項目式學(xué)習(xí)中探究活動的設(shè)計和實施

黃淑燕

項目式學(xué)習(xí)是以問題為起點，以取得項目成果為目標，以解決真實問題為手段，以知識應(yīng)用為導(dǎo)向的教學(xué)方法，該方法強調(diào)學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)和運用。項目式學(xué)習(xí)的最大優(yōu)勢是有利于學(xué)生自主探究和合作學(xué)習(xí)。學(xué)生針對問題進行探究是項目式學(xué)習(xí)的核心環(huán)節(jié)。學(xué)生是在活動過程中發(fā)現(xiàn)問題。教師需要結(jié)合問題設(shè)計探究活動。探究活動因問題而來，探究的成果迭代形成解決方案（項目成果）。學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，以及問題與沖突的解決，這些都發(fā)生在探究活動中。但是，項目式學(xué)習(xí)特別是探究環(huán)節(jié)往往存在如下問題：探究流于表面，有探究形式無探究內(nèi)容;探究層次單一、內(nèi)容過淺;探究偏離項目問題等。筆者以“設(shè)計自助點餐程序”為例，嘗試從教與學(xué)兩方面對上述問題提出解決方案，即優(yōu)化教學(xué)設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提供充足資源支持學(xué)生深入探究，有序組織探究活動引導(dǎo)學(xué)生進階并迭代項目成果。

一、精心設(shè)計教學(xué)方案幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題

項目探究活動的設(shè)計和實施包括問題引出（情境創(chuàng)設(shè)）、內(nèi)容設(shè)計、活動實施、活動排序等。發(fā)現(xiàn)問題是探究活動的起點。教師設(shè)計項目時，為學(xué)生設(shè)置了融合學(xué)科知識與技能和真實問題的情境，精心埋線、布局，多角度、分層次提出系列任務(wù)，逐步逼近核心問題。項目啟動時，教師積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，讓他們圍繞核心問題進行“真探究”。

（一）在項目情境中布局

【項目情境】學(xué)校食堂每到用餐時間總出現(xiàn)排長龍的現(xiàn)象。為提高管理效率和點餐結(jié)算速度，學(xué)校決定開發(fā)用餐管理程序。程序功能包括但不限于：師生自助點餐結(jié)算、營業(yè)額統(tǒng)計、分析每天（或每周、每月）最受歡迎和最不受歡迎的菜品……

程序動態(tài)收集每天師生用餐數(shù)據(jù)，便于食堂更科學(xué)高效地管理，提供更符合師生口味的餐食。

案例中，教師選擇了學(xué)生熟悉的“食堂打飯”作為項目情境，提出了現(xiàn)實世界的需求“點餐結(jié)算及統(tǒng)計分析”，也提出了問題，明確了“開發(fā)程序”的任務(wù)目標。學(xué)生需要編制程序，完成分析問題、抽象建模、設(shè)計算法、編寫程序、調(diào)試運行等工作。核心內(nèi)容“運用算法及程序設(shè)計知識解決問題”覆蓋了程序開發(fā)的整個過程，無論學(xué)生最后開發(fā)的程序是“樸素”的或是“豪華”的，學(xué)生進入“開發(fā)”環(huán)節(jié)就要經(jīng)歷整個過程，就可能發(fā)現(xiàn)問題，投入探究活動。

