基于项目学习的初中创客教育教学实践研究

詹宋强

【摘要】基于项目学习的创客教育是以学生为中心，在学习过程中能有效地维持學习者的学习激情，提升学生解决问题的能力。本文以开源硬件在初中创客教育的应用为切入点，旨在探索基于项目学习的初中创客教育教学模式，探讨基于项目学习的创客教育对培养学生学科素养的作用。

【关键词】项目学习;初中;学科素养;创客教育

教育部在《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》中，明确提出要“有效利用信息技术推进‘众创空间建设，探索STEAM教育、创客教育等新的教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识”。如何在初中创客教育中开展项目化学习，构建高效和优质的课堂，全面提升学生的学科素养，成为当前基础教育的一个研究热点。

一、什么是项目学习

项目学习的本意是指学生运用已有的知识和经验，制定计划，在具体的情景中通过团队协作来解决问题。基于项目学习的创客教育就是以提升学生学科素养，提升学生动手能力和创新能力，从而推动国家向大众制造，万众创新的转变。

二、基于项目学习教学模式的优势及意义

传统的教学是以教师为中心，以课堂为中心，这种“重教轻学”的教学模式大大削弱了教师和学生的主观能动性。而基于项目学习的教育，教师的教从传授型向导向型转变，学生的学从被动型向主动型转变。学生可以根据自身的知识储备，认真观察存在的问题，选定项目主题及研究方向，学生学习的兴趣和热情较高，他们有全程参与动手制作的机会，有展示和分享制作成果的历程。在这过程中，要求学生从多种角度进行发散性、批判性的思考，学会借助互联网等工具选择有用的信息进行探索，从而形成一个最终作品。经过一段时间训练，学生在学科素养提升比其他教学模式所呈现的效果更具优势。

三、在创客教育中如何开展项目式教学—以自动感应小夜灯的制作为例

笔者以在社团中《条件选择结构应用—制作自动感应小夜灯》的教学为例，在制作之前，教师简单将程序选择结构模块的运行过程进行讲解，引导学生认识人体热释电红外传感器的功能和使用方法，并上传相关的微课视频给学生课前自学。学生有了基本的知识储备，教师就可以放开手脚让学生进行创作。

1.项目的选题尽可能源自生活

项目制作之初，先做好学生分组。小项目的制作两人一组，一人负责编程和硬件搭建，另一人负责外观和文案制作。在选题方面，尽量让学生基于真实的问题去选题，这样可以让学生养成主动观察生活的习惯，提升运用知识技能解决生活中实际问题的能力。在本项目中，有的学生提出制作楼道感应灯，有的学生提出制作家居安防装置……通过教师的引导，学生在真实情境和问题的递进中，经历了多轮发散与聚合的思维过程，并由偶然发散过渡到有序的发散，逐渐学会在生活、学习中发现、运用组合思维，打开创意的小宇宙，从而制作出一些有质量的作品。

2.小组合作，共同协作

确定作品主题后，小组成员共同商定作品功能，确定方案后就可以分工制作。以制作自动感应小夜灯为例，负责编程的同学用XMind软件绘制作品功能图、作品流程图、确定硬件清单（Arduino UNO、IO 传感器扩展板、人体热释电红外传感器、LED灯）、用inkscape软件绘制作硬件电路图、用Mind+平台编写程序。

负责外观制作的同学，可以选用激光切割或3D打印机制作作品的外观。激光切割入门简单，制作快速高效而逐渐受到创客的欢迎。本案例的外观制作，可以充分发挥学生的想象力，大胆设计，在制作过程中逐渐提升学生的美术和信息素养。

3.项目调试，文案撰写

作品的调试和纠错是学生学习编程必备的能力之一。在制作过程中，学生往往不是一帆风顺，有些同学在碰到问题时往往无从下手。这时，教师就要主动站出来，充当学生的锦囊和助手。但教师在帮助学生解决问题的过程中，应该一步一步提示，让学生学会使用Mind+的监视器检测传感器的输入和输出数据，学会阅读软件的出错信息，学会用搜索引擎查找问题的解决方法。只有通过这样的训练，学生才真正将学到的知识内化并灵活运用，学生解决实际问题的能力才能得到提升。作品测试完成后，就可以进行作品封装，小组的另一位学生要编写作品的演示文案，收集作品制作的过程性材料，做好项目展示的准备。

4.项目交流与展示

作品的展示从项目的制作背景与意义、创新点、实现过程与方法、功能、实验的数据、总结与展望六大方面进行陈述，学生尽可能制作PPT进行讲解。通过作品展示，学生再次回顾作品的制作过程，加深对所学知识的认知和理解，并锻炼学生的语言表达能力，提升学生的综合素养，提高学生继续深入学习的兴趣和信心。在展示环节，学生还要接受同学和教师的提问甚至质疑，这也是促进班级对所学知识整体提升的有效手段。

5.作品改进与完善

展示后，要虚心听取老师和同学的建议，不断修正程序，使作品的逻辑更加完整、程序更加简洁、外观更加完美、文档更加规范，这也是学生自我提升的过程。能力强的学生，可以适当提高要求，让优秀的人更加优秀，从而实现个性化教学的目的。如作品《自动感应小夜灯》，可以增加环境光传感器，通过条件判断的嵌套;亦可以增加语音识别功能，使LED灯的亮灭通过语音来控制。这些改进，可以使作品的功能更加完善。

6.作品完成与分享

至本阶段，项目已全部完成，学生要做好知识点的归纳，将作品的源代码，技术文档等资料整理并打包上传到展示平台。笔者在广东省双融双创充平台建有学生习作展示空间，学生完成的作品可以上传到平台供他人员观看和学习，平台可以作为学生学习知识拓展和延伸的空间，从而形成虚实融合、多元互动与跨域协同的学习场所。

本项目的制作历经两个课时，在整个制作过程中，学生以项目为中心，对学习者而言，每一次的项目制作都是自我成长的过程。历经近三年的实践，从学生的发展及笔者所带的学生在参加省、市各类比赛的成绩来看，项目学习的教学模式对学生学科素养提升有较大的促进作用。作为教师，应该坚持从提升学生核心素养的理念去审思、设计和实施整个教学过程，从而达到全面育人的效果。

【本文系广东省教育科学“十三五”规划课题“基于项目学习的初中创客教育课程教学实践研究——以开源硬件应用为例”论文成果。课题批准号2018YQJK284】

参考文献：

[1]高金丽.创客教学模式的设计与实践研究[D].华东师范大学，2016.

[2]郝志宏.中小学创客教育背景下基于项目式学习的研究[J].软件（教育现代化）（电子版），2019（25）.