基于项目式学习的高中创客社团探索与实践
魏鹏飞
摘? 要 以秦安一中创客社团课程教学为例，在授课过程中以某一个社会热点问题为任务切入点，将项目式学习方法应用到高中创客教育中，利用开源硬件Arduino和数字化工具软件Mind+，通过对学科间的知识进行有效整合与重组，设计制作创意作品，从而培养学生跨学科解决问题的能力，进而克服传统教学内容比较零散、形式比较单一的弊端。
关键词 高中;项目式学习;创客教育;信息技术;素质教育;核心素养;Arduino;思维导图
中图分类号：G632.0? ?文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2020）17-0060-03
1 创客教育的背景
学校是培养人才的重要场所，应该把创客教育作为素质教育的重要途径，但是目前创客教育缺乏完整的课程体系以及行之有效的授课模式[1]。2015年9月，教育部出台《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》。此后，高中各科教学信息化的程度不断加强。作为信息技术课程的专业教师，更应该侧重于学生学科核心素养的培养。
2 创客教育的理念
創客即通过相关计算机模型搭建，合理恰当利用数字化工具软件进行程序设计，从而将想法付之于实践，最终让创意变为现实。同时，创客作品也是互联网的新一代产品，任何个人作品都能通过互联网进行分享与交流。在高中教学阶段进行项目式学习的课堂教育与动手操作课程，是以创客教育的核心理念为基础。从某一个层面来说，广义上不存在所谓的创客教育，只能将其称之为创客培养。具体到高中信息技术课堂，也起到教育培养功能的实践作用，是对新高考评价体系下的高中教育的全新探索。
3 在普通高中开展创客教育的必要性
课程设计更加情境化、综合化? 传统的课程设计一般在本学科内进行，它是局部的，更是零散的，学生被局限在单一的问题情境中，学习单一的学科知识，学习就像盲人摸象，无法形成系统的知识框架。而项目式课程设计，倡导以现实情境中的真实问题为索引，通过教师引导，形成问题链、查阅资料、小组合作、动手自制，最终形成一个完整的知识体系。整个学习过程包括从点到面的学习、从简单到复杂的学习、从低级到高级的学习，整个学习中将传统意义上的被动教学转化成积极动态的新常态教学，学生在认知建构的方式上进行重组，提高知识与能力的交互水平，从而真正改善落后的教学层次。
有利于教师教学理念的转变? 目前的教育理念已无法满足教育发展的新需求。与此同时，随着信息技术多领域快速发展，新型科技已经融入生产、生活当中，社会对创新型人才的需求愈发迫切。传统的教学模式已经不利于当下学生的个性发展，在高中阶段开展创客教育有利于教师教学观念的转变、教学模式的改进，从而引导教师以学科素养为导向，将项目式教学模式融入具体的教学实践。在实际授课过程中，教师以解决现实中的问题为目标，结合现实情境设计教学案例，以便能够深刻体会项目式教学模式的精髓。
培养创新型人才的迫切需求? 创新型人才的培养，不是一朝一夕就能完成的，它是一项长期的、复杂的系统化工程。中小学时期是学生学习效率最高、接受能力最强的学习阶段，也是创新启蒙和发展的黄金阶段。尤其是中学时期，学生处于认知水平的高峰，项目学习背景下的创客教育有助于学生创新能力的培养，也有助于学生创新意识的培养，对今后的接受教育和大学学习具有关键作用。传统的知识是单学科的、不成体系的，授课方式以讲授为主，教师是课堂的主角，学生的学习很被动。这样习得的知识比较固定，学生能够创新、爬高的空间不是很大，教学方式和教育理念不利于学生创新能力的培养。而项目式教学模式则提倡学生自主学习，教师将学生分为若干个小组，以某一个社会热点问题作为任务切入点，让学生通过头脑风暴、规划与设计、实施、总结交流等步骤，解决现实生活中复杂的、具有挑战性的问题。让学生在探索中自主学习，这样更有利于知识的学习和迁移，有利于创新能力培养与其他能力的提升。
4 项目式学习的课堂操作模式
高中信息技术课堂中项目学习的界定? 项目式学习（Project based learning，简称PBL）是一种以学生为主体的新型教学模式，这种模式的学习是以小组合作、自主探究和任务型教学为基础，进行更有序列、有目的、有创意、有思考的新形式复合学习。学生在整个活动或项目学习参与中，做到“学”与“用”合二为一、紧密结合，可以对自己的项目进行精心设计、规划和实施，从而有效地习得知识，实现技能的迁移，形成高级的思维能力，具备核心素养要求的关键品格。
项目式学习的特点
