例析信息技術(shù)支持下的項目式學習實踐

陳文慧 陳聯(lián)沁 陳桂芬

傳統(tǒng)的教學中，學生主體地位不夠突出，忽視知識的形成過程、發(fā)展與應(yīng)用，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，課堂教學正在不斷發(fā)生變革，依托信息技術(shù)支持，立足學生的“學”，為學生的自主探究創(chuàng)造機會，引領(lǐng)學生體驗知識的發(fā)生與發(fā)展過程，幫助學生提高學習能力、發(fā)展學科素養(yǎng)，已經(jīng)成了課堂教學改革的主流趨勢.項目式學習就是應(yīng)運而生的一種新型學習方式，本文依據(jù)斯坦福設(shè)計思維模型[1]中學生思維建構(gòu)的五個步驟：理解挑戰(zhàn)、觀察、整合觀點、設(shè)想、原型制作和測試，例析闡釋信息技術(shù)支持下的項目式學習實踐.

1 立足生活，確定項目的選擇

眾所周知，學習與生活有著緊密的聯(lián)系，怎樣更好地引導學生借助信息技術(shù)與所學知識解決生活中的問題，是教師需要直面的問題，

相關(guān)研究表明，在課堂教學中，教師應(yīng)該充分利用有限的教學時間，依托生活具體情境與知識的合理聯(lián)想，將學生引入學習的情境，引領(lǐng)學生借助課堂中的知識來解決這些問題，培養(yǎng)學生的應(yīng)用意識，提高學生解決問題的能力，如此方能進一步激發(fā)學生的探究欲，激發(fā)學生主動學習、自主探究問題的積極性，從而引導學生在課后主動進行不斷的學習探究，幫助學生實現(xiàn)全面的發(fā)展，

基于這樣的理解，筆者將學生身邊的問題“三明市明湖公園步道的改造問題”引入課堂，引領(lǐng)學生以項目式學習的方式展開探究，

三明市明湖公園步道的改造問題：根據(jù)資料，明湖是一個可近似為以O(shè)為圓心，半徑為5，圓心角為2π/3的扇形人工湖，現(xiàn)欲將公園步道成改建為娛樂與健身為一體的場所，請結(jié)合實際確定公園步道的改造方案.

2 依托項目，發(fā)展學生信息分析、整理能力

怎么規(guī)劃公園步道更合理？在教師引領(lǐng)下，學生進行討論，借鑒己建成步道的經(jīng)驗，認為明湖公園步道的改建應(yīng)該遵循以下7個原則：環(huán)境保護原則、以人為本原則、全線貫通原則、標志打造原則、合理利用原則、與時俱進原則、可操作性原則，

基于上述原則，學生自主進行針對性的資料搜集，篩選出了以下2個個實例作為明湖公園步道改造方案確定的借鑒，

實例1重慶大化步道，該步道的基本特征為：中段的小平臺，輕軌無縫連接佛圖關(guān)步道、串聯(lián)起巴山夜雨浮雕石刻、關(guān)岳廟、佛圖關(guān)公園等老重慶景點，

實例2廈門山水步道，該步道的基本特征為：綠色出行，步行道、自行車道和綜合慢行道，提升城市步道空間環(huán)境，充分挖掘及結(jié)合城市自身的自然資源優(yōu)勢，建造可以步行、自行車等健康的出行方式[2].

基于明湖步道的現(xiàn)況，參照實例1，2進行分析，同時將實際的可操作性、設(shè)計原則和公園的功能定位納入設(shè)計的視角，學生得到了以下3個思路：

（1）為連接現(xiàn)有的綠道將湖景與山景，將山色與湖色進行疊加、跨越、互聯(lián)、拓展，使可觀賞湖景更加開闊，學生經(jīng)過討論，認為應(yīng)該在湖面上增加2條湖面步道，與明湖外側(cè)相切處增加1條山水相通步道，作運動之用;

（2）依山就勢架設(shè)棧道，避免山體與植被破壞，學生經(jīng)過討論認為，山坡步道的建設(shè)需要依山而建，這樣一方面保護了山坡上原有的植被，另一方面，在增加了步道長度的基礎(chǔ)上充分利用了現(xiàn)有的景觀資源.

