項目式學習在創(chuàng)客課程開發(fā)中的實踐與探索

李俊君 劉鵬飛

【摘 要】創(chuàng)客教育是當前開展創(chuàng)新素質(zhì)教育的重要模式，著力于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)造能力。以項目式學習理念為引領(lǐng)，結(jié)合豐富的創(chuàng)客資源、工具、技術(shù)開發(fā)的綜合性課程是促進創(chuàng)客教育目標達成的重要抓手。本文以“防疫智慧教室”主題創(chuàng)客課程為例，構(gòu)建了整合積木搭建、3D打印、激光雕刻、Mixly開源硬件等多項技術(shù)的項目式課程設(shè)計項目，為綜合性創(chuàng)客課程的開發(fā)提供了一套實際的參考方案。

【關(guān)鍵詞】項目式學習；創(chuàng)客教育；課程開發(fā)

【中圖分類號】G434? ?【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2023）02、03-135-02

隨著當前創(chuàng)新素質(zhì)教育理念的不斷深入和發(fā)展，創(chuàng)客教育作為一種新興的教育模式也逐漸被中小學教育重視。在該理念的推動下，我國許多中小學紛紛在校內(nèi)建立創(chuàng)客空間，開發(fā)和實施各類創(chuàng)客課程。信息科技的快速發(fā)展和易獲得性讓創(chuàng)客課程的內(nèi)容載體越來越豐富，如何將各種現(xiàn)有的主要創(chuàng)客技術(shù)與社會資源、學校特色相結(jié)合，基于項目式學習的思路開發(fā)有效的創(chuàng)客課程，從而培養(yǎng)中小學生的創(chuàng)客素養(yǎng)，尤其是創(chuàng)新實踐能力，是一個值得不斷探索的問題[1]。

項目式學習與創(chuàng)客教育結(jié)合的理論探索

項目式學習從真實的問題場景出發(fā)，問題解決的過程需要學生運用跨學科知識內(nèi)容，不斷地激發(fā)探求新知識的熱情，并能看到項目最終成果。而創(chuàng)客教育則提倡學生親自動手，實踐創(chuàng)作，并不斷測試完善，最終完成創(chuàng)客產(chǎn)品的制作。項目式學習與創(chuàng)客教育理念均能最大限度地發(fā)揮學生的主體作用[2]。

要較好地達成項目式創(chuàng)客課程目標，教師需要設(shè)計真實的項目情景、具體的項目學習任務(wù)和豐富的學習形式，還要開展多元評價驗證課程的有效性[3]。而學生通常需要進行三個階段的學習過程，分別是項目啟動、項目實施、項目總結(jié)。學生在課程中先掌握該項目主題的基本知識，根據(jù)項目問題開展小組討論，確定解決方案；之后在實施階段，需要學生設(shè)計作品，包括搜集素材、搭建制作、設(shè)計程序、調(diào)試和修改，多次迭代改進后最終完成作品；總結(jié)階段則需要學生進行作品展示講解，教師和學生對項目作品進行評價和反饋。以上每個階段，教師需要起到引領(lǐng)及指導(dǎo)的作用，適時地參與到學生活動中，及時糾偏，保證課程的學習方向和課堂的效率。

“防疫智慧教室”課程的設(shè)計與開發(fā)

1.課程設(shè)計思路

聚焦培養(yǎng)學生信息科技創(chuàng)新素養(yǎng)的課程目標，堅持學生是課堂的主體，教師是課堂的引導(dǎo)者，筆者設(shè)計了“防疫智慧教室”主題課程。本課程設(shè)計以現(xiàn)實生活中的熱點問題為出發(fā)點，讓學生思考在學校中如何為疫情防控出一份力。為制作一個完整生動的“防疫智慧教室”模型，需要融合多樣的創(chuàng)客工具和技術(shù)。學生需要通過完成作品制作過程中的任務(wù)模塊，學習該模塊知識，最終能按照自己的想法設(shè)計出該作品模型。

本項目將制作完整的模型項目按照搭建外觀、智能功能完善的過程，分解成積木搭建、3D打印、激光切割與雕刻、智能硬件四個模塊項目，最后制作出“防疫智慧教室”成果模型。

2.課程內(nèi)容規(guī)劃

課程圍繞搭建一個具有特殊功能的教室模型進行內(nèi)容設(shè)計，在每一個模塊項目中，綜合運用知識，完成每個小項目任務(wù)，最終完成完整項目。具體內(nèi)容如表1所示。

