基于PBL的S4A創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐

錢唯偉

創(chuàng)客思想的廣泛傳播，引起了越來越多教育者的共鳴。目前，全美已有包括MIT、哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)等在內(nèi)的近百所高校面向不同年級、不同專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了創(chuàng)客課程。與傳統(tǒng)課程相比，因?yàn)槠渚哂懈叩拈_放性、自由度和靈活性等特點(diǎn)，逐漸成為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的主要陣地。在此大環(huán)境下，為了滿足小學(xué)階段“小創(chuàng)客”們的學(xué)習(xí)需求，S4A橫空出世，成功地將程序設(shè)計(jì)、互動設(shè)計(jì)與設(shè)備操作等學(xué)習(xí)領(lǐng)域相結(jié)合，學(xué)生不再需要借由深奧的程序算法來控制硬件，只需在拼接式的拖拽操作中進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，即能快速連接硬件，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意。關(guān)于PBL（Project-based Learning），很多學(xué)者認(rèn)為其本質(zhì)是為學(xué)習(xí)者設(shè)計(jì)探究活動，而這些探究活動是由一整套課程活動所構(gòu)成，包括回答引導(dǎo)問題、利用新科技與他人進(jìn)行合作學(xué)習(xí)以及創(chuàng)造出代表學(xué)生自身了解程度的作品。它提供高度復(fù)雜且高真實(shí)性的項(xiàng)目，讓學(xué)生借此找出問題，設(shè)計(jì)題目，規(guī)劃行動方案，搜集資料，建立決策行動，完成探究歷程并呈現(xiàn)作品。相較于傳統(tǒng)講授式教學(xué)方式，PBL更注重高層次的思考與問題解決技能的培養(yǎng)。

項(xiàng)目化教學(xué)整體設(shè)計(jì)

1.研究對象分析

本次教學(xué)實(shí)踐的研究對象為小學(xué)高年級學(xué)生，本著自愿報(bào)名的原則，并綜合考慮到S4A項(xiàng)目化課程對Scratch基礎(chǔ)知識的要求，筆者對已報(bào)名的學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮Y選后組建班級。為了驗(yàn)證改進(jìn)計(jì)劃的有效性，筆者將研究對象分成總?cè)藬?shù)相等的兩個(gè)試驗(yàn)組，并分別進(jìn)行前后兩次教學(xué)實(shí)踐（如下頁表1），對比兩組的學(xué)習(xí)效果。

2.課程項(xiàng)目化設(shè)計(jì)

本研究依據(jù)PBL的課程理念、性質(zhì)、目標(biāo)，并結(jié)合當(dāng)下較為流行的S4A軟硬件，初步設(shè)計(jì)了具有內(nèi)在聯(lián)系的“智能LED”“智能傳感器”以及“軟硬件結(jié)合做游戲”三個(gè)創(chuàng)客教學(xué)項(xiàng)目，其中每個(gè)大項(xiàng)目還分別設(shè)計(jì)了三個(gè)子項(xiàng)目，子項(xiàng)目之間具有內(nèi)在邏輯性，知識上循序漸進(jìn)，螺旋上升。同時(shí)，為了達(dá)到鞏固與綜合所學(xué)知識的目的，每個(gè)大項(xiàng)目中間都設(shè)置了綜合拓展環(huán)節(jié)，具體項(xiàng)目結(jié)構(gòu)示意圖如表2所示。

3.準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究整體過程設(shè)計(jì)

此次教學(xué)實(shí)踐過程采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究法，具體研究過程如下頁圖所示。計(jì)劃是建立在學(xué)生特征分析、學(xué)習(xí)需求分析與滿足教學(xué)目標(biāo)之上的計(jì)劃；行動是對計(jì)劃的嚴(yán)格實(shí)施；評價(jià)是對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、作品的完成度進(jìn)行分析；反思是反思教學(xué)重難點(diǎn)的呈現(xiàn)形式與知識量的大小，并結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，考慮影響教學(xué)的其他因素，教師對二次教學(xué)的理論進(jìn)行指導(dǎo)。