（3）建設(shè)具有三明的鄉(xiāng)土文化、地域特點、時代特征及生活特色的景觀，著力打造通山跨橋的風景線，學生經(jīng)過討論認為，隨著現(xiàn)代城市發(fā)展，應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)及市民對生活科技使用習慣，打造城市步道的科技與城市歷史文化相融合的理念，在沿湖步道上增設(shè)文化墻，同時在文化墻對應(yīng)浮雕上配置二維碼，掃碼了解相關(guān)三明城市建設(shè)歷史和鄉(xiāng)土文化故事詳情.

3項目建模，運用知識發(fā)展素養(yǎng)

3.1用數(shù)學的眼觀，分析實際問題

（1）應(yīng)用幾何知識，建模作圖發(fā)展素養(yǎng)，

如圖1，依據(jù)調(diào)查抽象出數(shù)學模型，做出幾何圖形、發(fā)展直觀想象的素養(yǎng)，明湖可近似為一個以O(shè)為圓心、半徑為50m、圓心角為2π/3的扇形OAB.

（2）類比借鑒，實施推理改造

借鑒2個案例設(shè)計改造，將原有步道OA，OB延伸成OM， ON以連接現(xiàn)有綠道，同時，在公園內(nèi)增建三條健身步道，其中一條與AB相切于點F，且與OM，ON分別相交于C，D，另兩條是分別和湖岸OA，OB垂直的FG，F(xiàn)H（垂足均不與O重合）.

（3）應(yīng)用數(shù)學知識，進行施工規(guī)劃

①計算∠FOD的范圍;

②新增步道CD，F(xiàn)，F(xiàn)H的長度.

3.2應(yīng)用物理知識，預測選材

（1）調(diào)查明湖步道近五年內(nèi)人流量最大值及瀏覽增加幅度，并在此基礎(chǔ)上進行預留一定的步道橋面可承受力度.

（2）測算土壤環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)，測算地質(zhì)可承受重量，經(jīng)預估在FG，F(xiàn)H段人流量最大為150人，人均按最大值100kg，計算橋面需承受壓力為多少？需幾個橋墩比較合理？聽取專家建議，確定橋墩間距和橋墩個數(shù)的設(shè)置.

（3）比較橋面需承重量和地質(zhì)能承重量之間關(guān)系，最終決定在FG，F(xiàn)H高架段采用鋼格柵和戶外竹地板，CD段采用戶外竹地板和透水水泥混凝土.

3.4結(jié)合歷史文化，修飾設(shè)計

（1）閱讀三明各地市縣志以及其他相關(guān)典籍記載，了解城市文化歷史，為文化墻搜集相關(guān)名人故事和家鄉(xiāng)風物介紹.

（2）選取部分典例做文化宣傳，文化墻設(shè)計風物篇、名人篇.

3.5技術(shù)支持，拓寬文化廣度、延伸文化深度

根據(jù)歷史文化特點繪制浮雕圖象，配置二維碼延展文化內(nèi)容，以風物篇中學生選取的建蓮為例，掃碼可以繼續(xù)閱讀有關(guān)建蓮的相關(guān)文化，

學生選取了《紅樓夢》中關(guān)于建蓮的選段：第10回中，張?zhí)t(yī)給秦可卿開的藥方益氣養(yǎng)榮補脾和肝湯，方用人參、白術(shù)、云苓、熟地等，“引用建蓮子七粒，去心，紅棗二枚……以及在第52回“小丫頭便用小茶盤捧了一蓋碗建蓮紅棗湯來，寶玉喝了兩口”引出建蓮的珍貴，建蓮在歷史上被譽為“蓮中極品”，

在此基礎(chǔ)上，學生再通過《建寧縣志》物產(chǎn)篇中對建蓮的記載：“蓮，花葉偶生相連日蓮，嫩極鮮，老者為干，子入藥，補脾，邑種蓮多處，以西門蓮為最上品，水南次之，水東又次之，然較他邑產(chǎn)者，均有天淵之判，”對建蓮進行進一步介紹.

