PBL教學(xué)模式在創(chuàng)客教育中的實(shí)踐研究

王欣茹 張戰(zhàn)勝

摘? 要 以具體創(chuàng)客案例為依托，借助信息化技術(shù)與工具，探索PBL教學(xué)模式在教學(xué)實(shí)踐中如何開(kāi)展與應(yīng)用，以期為創(chuàng)客教育提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)客教育;PBL教學(xué)模式;智能無(wú)人車(chē);WebQuest教學(xué)模式;專題網(wǎng)站

中圖分類號(hào)：G652? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）17-0034-03

1 前言

創(chuàng)客教育是指這樣一種教育：以學(xué)習(xí)者興趣與愛(ài)好為基礎(chǔ)，提取社會(huì)生活中的現(xiàn)實(shí)要求與問(wèn)題，將知識(shí)、實(shí)踐能力、創(chuàng)造能力等培養(yǎng)目標(biāo)融入教學(xué)活動(dòng)中，使得學(xué)習(xí)者在“做”中逐漸培養(yǎng)創(chuàng)新能力，滿足未來(lái)社會(huì)對(duì)人才的需求[1]。以制作和開(kāi)發(fā)作品為目的，應(yīng)用資源開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)以解決一系列問(wèn)題的PBL教學(xué)模式符合創(chuàng)客教育的要求。本文以創(chuàng)客教育案例“智能無(wú)人車(chē)”為例，對(duì)PBL教學(xué)模式在創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)行探索研究。

2 PBL教學(xué)模式

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（Project-based Learning，PBL）中的項(xiàng)目是管理學(xué)科中的項(xiàng)目在教學(xué)領(lǐng)域的延伸和應(yīng)用[2]。項(xiàng)目教學(xué)的概念首次被提出，是在1918年美國(guó)教育學(xué)家克伯屈發(fā)表的《項(xiàng)目（設(shè)計(jì)）教學(xué)法：在教育過(guò)程中有目的活動(dòng)的應(yīng)用》一文中[3]。此概念的提出，使得教育界相關(guān)學(xué)者開(kāi)始關(guān)注基于項(xiàng)目教學(xué)的潛力與價(jià)值。20世紀(jì)90年代開(kāi)始，世界各國(guó)深入探究學(xué)習(xí)模式的變革，PBL開(kāi)始走入并逐漸滲入教育領(lǐng)域。

關(guān)于PBL的概念，美國(guó)學(xué)者福格蒂認(rèn)為：“從學(xué)習(xí)者角度而言，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是真實(shí)的學(xué)習(xí)，其本質(zhì)是動(dòng)態(tài)性，最顯著的特征是實(shí)踐性，主要圍繞項(xiàng)目設(shè)計(jì)、執(zhí)行、完成作品等活動(dòng)過(guò)程進(jìn)行。項(xiàng)目學(xué)習(xí)倡導(dǎo)學(xué)習(xí)者通過(guò)勤奮合作、積極創(chuàng)新，最終實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目要求、提交作品，進(jìn)行整合的、經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)?！钡聡?guó)的Rudolf Pfeifer認(rèn)為，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是指學(xué)生以項(xiàng)目小組的形式，依據(jù)興趣與生活經(jīng)驗(yàn)提出問(wèn)題或活動(dòng)意愿，判斷活動(dòng)可行性，并根據(jù)項(xiàng)目目標(biāo)選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式，在教師的指導(dǎo)下，自主實(shí)施學(xué)習(xí)活動(dòng)并進(jìn)行評(píng)價(jià)的教學(xué)活動(dòng)[2]。上海師范大學(xué)黎加厚教授認(rèn)為，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)以學(xué)科概念和原理為中心，學(xué)生基于調(diào)查與研究解決問(wèn)題，在完成活動(dòng)項(xiàng)目的過(guò)程中逐漸建構(gòu)自己的知識(shí)體系，并運(yùn)用于現(xiàn)實(shí)社會(huì)中去[4]。