4.教學(xué)評價(jià)設(shè)計(jì)

（1）學(xué)習(xí)成績分析。筆者根據(jù)回收的學(xué)習(xí)單進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，測試題量較少，但所包含的題型較為多變，其中有選擇題、填空題、連線題與畫圖題等。為了便于統(tǒng)計(jì)，筆者采用了百分制計(jì)分法，根據(jù)題量與知識點(diǎn)重要程度合理分配分值，并計(jì)劃將獲得的成績數(shù)據(jù)輸入統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 17.0中，進(jìn)行配對樣本T檢驗(yàn)，以此來檢測兩次教學(xué)中學(xué)生掌握知識的情況。

（2）學(xué)生作品分析。為了檢驗(yàn)學(xué)生對教學(xué)知識點(diǎn)的掌握情況與創(chuàng)新思維的變化情況，本研究采取通過對學(xué)生的作品分析來得出結(jié)論，從作品的深度進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)原則如下頁表3所示，深度評價(jià)主要依據(jù)學(xué)生的項(xiàng)目完成情況，來檢驗(yàn)學(xué)生的知識點(diǎn)掌握程度。

5.項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施

（1）確定教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)。筆者根據(jù)S4A創(chuàng)客課程項(xiàng)目序列確定主要教學(xué)內(nèi)容，初定教學(xué)目標(biāo)，并結(jié)合研究對象分析結(jié)果對教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行二次調(diào)整，使其更加符合學(xué)生的實(shí)際需求與能力特點(diǎn)。

（2）情境導(dǎo)入，激發(fā)興趣。每一個(gè)項(xiàng)目都必須結(jié)合具體情境展開，使學(xué)生的學(xué)習(xí)行為一直處于情境當(dāng)中，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與促進(jìn)知識遷移的發(fā)生。

（3）引入任務(wù)，提出挑戰(zhàn)。由學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)情境過程中遇到的問題引入任務(wù)，以解決問題為目標(biāo)，提出本節(jié)課的任務(wù)挑戰(zhàn)，思索綜合應(yīng)用所學(xué)能否解決問題。在得出知識空白后，便于教師接下來新課的展開。

（4）教授新學(xué)。教師根據(jù)任務(wù)設(shè)置，提煉原理性知識點(diǎn)，做到必要的講解。

（5）學(xué)生設(shè)計(jì)活動。經(jīng)過指導(dǎo)課程的講解，教師將課堂交還給學(xué)生，讓他們結(jié)合學(xué)案中的程序流程圖與講解的知識點(diǎn)，根據(jù)任務(wù)需求設(shè)計(jì)作品。在此期間，教師巡堂并進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥性指導(dǎo)。

（6）作品展示。實(shí)現(xiàn)完整程序功能的學(xué)生上臺展示其作品，并闡述其制作該作品時(shí)的想法與創(chuàng)新點(diǎn)。未完成的小組與個(gè)人也需進(jìn)行成果匯報(bào)，闡述作品創(chuàng)作時(shí)遇到的問題，并請全班同學(xué)出謀劃策。

（7）總結(jié)提升。在課堂的最后環(huán)節(jié)，由教師總結(jié)本次項(xiàng)目中的重要知識點(diǎn)，并就上個(gè)環(huán)節(jié)中展示的作品進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評，指出創(chuàng)新之處與不足之處，鼓勵學(xué)生課后改進(jìn)作品，將有趣的想法加入其中，豐富自己的作品。

學(xué)習(xí)效果分析與討論

1.學(xué)習(xí)成績分析

本課程的三個(gè)項(xiàng)目一共包含九個(gè)子項(xiàng)目。在兩次教學(xué)中，筆者分別對這九個(gè)子項(xiàng)目中各小組的學(xué)習(xí)單成績?nèi)∑骄担ň砻娣种禐?00分），統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下頁表4所示。