4項目測試，檢驗、完善模型

（1）虛擬測試

利用計算機，模擬設(shè)計步道能承受壓力是否達標，其中可以各科學科軟件，如：利用相關(guān)學科軟件測試設(shè)計結(jié)構(gòu)的承重能力.

（2）模型測試

借助3D打印等技術(shù)與計算機連接打印出按比例縮放的精準模型進行測試，按比例對步道增加壓力，測試步道實際承重.

（3）外觀設(shè)計模擬

利用3Dmax[3]等相關(guān)建模軟件，對明湖步道的周邊環(huán)境進行建模模擬，對明湖步道景觀進行細節(jié)設(shè)計，其中，按照學生特長進行分組設(shè)計部分細節(jié)：

①橋梁主題結(jié)構(gòu)制作小組，利用3D打印機精準制作步道相關(guān)結(jié)構(gòu)配件，預備組裝;

②歷史文化墻設(shè)計小組，其中學生自發(fā)分工為文化故事撰寫小組、外文編譯小組、畫面繪制小組、浮雕雕刻小組，其中文化故事撰寫小組負責編輯相關(guān)三明地區(qū)風物名人故事，外文編譯小組負責將相關(guān)故事編譯成英文、日文、西班牙語，畫面繪制小組則根據(jù)文化故事設(shè)計相關(guān)畫面，浮雕雕刻小組負責建相關(guān)畫面雕刻小組負責將畫面和二維碼雕刻為整體，

③組裝小組，比照明湖實際的生態(tài)環(huán)境，將明湖步道周邊環(huán)境進行搭建，同時，將前兩個小組的制作成果進行組裝;

④模型模擬和模型測試小組，其中又可分為生態(tài)模擬小組和模型實物測試小組，生態(tài)模擬小組負責在麒麟山明湖景區(qū)對土壤、植物等生態(tài)環(huán)境進行取樣，搭建模型搭建模擬實景，實物模型測試小組則需在生態(tài)模擬小組搭建好的環(huán)境下，在進行實物承重測試，如：假設(shè)明湖持續(xù)降雨一周明湖水位上升浸泡步道后，步道的承重能力.

5項目評估，引導未來學習方向

5.1學生自評互評

在項目完成之后，學生都收獲良多，在此基礎(chǔ)上，教師提出了以下5個問題，讓學生在完成學習之后，對自己和小組本組成員在本次的學習活動中的表現(xiàn)進行評價[4].

問題1本次項目活動中，你擔任了什么任務(wù)？

問題2本次項目活動中，你給出了什么建議？

問題3本次項目活動中，你在以下方面表現(xiàn)如何？ （給出每個方面的自評分，滿分為10分）

①資料查找;②資料分析;③團隊協(xié)作;④知識運用;⑤跨學科結(jié)合;⑥創(chuàng)新能力，

問題4你覺得在你完成的任務(wù)中你覺得什么地方做的好？什么地方有待改進呢？

問題5請你對這種學習的方式提出完善意見，

學生的自評互評意見匯總為：資料查找、分析比較到位，團隊合作的較好，知識的運用及創(chuàng)新能力有待進一步提高.

5.2組內(nèi)自評

（1）小組成員通過討論繪制思維導圖，將小組學習開展的規(guī)劃和進度用簡略魚骨圖標注出;

（2）小組各個成員將自己所參與的任務(wù)部分報至組長，組長整理匯總為思維導圖，發(fā)至課堂派中班級公開討論區(qū)中，教師發(fā)起學生組內(nèi)匿名互評，同組的成員從小組活動參與度和項目的貢獻度等2個方面進行進行互相評價，

學生的組內(nèi)自評意見匯總為：有些同學的參與不夠深入，團隊內(nèi)部的合作還有提升空間.

5.3小組互評

（1）各小組組長將本組成果，小組參與情況，小組資料搜集情況、分析成果，小組成果中所用知識整理發(fā)送至課堂派班級公共討論區(qū).