（二）在項目要求中埋線

針對項目情境，教師結(jié)合學(xué)科要求和內(nèi)容要求，設(shè)計項目要求，幫助學(xué)生突破難點，建構(gòu)核心知識。學(xué)生參與“設(shè)計自助點餐程序”項目式學(xué)習(xí)，需要學(xué)習(xí)的核心知識是算法設(shè)計，需要掌握的關(guān)鍵能力是編寫程序?qū)崿F(xiàn)算法，難點在于建立從現(xiàn)實世界到計算機世界轉(zhuǎn)換的過程，主要的素養(yǎng)要求是發(fā)展計算思維能力。思維的轉(zhuǎn)換及能力的提升只能通過學(xué)生感受、體驗，在解決問題的過程中實現(xiàn)。教師可對學(xué)生活動進展的各個部分（環(huán)節(jié)）提出具體要求，通過層進式的設(shè)計，埋下探究的線索?！熬幊虒崿F(xiàn)算法”教學(xué)能極好地將編程知識的學(xué)習(xí)和計算思維的培養(yǎng)、實際問題的解決融合在一起，同時體現(xiàn)“優(yōu)化迭代”的學(xué)科思想。針對這一部分，教師設(shè)計了具體要求并預(yù)設(shè)可被發(fā)現(xiàn)的探究線索（見表1）。

隨著活動的深入，學(xué)生必然碰到并發(fā)現(xiàn)問題，區(qū)別僅在于有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問題多一些，有的少一些。

二、充足的資源助力學(xué)生深入探究

建構(gòu)主義認為人的發(fā)展水平包括現(xiàn)實的和潛在的，現(xiàn)實水平與潛在水平之間的區(qū)域是學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)。教師設(shè)計項目式學(xué)習(xí)的要求時，應(yīng)基于學(xué)生的現(xiàn)實發(fā)展水平將目標設(shè)置在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū);同時也要為學(xué)生提供充足的學(xué)習(xí)支架，包括核心知識和各種資源以及探究指引，有效支持學(xué)生探究。

（一）鋪墊核心知識和必備能力

核心知識和必備能力是學(xué)生進行探究的基礎(chǔ)。學(xué)生參與探究活動必須以其已有的知識和經(jīng)驗為基礎(chǔ)，通過不斷地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題來學(xué)習(xí)新知識，掌握新技能。教師將學(xué)生的探究活動分為三個層次：一是學(xué)習(xí)知識;二是運用知識;三是提出解決方案。在這里，知識是基礎(chǔ)，運用知識是手段，提出解決問題的方案是目標。學(xué)生只有掌握一定的知識和技能，才能運用知識創(chuàng)造性地解決問題。

例如，“設(shè)計一個點餐程序”項目涵蓋的知識內(nèi)容、學(xué)科技能和涉及的學(xué)科思想包括：（1）分析需求;（2）提取數(shù)據(jù)，抽象特征，建立模型，設(shè)計算法;（3）設(shè)計程序;（4）迭代優(yōu)化。項目涉及核心知識和必備能力如下（見表2）。

學(xué)生在設(shè)計算法之前，必須了解需求分析方法、提取事物特征方法、用數(shù)據(jù)描述事物的方法、用計算機解決問題的過程等知識。教師通過課堂活動或探究活動幫助學(xué)生獲得核心知識，提升必備技能。對于程序設(shè)計知識，學(xué)生可以通過探究來獲得。對于算法的設(shè)計，學(xué)生通過教師引導(dǎo)，在課堂上共同分析完成。教師根據(jù)需要可將核心知識的學(xué)習(xí)安排在項目開始前，也可以在活動過程中穿插進行。

（二）設(shè)計“通關(guān)任務(wù)”，促進知識建構(gòu)與問題解決的融合

為幫助學(xué)生掌握核心知識，教師設(shè)計了“通關(guān)任務(wù)”，讓學(xué)生在探究活動中融合應(yīng)用核心知識。教師根據(jù)知識建構(gòu)的需要，設(shè)置相應(yīng)層級的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在探究中構(gòu)建知識?！巴P(guān)任務(wù)”探究活動與項目實施步驟是交替進行的：學(xué)生參與探究活動，解決項目實施中的關(guān)鍵問題，其結(jié)果用于推進項目實施;學(xué)生在項目推進中又會發(fā)現(xiàn)新的問題，參與新的探究。

