基于PBL的S4A创客教学实践

钱唯伟

创客思想的广泛传播，引起了越来越多教育者的共鸣。目前，全美已有包括MIT、哈佛大学、斯坦福大学等在内的近百所高校面向不同年级、不同专业的学生开设了创客课程。与传统课程相比，因为其具有更高的开放性、自由度和灵活性等特点，逐渐成为培养创新人才的主要阵地。在此大环境下，为了满足小学阶段“小创客”们的学习需求，S4A横空出世，成功地将程序设计、互动设计与设备操作等学习领域相结合，学生不再需要借由深奥的程序算法来控制硬件，只需在拼接式的拖拽操作中进行程序设计，即能快速连接硬件，实现创意。关于PBL（Project-based Learning），很多学者认为其本质是为学习者设计探究活动，而这些探究活动是由一整套课程活动所构成，包括回答引导问题、利用新科技与他人进行合作学习以及创造出代表学生自身了解程度的作品。它提供高度复杂且高真实性的项目，让学生借此找出问题，设计题目，规划行动方案，搜集资料，建立决策行动，完成探究历程并呈现作品。相较于传统讲授式教学方式，PBL更注重高层次的思考与问题解决技能的培养。

项目化教学整体设计

1.研究对象分析

本次教学实践的研究对象为小学高年级学生，本着自愿报名的原则，并综合考虑到S4A项目化课程对Scratch基础知识的要求，笔者对已报名的学生进行适当的筛选后组建班级。为了验证改进计划的有效性，笔者将研究对象分成总人数相等的两个试验组，并分别进行前后两次教学实践（如下页表1），对比两组的学习效果。

2.课程项目化设计

本研究依据PBL的课程理念、性质、目标，并结合当下較为流行的S4A软硬件，初步设计了具有内在联系的“智能LED”“智能传感器”以及“软硬件结合做游戏”三个创客教学项目，其中每个大项目还分别设计了三个子项目，子项目之间具有内在逻辑性，知识上循序渐进，螺旋上升。同时，为了达到巩固与综合所学知识的目的，每个大项目中间都设置了综合拓展环节，具体项目结构示意图如表2所示。

3.准实验研究整体过程设计

此次教学实践过程采用准实验研究法，具体研究过程如下页图所示。计划是建立在学生特征分析、学习需求分析与满足教学目标之上的计划；行动是对计划的严格实施；评价是对学生的学习成绩、作品的完成度进行分析；反思是反思教学重难点的呈现形式与知识量的大小，并结合学生的学习体验，考虑影响教学的其他因素，教师对二次教学的理论进行指导。

4.教学评价设计

（1）学习成绩分析。笔者根据回收的学习单进行数据收集，测试题量较少，但所包含的题型较为多变，其中有选择题、填空题、连线题与画图题等。为了便于统计，笔者采用了百分制计分法，根据题量与知识点重要程度合理分配分值，并计划将获得的成绩数据输入统计软件SPSS 17.0中，进行配对样本T检验，以此来检测两次教学中学生掌握知识的情况。

（2）学生作品分析。为了检验学生对教学知识点的掌握情况与创新思维的变化情况，本研究采取通过对学生的作品分析来得出结论，从作品的深度进行评价，评价原则如下页表3所示，深度评价主要依据学生的项目完成情况，来检验学生的知识点掌握程度。

5.项目化教学实施

（1）确定教学内容与目标。笔者根据S4A创客课程项目序列确定主要教学内容，初定教学目标，并结合研究对象分析结果对教学内容与教学目标进行二次调整，使其更加符合学生的实际需求与能力特点。

（2）情境导入，激发兴趣。每一个项目都必须结合具体情境展开，使学生的学习行为一直处于情境当中，有利于激发学生的学习兴趣与促进知识迁移的发生。

（3）引入任务，提出挑战。由学生体验真实情境过程中遇到的问题引入任务，以解决问题为目标，提出本节课的任务挑战，思索综合应用所学能否解决问题。在得出知识空白后，便于教师接下来新课的展开。