基于以上學(xué)者對(duì)PBL教學(xué)模式的定義，本文對(duì)PBL教學(xué)模式的理解是：它是一種以學(xué)習(xí)者為中心，從社會(huì)實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，通過(guò)設(shè)置項(xiàng)目、創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)習(xí)者在做中習(xí)得知識(shí)，培養(yǎng)其主動(dòng)探索、合作探究和自主解決問(wèn)題能力的相關(guān)教學(xué)活動(dòng)框架和程序。

3 PBL教學(xué)模式在創(chuàng)客教育中的實(shí)踐設(shè)計(jì)思路

創(chuàng)客教育鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索、協(xié)作學(xué)習(xí)，是“做中學(xué)”理論的實(shí)踐產(chǎn)物，強(qiáng)調(diào)通過(guò)動(dòng)手操作將創(chuàng)意變?yōu)閷?shí)際的作品。PBL教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)探索，因此，本文提出項(xiàng)目設(shè)計(jì)需要考慮以下幾點(diǎn)。

1）項(xiàng)目的設(shè)置應(yīng)該基于學(xué)習(xí)者的興趣與生活。基于學(xué)習(xí)者興趣與生活設(shè)計(jì)項(xiàng)目，便于創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境。把要學(xué)的內(nèi)容和人的生活情感聯(lián)系在一起，激發(fā)學(xué)習(xí)者探索欲望，促進(jìn)真正有意義的學(xué)習(xí)。

2）搭建腳手架，給予學(xué)習(xí)者支持與引導(dǎo)。布魯納提出的腳手架理論指出，學(xué)生在能夠自主積極學(xué)習(xí)并建構(gòu)自己的知識(shí)體系之前，需要父母、教師以及學(xué)習(xí)同伴提供一些輔助去幫助完成無(wú)法獨(dú)立解決的任務(wù)，直至能夠積極自主地學(xué)習(xí)，建構(gòu)屬于自己的知識(shí)體系[5]。

為避免學(xué)習(xí)者面對(duì)完整項(xiàng)目無(wú)從入手的問(wèn)題，本文將項(xiàng)目劃分成一系列子任務(wù)，形成子任務(wù)鏈，讓學(xué)習(xí)者通過(guò)完成系列子任務(wù)而完成最終項(xiàng)目。另外，課程需要包含適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)資源和工具，便于維持學(xué)習(xí)者的探索欲望和勝任動(dòng)機(jī)。

3）選擇合適的信息技術(shù)工具與方法支持項(xiàng)目學(xué)習(xí)實(shí)施。實(shí)踐在創(chuàng)客教育中的PBL教學(xué)模式需要將項(xiàng)目設(shè)置在貼近生活的真實(shí)情境中，并且需要教師提供腳手架支持。另外，教學(xué)活動(dòng)需要評(píng)價(jià)。

綜合以上需求，本文借鑒WebQuest教學(xué)模式的內(nèi)容組織形式，采用專題網(wǎng)站進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)的實(shí)施。

4 創(chuàng)客教育中的PBL教學(xué)模式實(shí)踐研究：以“智能無(wú)人車(chē)”為例

項(xiàng)目主題確定? 項(xiàng)目主題的確定是進(jìn)行PBL教學(xué)模式實(shí)踐的起點(diǎn)。在創(chuàng)客教育中實(shí)施PBL教學(xué)模式，需要考慮以下幾點(diǎn)。

1）情境性、生活化?！皺C(jī)器人編程”是高中校本課程，以C語(yǔ)言和機(jī)器人基礎(chǔ)為教學(xué)內(nèi)容。關(guān)注機(jī)器人或編程在生活中的應(yīng)用與發(fā)展設(shè)計(jì)項(xiàng)目，可以給學(xué)生營(yíng)造基于現(xiàn)實(shí)的探索環(huán)境。

