基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的中小學(xué)創(chuàng)客課程的實(shí)踐與研究

孔偉晶

摘? 要：面向中小學(xué)生開展創(chuàng)客教育既是時代發(fā)展的需要，也是教育發(fā)展和人才培養(yǎng)的需要，同時在中小學(xué)開展的創(chuàng)客教育中要落實(shí)到實(shí)踐層面，故本文將從項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的設(shè)計視角，以 Arduino+3D 打印創(chuàng)客課程設(shè)計為例，對中小學(xué)創(chuàng)客課程的開發(fā)進(jìn)行探索，以支持和促進(jìn)中小學(xué)創(chuàng)客教育活動的組織與開展。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育;項(xiàng)目式學(xué)習(xí);Arduino;3D

創(chuàng)客教育以學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)造為核心，以提高學(xué)生問題解決能力為目的來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，旨在激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動機(jī)。創(chuàng)客活動將引入與日常生活相聯(lián)系的項(xiàng)目主題，采用動手操作的方式來進(jìn)行學(xué)習(xí)。

本文從學(xué)習(xí)活動的角度入手，進(jìn)一步探索創(chuàng)客教育如何通過學(xué)習(xí)活動的設(shè)計與實(shí)施更加高效地開展。基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的創(chuàng)客課程開展，學(xué)生會更加主動地去學(xué)習(xí)知識，教師發(fā)揮引導(dǎo)者的作用，給予學(xué)生更大的發(fā)揮空間，從而提高學(xué)生的自主創(chuàng)造能力和創(chuàng)新能力。

一、創(chuàng)客課程的課程設(shè)計

（一）項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動——情境的創(chuàng)設(shè)

解決問題和完成任務(wù)是激發(fā)和推動學(xué)生活動的根本動力。教師可將問題或任務(wù)按照一定邏輯分解為不同的子問題，而這些有意義、有邏輯的問題或任務(wù)，也為學(xué)生的創(chuàng)客教育活動創(chuàng)設(shè)了一個環(huán)環(huán)相扣的活動情境，同時也能激發(fā)他們的活動積極性。

（二）項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動——產(chǎn)品的設(shè)計

小組成員以協(xié)作的方式解決問題或完成任務(wù)。學(xué)會將數(shù)字技術(shù)支持產(chǎn)品。例如思維導(dǎo)圖、概念圖、3D 設(shè)計軟件等，讓學(xué)生以頭腦風(fēng)暴的形式形成問題解決方案，并合作設(shè)計出可視化制品;又或者是桌面3D 打印機(jī)、激光切割機(jī)等，支持學(xué)生按照項(xiàng)目分工制作出不同部件，最后以協(xié)作方式實(shí)現(xiàn)制品的組裝。

（三）項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動=——課程評價與反思

每個項(xiàng)目小組建立評價檔案，不僅對每個項(xiàng)目的表現(xiàn)進(jìn)行評價、反思和記錄，還要對最終產(chǎn)品創(chuàng)意和制品進(jìn)行評價和記錄。比如是否實(shí)現(xiàn)問題解決或達(dá)成任務(wù);是否具備可行性、科學(xué)性、創(chuàng)意性、功能性和藝術(shù)性;設(shè)置匯報環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生的自評、互評和反思等能力。

二、客課程的課堂舉例應(yīng)用策略

（一）情境創(chuàng)設(shè)：區(qū)分黑白棋

某小組觀察同學(xué)們在走完圍棋后整理黑白棋需要花費(fèi)較多時間，還存在混雜的情況，于是提出任務(wù)：制作能夠分揀黑白棋的裝置。然后小組討論，教師引導(dǎo)，將任務(wù)分解為不同的子任務(wù)：制作棋子筒、固定支架、分揀裝置（包括光電傳感器和分揀平臺）。設(shè)計想法為光電傳感器識別棋子顏色，設(shè)計程序識別白色推桿到左邊，否則為右邊。小組確定想法后，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計。

（二）產(chǎn)品的設(shè)計：棋子分揀裝置

1.課程目標(biāo)

（1）學(xué)會用模型設(shè)計軟件制作打印模型;

（2）熟悉 Arduino平臺的開發(fā)和調(diào)試過程，掌握簡單開源硬件的使用方法。

（3）培養(yǎng)動手能力以及解決實(shí)際生活問題的意識，形成勇于探索、積極實(shí)踐、樂于合作的學(xué)習(xí)態(tài)度與品質(zhì)。

2.課程內(nèi)容

課程內(nèi)容設(shè)計基于課程標(biāo)準(zhǔn)共分為四個擴(kuò)展模塊展開：①Arduino使用;②傳感器學(xué)習(xí);③3D設(shè)計與打印;④實(shí)物模型組裝與調(diào)試。

該課程的設(shè)置以分揀棋子為導(dǎo)向，需要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的電路知識、3D打印技術(shù)、程序編寫和開源硬件傳感器元件的使用。 每個單元的主題都是經(jīng)過專門的設(shè)計，可以結(jié)合線上的微課資源和線下創(chuàng)客空間進(jìn)行結(jié)合學(xué)習(xí)。 課程內(nèi)容設(shè)置見表1。

表1課程單元內(nèi)容設(shè)置

[課時 單元主題 教學(xué)內(nèi)容 單元目標(biāo) 1 棋子分揀器（1） 電子元件使用 Arduino使用 2 棋子分揀器（2） 傳感器學(xué)習(xí) 紅外傳感器使用 3 棋子分揀器（3） 3D打印 支架等3D打印 4 棋子分揀器（4） 模型組合 模型組合 ]

3.課程實(shí)施

課程實(shí)施分三個階段：探究階段、創(chuàng)造階段、分享階段。在探究階段，小組成員將棋子分揀裝置的功能需求與現(xiàn)有電子設(shè)備的基本功能建立對應(yīng)聯(lián)系， 制定可行的設(shè)計方案;在創(chuàng)造階段，小組成員根據(jù)現(xiàn)有資源進(jìn)行模塊的原型設(shè)計，根據(jù)原型模塊尺寸和布局設(shè)計對應(yīng)外觀， 最后整合成完整的作品;在分享階段，小組成員展示自己的作品，根據(jù)制作過程中遇到的問題和困難以及已經(jīng)解決問題的過程，形成報告并和教師同學(xué)們分享自己的經(jīng)歷。（圖1）

（三）課程評價與反思：自評、互評、師評

評價包括對作品的評價和活動表現(xiàn)的評價，評價方式包括自我評估、學(xué)員相互評估和教師評估。對于作品評價，主要從作品的設(shè)計完整度、創(chuàng)意性、美觀性、功能性和團(tuán)隊表現(xiàn)進(jìn)行打分。具體內(nèi)容見表 2。

三、總結(jié)

創(chuàng)客教育能促進(jìn)中小學(xué)生思維能力、動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的發(fā)展。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)能賦予學(xué)生更多主動探究學(xué)習(xí)的機(jī)會，基于問題或者任務(wù)的驅(qū)動下，進(jìn)行收集信息、獲取知識、探討方案、同伴協(xié)作、動手實(shí)踐等環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生的知識建構(gòu)、技能與能力的發(fā)展。由此，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與創(chuàng)客教育在教育理念和活動過程等方面具有契合性，可將其作為中小學(xué)開展創(chuàng)客教育活動的主要教學(xué)方式。

參考文獻(xiàn)

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紹興市越城區(qū)馬山中學(xué)