基于項目學習的初中創客教育教學實踐研究

詹宋強

【摘要】基于項目學習的創客教育是以學生為中心，在學習過程中能有效地維持學習者的學習激情，提升學生解決問題的能力。本文以開源硬件在初中創客教育的應用為切入點，旨在探索基于項目學習的初中創客教育教學模式，探討基于項目學習的創客教育對培養學生學科素養的作用。

【關鍵詞】項目學習;初中;學科素養;創客教育

教育部在《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見》中，明確提出要“有效利用信息技術推進‘眾創空間建設，探索STEAM教育、創客教育等新的教育模式，使學生具有較強的信息意識與創新意識”。如何在初中創客教育中開展項目化學習，構建高效和優質的課堂，全面提升學生的學科素養，成為當前基礎教育的一個研究熱點。

一、什么是項目學習

項目學習的本意是指學生運用已有的知識和經驗，制定計劃，在具體的情景中通過團隊協作來解決問題。基于項目學習的創客教育就是以提升學生學科素養，提升學生動手能力和創新能力，從而推動國家向大眾制造，萬眾創新的轉變。

二、基于項目學習教學模式的優勢及意義

傳統的教學是以教師為中心，以課堂為中心，這種“重教輕學”的教學模式大大削弱了教師和學生的主觀能動性。而基于項目學習的教育，教師的教從傳授型向導向型轉變，學生的學從被動型向主動型轉變。學生可以根據自身的知識儲備，認真觀察存在的問題，選定項目主題及研究方向，學生學習的興趣和熱情較高，他們有全程參與動手制作的機會，有展示和分享制作成果的歷程。在這過程中，要求學生從多種角度進行發散性、批判性的思考，學會借助互聯網等工具選擇有用的信息進行探索，從而形成一個最終作品。經過一段時間訓練，學生在學科素養提升比其他教學模式所呈現的效果更具優勢。

三、在創客教育中如何開展項目式教學—以自動感應小夜燈的制作為例

筆者以在社團中《條件選擇結構應用—制作自動感應小夜燈》的教學為例，在制作之前，教師簡單將程序選擇結構模塊的運行過程進行講解，引導學生認識人體熱釋電紅外傳感器的功能和使用方法，并上傳相關的微課視頻給學生課前自學。學生有了基本的知識儲備，教師就可以放開手腳讓學生進行創作。

1.項目的選題盡可能源自生活

項目制作之初，先做好學生分組。小項目的制作兩人一組，一人負責編程和硬件搭建，另一人負責外觀和文案制作。在選題方面，盡量讓學生基于真實的問題去選題，這樣可以讓學生養成主動觀察生活的習慣，提升運用知識技能解決生活中實際問題的能力。在本項目中，有的學生提出制作樓道感應燈，有的學生提出制作家居安防裝置……通過教師的引導，學生在真實情境和問題的遞進中，經歷了多輪發散與聚合的思維過程，并由偶然發散過渡到有序的發散，逐漸學會在生活、學習中發現、運用組合思維，打開創意的小宇宙，從而制作出一些有質量的作品。

2.小組合作，共同協作

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。以制作自動感應小夜燈為例，負責編程的同學用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。

負責外觀制作的同學，可以選用激光切割或3D打印機制作作品的外觀。激光切割入門簡單，制作快速高效而逐漸受到創客的歡迎。本案例的外觀制作，可以充分發揮學生的想象力，大膽設計，在制作過程中逐漸提升學生的美術和信息素養。

3.項目調試，文案撰寫

作品的調試和糾錯是學生學習編程必備的能力之一。在制作過程中，學生往往不是一帆風順，有些同學在碰到問題時往往無從下手。這時，教師就要主動站出來，充當學生的錦囊和助手。但教師在幫助學生解決問題的過程中，應該一步一步提示，讓學生學會使用Mind+的監視器檢測傳感器的輸入和輸出數據，學會閱讀軟件的出錯信息，學會用搜索引擎查找問題的解決方法。只有通過這樣的訓練，學生才真正將學到的知識內化并靈活運用，學生解決實際問題的能力才能得到提升。作品測試完成后，就可以進行作品封裝，小組的另一位學生要編寫作品的演示文案，收集作品制作的過程性材料，做好項目展示的準備。

4.項目交流與展示

作品的展示從項目的制作背景與意義、創新點、實現過程與方法、功能、實驗的數據、總結與展望六大方面進行陳述，學生盡可能制作PPT進行講解。通過作品展示，學生再次回顧作品的制作過程，加深對所學知識的認知和理解，并鍛煉學生的語言表達能力，提升學生的綜合素養，提高學生繼續深入學習的興趣和信心。在展示環節，學生還要接受同學和教師的提問甚至質疑，這也是促進班級對所學知識整體提升的有效手段。

5.作品改進與完善

展示后，要虛心聽取老師和同學的建議，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、文檔更加規范，這也是學生自我提升的過程。能力強的學生，可以適當提高要求，讓優秀的人更加優秀，從而實現個性化教學的目的。如作品《自動感應小夜燈》，可以增加環境光傳感器，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，可以使作品的功能更加完善。

6.作品完成與分享

至本階段，項目已全部完成，學生要做好知識點的歸納，將作品的源代碼，技術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充平臺建有學生習作展示空間，學生完成的作品可以上傳到平臺供他人員觀看和學習，平臺可以作為學生學習知識拓展和延伸的空間，從而形成虛實融合、多元互動與跨域協同的學習場所。

本項目的制作歷經兩個課時，在整個制作過程中，學生以項目為中心，對學習者而言，每一次的項目制作都是自我成長的過程。歷經近三年的實踐，從學生的發展及筆者所帶的學生在參加省、市各類比賽的成績來看，項目學習的教學模式對學生學科素養提升有較大的促進作用。作為教師，應該堅持從提升學生核心素養的理念去審思、設計和實施整個教學過程，從而達到全面育人的效果。

【本文系廣東省教育科學“十三五”規劃課題“基于項目學習的初中創客教育課程教學實踐研究——以開源硬件應用為例”論文成果。課題批準號2018YQJK284】

參考文獻：

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[2]郝志宏.中小學創客教育背景下基于項目式學習的研究[J].軟件（教育現代化）（電子版），2019（25）.