例如，在“設(shè)計一個點餐程序”項目中，為幫助學(xué)生掌握“編寫程序?qū)崿F(xiàn)三種結(jié)構(gòu)”這一核心知識，教師設(shè)計了如下探究活動（見表3）。

這一組三個活動，同屬一個主題，難度逐漸提升，與項目要求有一定聯(lián)系，探究活動所獲取的知識運用于解決相應(yīng)的項目問題，推動項目進展：完成順序模型的構(gòu)建，就可以進入基礎(chǔ)版的探究;完成選擇結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，就可以開啟進階版的探究;完成循環(huán)結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，積累前面的經(jīng)驗，就可以升級探究了。

（三）搭建支持探究活動的數(shù)字化學(xué)習(xí)空間

一般的探究活動包括問題討論（頭腦風(fēng)暴）、觀察思考、實踐實驗、調(diào)查分析（數(shù)據(jù)收集）、拓展提升等類型。教師可利用各種數(shù)字化工具或平臺搭建數(shù)字化學(xué)習(xí)空間支持學(xué)生探究。教師可以使用如思維導(dǎo)圖、共享文檔、在線調(diào)查等數(shù)字化工具來輔助學(xué)生開展活動，也可以使用集成的數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺來支持學(xué)生探究。

1.學(xué)習(xí)資源支持學(xué)生建構(gòu)知識

例如，教師用UMU建立覆蓋項目學(xué)習(xí)全流程的專題課程，設(shè)置微課、課件、教程、閱讀材料支持學(xué)生學(xué)習(xí)知識。筆者在數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺上搭建了“設(shè)計校園自助程序”項目專題課程探究空間。

2.即時反饋促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)

學(xué)生在探究過程中如能獲得成功的體驗，他們將會有更大熱情投入學(xué)習(xí)。教師在引導(dǎo)學(xué)生探究時，可以依托數(shù)字化平臺，設(shè)置學(xué)習(xí)測評與反饋、成果交流展示等交互活動，使用調(diào)查結(jié)果分析、測試情況分析、作品展示等即時反饋功能，適時為學(xué)生提供展示學(xué)習(xí)成果的平臺。例如，筆者使用學(xué)習(xí)榜單功能表揚先進學(xué)生，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)他們自主學(xué)習(xí)。

3.借助工具引領(lǐng)學(xué)生探究

以討論環(huán)節(jié)為例，教師提供問題列表引導(dǎo)討論，讓學(xué)生在平臺上發(fā)表意見。平臺即時統(tǒng)計數(shù)據(jù)并圖形化展示討論結(jié)果。教師、學(xué)生、工具三者協(xié)力，將“說過就算”的現(xiàn)場討論轉(zhuǎn)成數(shù)字化平臺上看得到的討論成果。此外，如項目實施記錄表、活動評價表、項目報告范例等，都是引導(dǎo)學(xué)生探究的有效工具。教師使用這些數(shù)字化工具，能更方便地引領(lǐng)學(xué)生探究。

三、有序探究推進項目成果落地

“不能則學(xué)，不知則問。”（《荀子》）項目式學(xué)習(xí)的最大好處是創(chuàng)造了一個真實或接近真實的情境，使學(xué)生感覺到、觸摸到新事物，引發(fā)疑問。一旦學(xué)生有疑問，教師要做的，就是努力讓這個疑問帶動學(xué)生開啟探索之旅。學(xué)生探究離不開問題，否則就是無源之水、無本之木。疑問的產(chǎn)生要有土壤，問題的解決要有引子，學(xué)生的探究通常是從提出問題開始的。