在課程開始時，教師首先介紹項目主題背景，讓學生了解項目的社會現(xiàn)實意義，然后明確項目要達成的目標（或要解決的問題）。創(chuàng)意搭建作為第一個模塊，任務(wù)為搭建防疫智慧教室框架模型和教室物品，生動的搭建能令學生很快地融入并參與到項目之中。當教室的框架模型搭建好后，需要補充教室中的相關(guān)防疫物品，通過3D建模打印模塊項目，設(shè)計制作抗疫小物件和擺件的課程，學生靈活應(yīng)用3D打印技術(shù)制作所需模型物件。之后進入“激光切割與雕刻”模塊，教師讓學生了解激光切割與雕刻技術(shù)的應(yīng)用，讓作品的外觀結(jié)構(gòu)通過該技術(shù)更容易得到實現(xiàn)，進一步拓展學生的空間想象能力和設(shè)計思維。最后的模塊項目是“Mixly智能硬件”模塊，為前期制作的各種靜態(tài)框架或物品加入開源智能硬件，對其編程后讓模型智能化，利用各種不同功能的傳感器，在教室中添加防疫小設(shè)備，實現(xiàn)如溫度檢測、點陣屏顯示、聲音提示、燈光提示等功能。各個創(chuàng)客學習小組根據(jù)各自的想法實現(xiàn)不同防疫功能的智慧教室。

3.課程教學實施課例：防疫衛(wèi)士——體溫感應(yīng)自動門閘

（1）提出問題。課前教師展示自動門的模型，由學生通過感應(yīng)嘗試控制自動門的開啟與關(guān)閉，激發(fā)學生興趣。然后教師提出問題：為了達到防疫效果，開啟門閘需要加入什么條件？學生以小組為單位進行討論，通過上臺驗證得出通過體溫感應(yīng)來控制自動門閘開合的結(jié)論，引出本項目主題——“體溫感應(yīng)自動門閘”。

（2）學習新知。教師講解所需材料、自動門的搭建結(jié)構(gòu)和溫度傳感器的工作方式。教師也可以通過布置自學任務(wù)，讓學生閱讀材料，分析開啟門閘的條件，設(shè)計方案。教師引導(dǎo)學生確定“體溫感應(yīng)自動門閘”作品的結(jié)構(gòu)搭建方法、硬件連接方法和程序編寫方法。

（3）設(shè)計制作。為提升課堂效率，教師可以提前制作自動門的搭建視頻，通過微課讓學生自學搭建過程。搭建完自動門結(jié)構(gòu)后，學生根據(jù)項目要求的功能以及教師提供的程序流程圖，使用Mixly軟件編寫程序，以實現(xiàn)控制功能。

（4）拓展優(yōu)化。教師在學生制作時不斷引導(dǎo)和鼓勵學生優(yōu)化完善作品。比如改進自動門閘的開啟方式；采取溫度傳感器和距離傳感器相結(jié)合的方式改進開啟條件；添加更多智能硬件，如顯示所測溫度等。

（5）總結(jié)反思。教師組織學生小組上臺進行作品展示，采用多元評價，可以是小組互評，也可以是教師對該小組整個項目的表現(xiàn)做出評價。教師通過評分表打分，給出包括作品完成情況、團隊小組合作表現(xiàn)、作品創(chuàng)新性等多方面客觀評價。最后，教師與學生總結(jié)該項目模塊實現(xiàn)的過程，提出改進之處，梳理所學所用的知識點。

結(jié)? 語

在中小學開展創(chuàng)客課程能培養(yǎng)學生培養(yǎng)解決現(xiàn)實世界實際問題的能力，以及以創(chuàng)造、創(chuàng)新為核心的核心素養(yǎng)，基于項目式學習開發(fā)創(chuàng)客課程是一種有效的實踐方式。本文以“防疫智慧教室”主題課程為例，圍繞該項目的制作進行活動設(shè)計，是對主流創(chuàng)客工具和跨學科組合學習的一次實踐探索，以期為項目式學習模式下的創(chuàng)客課程設(shè)計提供實例參考和經(jīng)驗借鑒。

參考文獻

王曉慶. 面向 STEM 教育的創(chuàng)客教育模式研究[J]. 中小學電教 （教學），2020（9）：5-6.

田帥. 基于Arduino的小學創(chuàng)客教育項目式學習設(shè)計[D]. 銀川：寧夏大學，2022.

王超. 中小學創(chuàng)客教育的項目式學習活動設(shè)計探究[J].教學與管理，2020（6）：110-112.