（2）學生認真分析別組同學的成果，對別組同學的成果從以下3個方面進行評價和學習：

①你覺得他們組哪個方面做的最好？哪個方面還需要改進？請你給他們提幾點意見，

②結(jié)合自己組學習任務(wù)的完成情況，你認為別組同學的學習過程有什么你們值得借鑒的地方？

③其他小組和你們小組之間的配合怎么樣？

學生的小組互評意見匯總為：模型測試組的動手能力、團隊合作能力強，歷史文化墻設(shè)計小組的設(shè)計很有創(chuàng)意，將三明的發(fā)展史融入了三明的文化底蘊，達到了學以致用的目的.

5.4教師評價

教師評價分為學科知識掌握程度以及運用情況進行評價和學生在本次學習過程中的綜合能力評價.

（1）各學科教師針對在學生探究過程中和本學科相關(guān)知識的掌握及運用情況進行評價;

（2）教師們對學生在學習過程中的學習和研究方法進行評價、指導;

（3）各學科教師對學生本次學習的資料收集能力、資料分析能力、創(chuàng)新能力、跨學科知識運用能力以及團隊合作能力進行綜合評價，

教師的評價意見匯總為：本項目用到了數(shù)學的圓的切線、解三角形，不等式，統(tǒng)計等知識;用到了物理的受力分析，通用技術(shù)的圖形結(jié)構(gòu)，地理的地質(zhì)學、氣候?qū)W，借助了信息技術(shù)等軟件進行學習，所設(shè)計的項目方案總體上較好地實現(xiàn)學習目的，在跨學科知識融合應(yīng)用方面還要進一步加強.

5.5知識總結(jié)

學生將本次學習過程中運用到的知識點如：信息技術(shù)的軟件應(yīng)用、通用技術(shù)的模型、數(shù)學的解三角形問題、物理的受力分析，地理的地質(zhì)土壤、氣候分析等截取出來，進行匯總歸納，并認真思考知識在項目學習的過程當中是如何進行運用的.

5.6學生反思、薄弱知識點鞏固

（1）學生對上述評價過程中提出的值得改進的地方再進行反思，反思自己在下一次的項目式學習過程中能夠做得更好的地方以及對于本次學習自己和他人的優(yōu)秀之處.

（2）根據(jù)教師評價中教師對學生的知識掌握上的分析，學生自己對自身知識掌握程度進行分析，對知識點的薄弱之處進行鞏固加強.

（3）學生根據(jù)上述評價中給出的意見，對今后的學習方法進行調(diào)整.

6 結(jié)語

上述案例的實踐表明，項目式學習在教學中的價值顯而易見，雖然在項目式學習的具體實施過程中仍存在許多的困難，但是，如果在課程開發(fā)、項目主題的確定以及在問題的設(shè)計等方面能夠進行更深入的思考，在項目式學習的過程中，能更好地結(jié)合生活實際，更充分調(diào)動學生的興趣、增加學生學習成就感，更注重多學科的融合，更充分地發(fā)揮信息技術(shù)的輔助作用，上述困難的克服并非不可實現(xiàn)，如此，項目式學習在鞏固學生所學知識、提高運用所學知識解決實際問題的能力、發(fā)展學生的數(shù)學素養(yǎng)方面必將發(fā)揮其應(yīng)有、更大、更好的作用，

參考文獻

[1]胡小勇，朱龍.面向創(chuàng)造力培養(yǎng)的設(shè)計思維模型與案例[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2018 （03）：75-82

[2]莊彩虹.探討城市山水步道的構(gòu)建推動城市綠色出行——以廈門山水步道系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計為例[J].綠色科技，2018 （08）：17-20

[3]孫江山，林立甲，任友群.3D CAD支持中學生創(chuàng)造力和空間能力發(fā)展的實證研究[J].中國電化教育，2016 （10）：45-50

[4]張輝蓉，唐佳欣，楊淏璇.基于深度學習的中小學生STEAM學習質(zhì)量評價指標體系構(gòu)建[J].中國電化教育，2021 （01）：102-109