2）具有實(shí)踐探索空間。所選項(xiàng)目需要具有一定復(fù)雜性。學(xué)習(xí)者在不斷的挑戰(zhàn)中建構(gòu)自己的知識(shí)體系，而項(xiàng)目的完成應(yīng)該能使其在知識(shí)結(jié)構(gòu)、探究能力和協(xié)作能力等方面有所提升。

3）產(chǎn)出成果。創(chuàng)客思想能夠?qū)?chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。項(xiàng)目成果能檢測(cè)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果，帶給學(xué)習(xí)者巨大的成就感，使其在之后的學(xué)習(xí)中保持積極性。

綜合以上思考，并結(jié)合教學(xué)器材樂(lè)高零件若干、Arduino

四路電機(jī)驅(qū)動(dòng)板若干、MU視覺(jué)傳感器若干等，確定本文設(shè)計(jì)項(xiàng)目為“智能無(wú)人車(chē)”。無(wú)人駕駛汽車(chē)在國(guó)內(nèi)外一直是熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，涉及技術(shù)豐富，將其作為項(xiàng)目設(shè)計(jì)的來(lái)源，可以滿足以上項(xiàng)目設(shè)置要求。

課程活動(dòng)安排? 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，因此，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)需要考慮將問(wèn)題解決的過(guò)程設(shè)計(jì)成較為深入地探究“為什么”和應(yīng)用知識(shí)“怎樣做”的解決問(wèn)題的活動(dòng)。本文采用生成項(xiàng)目路徑的方式組織課程：將學(xué)習(xí)項(xiàng)目劃分成一系列子問(wèn)題或子任務(wù)，針對(duì)子問(wèn)題或子任務(wù)設(shè)計(jì)相關(guān)學(xué)習(xí)活動(dòng)[6]。本文基于“智能無(wú)人車(chē)”項(xiàng)目，設(shè)計(jì)課程活動(dòng)如表1所示。

腳手架設(shè)計(jì)? 將“智能無(wú)人車(chē)”項(xiàng)目劃分一系列子項(xiàng)目，對(duì)學(xué)習(xí)者的探究過(guò)程起到一定引導(dǎo)作用，這屬于課程提供腳手架的一部分。除此之外，課程需要提供腳手架內(nèi)容還包括學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)工具。

1）學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)?！爸悄軣o(wú)人車(chē)”項(xiàng)目涉及概念原理的了解、機(jī)器零件結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)和代碼的編寫(xiě)，為支持學(xué)習(xí)內(nèi)容的完成，課程需提供以下學(xué)習(xí)資源。

①文件資料類資源。文件資料類資源主要是幫助學(xué)習(xí)者了解未知概念或原理。為方便學(xué)習(xí)者及時(shí)有效學(xué)習(xí)相關(guān)概念，這部分資源多通過(guò)將鏈接直接放在相關(guān)名詞上的形式進(jìn)行組織，簡(jiǎn)單內(nèi)容以小窗口形式彈出，方便快捷;復(fù)雜內(nèi)容以專題網(wǎng)頁(yè)形式組織，全面詳細(xì)。

②軟件類資源。軟件類資源主要指編程工作，考慮到學(xué)習(xí)者不同水平的編程能力，課程提供Arduino IDE編程軟件和模塊化編程軟件（Mind+）。

③硬件類資源。Arduino可以連接多種傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的感知，板子上的MCU可以通過(guò)Arduino的編程語(yǔ)言編寫(xiě)程序。另外，根據(jù)“智能無(wú)人車(chē)”項(xiàng)目的要求，課程還提供視覺(jué)傳感器（MU視覺(jué)傳感器）、視覺(jué)標(biāo)簽和車(chē)子搭建結(jié)構(gòu)件（樂(lè)高）。以上硬件資源每組一套，確保每個(gè)小組及成員都有動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。

2）學(xué)習(xí)工具設(shè)計(jì)?；赑BL教學(xué)模式的創(chuàng)客教育是一種協(xié)作式教育、自主探索式教育，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、實(shí)踐、共享、交流意識(shí)的教育。課程提供交流協(xié)作工具、檢索工具和評(píng)價(jià)工具。