由表4可知，九個(gè)教學(xué)子項(xiàng)目中絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)顯著性（Sig值）均小于0.05，差異性顯著，而且平均分方面，二次教學(xué)普遍優(yōu)于一次教學(xué)，說明S4A創(chuàng)客課程項(xiàng)目化教學(xué)對學(xué)生的知識掌握具有積極影響。其中“雨水報(bào)警”與“聲控捕蝶”子項(xiàng)目，顯著性Sig值大于0.05，未達(dá)到差異性顯著，此次研究并未對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析調(diào)查，但不排除是由于二次教學(xué)中所做的調(diào)整引起。

2.作品分析

在《LED綜合拓展》一課中，二次教學(xué)的得分情況較一次教學(xué)有明顯改進(jìn)，基本都完成了作品，且多數(shù)學(xué)生得分在2分以上，說明其不僅完成了作品還產(chǎn)生了各樣的創(chuàng)新想法。

在《傳感器綜合拓展》一課中，二次教學(xué)的得分情況較一次教學(xué)稍好，但是差距不是十分明顯，主要得分集中在2分區(qū)間。而3分區(qū)間，二次教學(xué)有8人，略多于一次教學(xué)的7人。在《軟硬件結(jié)合做游戲綜合拓展》一課中，一次教學(xué)的得分主要集中在2分區(qū)間為11人，而二次教學(xué)的得分主要集中在3分區(qū)間為14人，多于一次教學(xué)的6人。綜上所述，二次教學(xué)的得分情況較一次教學(xué)差距十分明顯，二次教學(xué)在完成作品的前提下完成創(chuàng)意想法的人數(shù)明顯上升。一方面，考慮到“做游戲”的教學(xué)目標(biāo)更加符合學(xué)生的興趣；另一方面，通過之前兩個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，已經(jīng)為第三個(gè)項(xiàng)目打下堅(jiān)實(shí)的理論與操作基礎(chǔ)，便于學(xué)生創(chuàng)意的實(shí)現(xiàn)。從以上分析可知，二次教學(xué)均稍優(yōu)于一次教學(xué)，這表明此次研究中所作出的修改與調(diào)整具有一定的正確性。

3.教學(xué)反思

此次研究中，主要問題表現(xiàn)為：教學(xué)設(shè)計(jì)存在不足，課堂交互性較差。對如何才能調(diào)動學(xué)生，加強(qiáng)其交流協(xié)作的效率缺乏思考；對個(gè)別知識點(diǎn)的講授過于粗略，制約了學(xué)生的編程水平發(fā)揮。學(xué)生作品質(zhì)量有待提高。部分學(xué)生投入的時(shí)間精力不夠，作品整體質(zhì)量不高。同時(shí)，由于器材與硬件設(shè)備有限，不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，評價(jià)指標(biāo)不夠全面。限于筆者的能力與時(shí)間，本研究中使用的評價(jià)指標(biāo)還存在漏洞與局限性，導(dǎo)致最終的測量結(jié)果存在一定的誤差。

結(jié)語

本文從創(chuàng)客教育發(fā)展現(xiàn)狀入手，進(jìn)而針對研究空白進(jìn)行了基于PBL的S4A創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐，具有一定的創(chuàng)新性，并采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究法為指導(dǎo)，進(jìn)行研究的整體設(shè)計(jì)。通過實(shí)踐教學(xué)，筆者分別從學(xué)習(xí)成績與作品方面對學(xué)生進(jìn)行評價(jià)，生成教學(xué)反思，從而不斷反饋和調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也通過二次教學(xué)驗(yàn)證了其調(diào)整的有效性。

此外，以PBL為教學(xué)框架，S4A創(chuàng)客課程為內(nèi)核，確實(shí)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、合作、反思、推理與自主探究等高階思維能力，能滿足知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要，并能對培養(yǎng)學(xué)習(xí)者高階思維能力產(chǎn)生較大的幫助。endprint