（4）教授新学。教师根据任务设置，提炼原理性知识点，做到必要的讲解。

（5）学生设计活动。经过指导课程的讲解，教师将课堂交还给学生，让他们结合学案中的程序流程图与讲解的知识点，根据任务需求设计作品。在此期间，教师巡堂并进行适当的点拨性指导。

（6）作品展示。实现完整程序功能的学生上台展示其作品，并阐述其制作该作品时的想法与创新点。未完成的小组与个人也需进行成果汇报，阐述作品创作时遇到的问题，并请全班同学出谋划策。

（7）总结提升。在课堂的最后环节，由教师总结本次项目中的重要知识点，并就上个环节中展示的作品进行适当的点评，指出创新之处与不足之处，鼓励学生课后改进作品，将有趣的想法加入其中，丰富自己的作品。

学习效果分析与讨论

1.学习成绩分析

本课程的三个项目一共包含九个子项目。在两次教学中，笔者分别对这九个子项目中各小组的学习单成绩取平均值（卷面分值为100分），统计结果如下页表4所示。

由表4可知，九个教学子项目中绝大部分数据显著性（Sig值）均小于0.05，差异性显著，而且平均分方面，二次教学普遍优于一次教学，说明S4A创客课程项目化教学对学生的知识掌握具有积极影响。其中“雨水报警”与“声控捕蝶”子项目，显著性Sig值大于0.05，未达到差异性显著，此次研究并未对其产生的原因进行分析调查，但不排除是由于二次教学中所做的调整引起。

2.作品分析

在《LED综合拓展》一课中，二次教学的得分情况较一次教学有明显改进，基本都完成了作品，且多数学生得分在2分以上，说明其不仅完成了作品还产生了各样的创新想法。

在《传感器综合拓展》一课中，二次教学的得分情况较一次教学稍好，但是差距不是十分明显，主要得分集中在2分区间。而3分区间，二次教学有8人，略多于一次教学的7人。在《软硬件结合做游戏综合拓展》一课中，一次教学的得分主要集中在2分区间为11人，而二次教学的得分主要集中在3分区间为14人，多于一次教学的6人。综上所述，二次教学的得分情况较一次教学差距十分明显，二次教学在完成作品的前提下完成创意想法的人数明显上升。一方面，考虑到“做游戏”的教学目标更加符合学生的兴趣；另一方面，通过之前两个项目的学习与实践，已经为第三个项目打下坚实的理论与操作基础，便于学生创意的实现。从以上分析可知，二次教学均稍优于一次教学，这表明此次研究中所作出的修改与调整具有一定的正确性。

3.教学反思

此次研究中，主要问题表现为：教学设计存在不足，课堂交互性较差。对如何才能调动学生，加强其交流协作的效率缺乏思考；对个别知识点的讲授过于粗略，制约了学生的编程水平发挥。学生作品质量有待提高。部分学生投入的时间精力不够，作品整体质量不高。同时，由于器材与硬件设备有限，不能满足学生的学习需求，评价指标不够全面。限于笔者的能力与时间，本研究中使用的评价指标还存在漏洞与局限性，导致最终的测量结果存在一定的误差。

结语

本文从创客教育发展现状入手，进而针对研究空白进行了基于PBL的S4A创客教学实践，具有一定的创新性，并采用准实验研究法为指导，进行研究的整体设计。通过实践教学，笔者分别从学习成绩与作品方面对学生进行评价，生成教学反思，从而不断反馈和调整教学设计，不仅提高了学生的学习效率，也通过二次教学验证了其调整的有效性。

此外，以PBL为教学框架，S4A创客课程为内核，确实有利于培养学生的创新、合作、反思、推理与自主探究等高阶思维能力，能满足知识经济时代对创新型人才培养的需要，并能对培养学习者高阶思维能力产生较大的帮助。endprint