1）驱动性任务的选择。项目式学习的一个显著特点是驱动性任务[2]。所谓驱动性任务，是指围绕日常生活中真实的场景，由参与的科任教师、高中学生和其他参与者事先设计好的一定数量和质量的开放性问题，然后针对提出的这些问题进行分析、判断与拟定解决的具体方案。当然，应该是在教师的引导下，让学生以小组的形式，通过自主学习、小组合作，最后设计出解决方案，进而制作出作品。所以，驱动性任务的选择尤为重要，这些任务往往源自学生的日常生活，但是又高于学生当前的认知水平。同时，这些任务也应该具有选择性（发散性思维）和指向性（学习目标）。
驱动性任务的选择参考指标：可行性，即学生通过自己的努力，最终是可以解决问题的;开放性，即问题的来源、解决方案、答案等都是多维度，不是唯一的;价值性，即驱动性任务的选择应该与学科核心价值相一致;情境化方向，即任务源自生活，但高于生活;重要意义，即任务通常是能够激发学生学习兴趣、提高学生认知水平的;思想道德层面，任务是具有正能量的;可持续性，即应该能使学生保持对项目的制作兴趣。
2）教师的角色转变。与传统的教学模式相比，项目式学习模式更注重高中学生的特长发展和自主性，在实际教学中显现出的优点颇多，具体见表1。
5 项目式学习思维导图
在项目式学习的教学中，教师应该充分利用思维导图，有针对性地对自己的教学展开设计和规划，以期能够取得良好的教学效果。在高中信息技术课的教学实际中研究发现，在使用思维导图后，课堂的教学效率、学生的理解能力与记忆背诵能力都快速提升，各项指标都超越了传统的课堂教学。图1为笔者所设计的思维导图在项目式学习中的整体应用流程。
笔者在平时的信息技术教学中发现：高中学生，尤其是高二年级以上的学生，已经完全具备绘制各科教学所用的简易版思维导图的能力。因此，教师要多鼓励学生，放手大胆地让学生自己去尝试，给学生足够的成长空间和时间。在高中学习阶段，学生的课业负担特别重，如果能够利用创客教育模式下的新知识体系的梳理与归纳，就可以有效节约学生记忆或背诵的时间，以帮其更好地投入其他领域的活动或学习中，对学生减负方面有着重要的促进作用。
6 基于项目学习案例：秦安一中创客空间教育及设计样例
秦安一中创客空间创建于2018年7月，为北京创客研究院与秦安县人民政府共建，现有Arduio中级套件12套，micro：bit套件10套，面包板20套，创意机器人套件五套，中小学生创客大赛专业版两套，兼职教师两名。秦安一中作为甘肃省省级示范性学校，特别重视学生创新思维和创新精神的培养，因此特别申请把创客教育这个项目作為学校具有科技特色的学生社团项目，进行重点建设。社团成立伊始，就把“做中学、学中做”作为学生习得新知识的理念，以“激发学生兴趣，拓展课外知识，提高实践能力和学生综合素养”为活动宗旨[3]。本社团以学科核心素养为育人导向，以项目式学习为育人模式，使用开源硬件（Arduino）和Mind+编程环境，将学生的创意变为现实[4]，以达到培养创新型人才的育人目标。学校社团活动开展以来，赢得广大学生的积极响应，参与社团活动的学生怀着饱满的学习兴趣和浓烈的探究欲望，积极动手动脑，相互沟通合作，在获取新知识的同时，极大地锻炼了实践与创新的能力。
在授课模式上，社团采取集中授课和分散学习相结合的形式。一方面，确定每周二为集中授课时间，每次活动确定一个主题，将社团成员分为若干活动小组。在每一项活动中，教师向小组成员提出一些比较贴近生活的、具有一定挑战性的任务，给他们提供相关的教学资源，让学生亲自动手制作，充分发挥学生的主动性、创造性，培养动手操作能力。另一方面，分散学习采用QQ群的形式进行讨论与交流，学生可以在群内讨论制作作品过程中遇到的问题，指导教师也可以对相关问题进行线上解答。表2所示创客教学案例和表3所示作品评价标准，都是在项目式学习模式指导下形成的具体案例。
7 结语
总之，创客教育虽然是当前高中学生素质教育实施的重要途径，但是目前创客教育缺乏完整的课程体系以及行之有效的授课模式，成熟的项目式学习模式以及应用的典型案例仍须在创客教育的探索与实践中不断完善。重要的是在教学过程中，项目式学习的方式能够有效地帮助高中学生掌握智能作品创造技能，有效培养自主协作学习、获取知识和信息处理的能力，值得重视和推广。■
参考文献
[1]刘伟善.基于项目学习的高中创客课程教学案例设计与实施：以“智能轨道小车制作”为例[J].教育信息技术，
2019（Z2）：65-67.
[2]周昱希.基于在线课程的小学项目学习实施研究[D].河南：河南大学，2019：31-33.
[3]吴兰臻，郑海昕，王天祥，译.基于Arduino的趣味电子制作[M].北京：科学出版社，2011：71-76.
[4]陈吕洲.Arduino程序设计基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2014：89-90.