（一）以問題驅(qū)動探究活動

當一個項目活動開啟的時候，學(xué)生從教師提供的情境中獲取信息，了解問題（確定活動起點）。學(xué)生閱讀項目規(guī)劃和設(shè)計文本，明晰解決問題的路徑。在項目任務(wù)要求中，教師以核心問題為基礎(chǔ)埋下探究線索。學(xué)生在推進項目，完成任務(wù)時，不同組別（選題、探索方向不同）學(xué)生可能從教師埋下的線索中發(fā)現(xiàn)不同的問題。這些問題是學(xué)生推進項目繞不開的。以問題和需求為導(dǎo)向，學(xué)生的探究不再停留于“是”或“不是”的淺表判斷。

如前所述，對“設(shè)計點餐程序”項目，教師依據(jù)項目核心問題“分析問題設(shè)計算法”“用選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)算法”“提升要求優(yōu)化迭代”，將項目要求分為三級?；A(chǔ)版（1.0）：能點餐、能結(jié)算。進階版（2.0）：優(yōu)化界面提高用戶體驗，實現(xiàn)多菜式點餐。高級版（3.0）：多人次點餐、結(jié)算;數(shù)據(jù)分析。

在基礎(chǔ)階段，學(xué)生要解決的問題是“了解用程序解決問題的過程;學(xué)會程序的編制、調(diào)試和運行”;在進階階段，學(xué)生要解決的問題是“理解問題解決的邏輯順序;用選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)算法”;在高級階段，學(xué)生要解決的問題是“優(yōu)化問題解決過程，迭代提升算法效率”。這些問題的難度是螺旋遞進的，學(xué)生在探究過程既能獲得成功體驗，又不斷被適時發(fā)現(xiàn)的新問題牽引前進。

在教學(xué)過程中，教師在項目要求中布下的線索不一定會被每組學(xué)生發(fā)現(xiàn)。不同小組在參與項目活動的過程中因成員基礎(chǔ)不同、選題不同，發(fā)現(xiàn)的問題也不同，探究結(jié)果也呈現(xiàn)不同狀態(tài)，這正是項目式學(xué)習(xí)的魅力所在。學(xué)生在深入體驗生活解決實際問題過程中，體驗了解決問題方式的多樣性，認識到生活中的細節(jié)和問題處理方式的合理性，感悟使用計算機解決問題與用人工解決問題的不同之處，從而建構(gòu)起自己的知識體系，轉(zhuǎn)變思維方式，提升信息素養(yǎng)。

（二）以探究活動推動項目進展

在不偏離方向的前提下，學(xué)生完成項目活動任務(wù)存在多種探究路徑。師生雙方在各個探究活動和項目實施步驟的次序安排上，可以有多種選擇。探究序列不同，項目進展的方向也不同。教師在做項目設(shè)計時，梳理整個項目涉及的知識和技能，預(yù)設(shè)可能發(fā)生的問題，提出合理的探究活動序列建議，同時給出了一個開放的探究地圖（如圖1）。

以“點餐程序”為例，教師將列菜單作為點餐程序開發(fā)的出發(fā)點，將出賬單作為項目終點。項目被分為菜單、點餐、結(jié)算三個部分，每個分支的細化是對各自功能的優(yōu)化。教師在項目框架上加上相應(yīng)的拓展空間和知識點、技能點，為學(xué)生搭建了一個三維的探究空間。教師根據(jù)知識的承接關(guān)系給出建議性的探究路線。學(xué)生按照探究地圖中虛線箭頭所示的探究路線，能理解變量、運算、輸入、輸出以及程序的基本結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)，完成基礎(chǔ)階段的任務(wù)。學(xué)生參考探究地圖，既可在橫向上對某部分深入探究，又可在縱向上完善框架，或者在知識和技能上得到提升。

項目式學(xué)習(xí)是教與學(xué)雙方的同頻共振，教與學(xué)在探究活動的設(shè)計和實施這一點上交會。教師對于學(xué)生的知識學(xué)習(xí)、能力提升和問題解決進程進行科學(xué)安排，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題并通過探究活動解決問題，最終教會學(xué)生如何學(xué)知識和用知識。

（作者系廣東省汕頭市聿懷中學(xué)教師）