòu)模塊的運(yùn)行過程進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識人體熱釋電紅外傳感器的功能和使用方法，并上傳相關(guān)的微課視頻給學(xué)生課前自學(xué)。學(xué)生有了基本的知識儲備，教師就可以放開手腳讓學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)作。

1.項(xiàng)目的選題盡可能源自生活

項(xiàng)目制作之初，先做好學(xué)生分組。小項(xiàng)目的制作兩人一組，一人負(fù)責(zé)編程和硬件搭建，另一人負(fù)責(zé)外觀和文案制作。在選題方面，盡量讓學(xué)生基于真實(shí)的問題去選題，這樣可以讓學(xué)生養(yǎng)成主動觀察生活的習(xí)慣，提升運(yùn)用知識技能解決生活中實(shí)際問題的能力。在本項(xiàng)目中，有的學(xué)生提出制作樓道感應(yīng)燈，有的學(xué)生提出制作家居安防裝置……通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生在真實(shí)情境和問題的遞進(jìn)中，經(jīng)歷了多輪發(fā)散與聚合的思維過程，并由偶然發(fā)散過渡到有序的發(fā)散，逐漸學(xué)會在生活、學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)、運(yùn)用組合思維，打開創(chuàng)意的小宇宙，從而制作出一些有質(zhì)量的作品。

2.小組合作，共同協(xié)作

確定作品主題后，小組成員共同商定作品功能，確定方案后就可以分工制作。以制作自動感應(yīng)小夜燈為例，負(fù)責(zé)編程的同學(xué)用XMind軟件繪制作品功能圖、作品流程圖、確定硬件清單（Arduino UNO、IO 傳感器擴(kuò)展板、人體熱釋電紅外傳感器、LED燈）、用inkscape軟件繪制作硬件電路圖、用Mind+平臺編寫程序。

負(fù)責(zé)外觀制作的同學(xué)，可以選用激光切割或3D打印機(jī)制作作品的外觀。激光切割入門簡單，制作快速高效而逐漸受到創(chuàng)客的歡迎。本案例的外觀制作，可以充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，大膽設(shè)計(jì)，在制作過程中逐漸提升學(xué)生的美術(shù)和信息素養(yǎng)。

3.項(xiàng)目調(diào)試，文案撰寫

作品的調(diào)試和糾錯(cuò)是學(xué)生學(xué)習(xí)編程必備的能力之一。在制作過程中，學(xué)生往往不是一帆風(fēng)順，有些同學(xué)在碰到問題時(shí)往往無從下手。這時(shí)，教師就要主動站出來，充當(dāng)學(xué)生的錦囊和助手。但教師在幫助學(xué)生解決問題的過程中，應(yīng)該一步一步提示，讓學(xué)生學(xué)會使用Mind+的監(jiān)視器檢測傳感器的輸入和輸出數(shù)據(jù)，學(xué)會閱讀軟件的出錯(cuò)信息，學(xué)會用搜索引擎查找問題的解決方法。只有通過這樣的訓(xùn)練，學(xué)生才真正將學(xué)到的知識內(nèi)化并靈活運(yùn)用，學(xué)生解決實(shí)際問題的能力才能得到提升。作品測試完成后，就可以進(jìn)行作品封裝，小組的另一位學(xué)生要編寫作品的演示文案，收集作品制作的過程性材料，做好項(xiàng)目展示的準(zhǔn)備。

4.項(xiàng)目交流與展示

作品的展示從項(xiàng)目的制作背景與意義、創(chuàng)新點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)過程與方法、功能、實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)、總結(jié)與展望六大方面進(jìn)行陳述，學(xué)生盡可能制作PPT進(jìn)行講解。通過作品展示，學(xué)生再次回顧作品的制作過程，加深對所學(xué)知識的認(rèn)知和理解，并鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，提高學(xué)生繼續(xù)深入學(xué)習(xí)的興趣和信心。在展示環(huán)節(jié)，學(xué)生還要接受同學(xué)和教師的提問甚至質(zhì)疑，這也是促進(jìn)班級對所學(xué)知識整體提升的有效手段。

5.作品改進(jìn)與完善

展示后，要虛心聽取老師和同學(xué)的建議，不斷修正程序，使作品的邏輯更加完整、程序更加簡潔、外觀更加完美、文檔更加規(guī)范，這也是學(xué)生自我提升的過程。能力強(qiáng)的學(xué)生，可以適當(dāng)提高要求，讓優(yōu)秀的人更加優(yōu)秀，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)的目的。如作品《自動感應(yīng)小夜燈》，可以增加環(huán)境光傳感器，通過條件判斷的嵌套;亦可以增加語音識別功能，使LED燈的亮滅通過語音來控制。這些改進(jìn)，可以使作品的功能更加完善。

6.作品完成與分享

至本階段，項(xiàng)目已全部完成，學(xué)生要做好知識點(diǎn)的歸納，將作品的源代碼，技術(shù)文檔等資料整理并打包上傳到展示平臺。筆者在廣東省雙融雙創(chuàng)充平臺建有學(xué)生習(xí)作展示空間，學(xué)生完成的作品可以上傳到平臺供他人員觀看和學(xué)習(xí)，平臺可以作為學(xué)生學(xué)習(xí)知識拓展和延伸的空間，從而形成虛實(shí)融合、多元互動與跨域協(xié)同的學(xué)習(xí)場所。

本項(xiàng)目的制作歷經(jīng)兩個(gè)課時(shí)，在整個(gè)制作過程中，學(xué)生以項(xiàng)目為中心，對學(xué)習(xí)者而言，每一次的項(xiàng)目制作都是自我成長的過程。歷經(jīng)近三年的實(shí)踐，從學(xué)生的發(fā)展及筆者所帶的學(xué)生在參加省、市各類比賽的成績來看，項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)模式對學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)提升有較大的促進(jìn)作用。作為教師，應(yīng)該堅(jiān)持從提升學(xué)生核心素養(yǎng)的理念去審思、設(shè)計(jì)和實(shí)施整個(gè)教學(xué)過程，從而達(dá)到全面育人的效果。

【本文系廣東省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的初中創(chuàng)客教育課程教學(xué)實(shí)踐研究——以開源硬件應(yīng)用為例”論文成果。課題批準(zhǔn)號2018YQJK284】

參考文獻(xiàn)：

[1]高金麗.創(chuàng)客教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[D].華東師范大學(xué)，2016.

[2]郝志宏.中小學(xué)創(chuàng)客教育背景下基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的研究[J].軟件（教育現(xiàn)代化）（電子版），2019（25）.