學(xué)習(xí)者應(yīng)被允許使用網(wǎng)絡(luò)支持學(xué)習(xí)者檢索資料、在線交流、合作任務(wù)、上傳作品等學(xué)習(xí)活動(dòng)。PBL的評(píng)價(jià)體系是以多元智能為理論指導(dǎo)的。在對(duì)評(píng)價(jià)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與實(shí)施中，需要考慮“課程”和“智能”兩個(gè)評(píng)價(jià)維度：一個(gè)是有關(guān)課程的，即學(xué)習(xí)者必須掌握的信息、內(nèi)容、概念和材料;另一個(gè)是有關(guān)學(xué)習(xí)者表現(xiàn)和作品質(zhì)量的[2]。因此，課程的評(píng)價(jià)不僅需要教師觀察學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的合作表現(xiàn)、參與程度等，還要設(shè)計(jì)包含基礎(chǔ)知識(shí)與能力測(cè)試的項(xiàng)目實(shí)踐報(bào)告。

專題網(wǎng)站搭建? 為了在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中向?qū)W習(xí)者提供項(xiàng)目基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)習(xí)資源和協(xié)作探索工具，使得每位學(xué)習(xí)者在項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中具有個(gè)性化成長(zhǎng)與拓展空間，筆者使用WordPress系統(tǒng)搭建項(xiàng)目主題網(wǎng)站，利用其海量模板與豐富插件滿足項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需求。

“智能無(wú)人車(chē)”專題網(wǎng)站包括主題任務(wù)、項(xiàng)目地圖、資源庫(kù)、項(xiàng)目實(shí)踐報(bào)告、檢索工具和論壇五個(gè)基本組成部分。教師將每次項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的主題發(fā)布在主題任務(wù)中，并將項(xiàng)目做簡(jiǎn)單劃分，形成一系列子項(xiàng)目發(fā)布在項(xiàng)目地圖中。學(xué)習(xí)者可依據(jù)項(xiàng)目地圖完成一系列子任務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)主體項(xiàng)目的要求。資源庫(kù)包括項(xiàng)目中所設(shè)計(jì)知識(shí)內(nèi)容相關(guān)資料，并支持學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中上傳資源，以此不斷豐富資源庫(kù)內(nèi)容。檢索工具和論壇的使用可方便學(xué)習(xí)者拓展學(xué)習(xí)空間，并與其他人及時(shí)交流，進(jìn)行思維碰撞。將以上功能整合在一個(gè)網(wǎng)站中，不僅有助于學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)完整的項(xiàng)目探究流程，更能使得學(xué)習(xí)者逐漸提高獲取信息、分析信息、加工信息的實(shí)踐能力，形成良好的信息素養(yǎng)，進(jìn)而逐步提高自主解決問(wèn)題的能力。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)教學(xué)實(shí)踐不難發(fā)現(xiàn)，以選修課形式開(kāi)展的創(chuàng)客教育的特點(diǎn)包括：學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)力多基于興趣;后期課程中學(xué)習(xí)者的知識(shí)與能力分化較大。利用專題網(wǎng)站對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合，可以較好地解決這些問(wèn)題。它首先可以提供給學(xué)習(xí)者更大的自由度，即學(xué)習(xí)者可根據(jù)自身情況在一定程度上選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)形式、學(xué)習(xí)進(jìn)度與深度等，同時(shí)有助于對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容形成完整認(rèn)知，使項(xiàng)目式教學(xué)模式的開(kāi)展實(shí)現(xiàn)分而不散的效果。

以上對(duì)于PBL教學(xué)模式在創(chuàng)客教育中的實(shí)踐探索基于目前教學(xué)實(shí)踐遇到的問(wèn)題，目的是滿足不同能力學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求。教師在實(shí)施過(guò)程中還應(yīng)根據(jù)實(shí)際遇到的問(wèn)題，及時(shí)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，大膽實(shí)踐，積極探索?！?/p>

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