如何培養(yǎng)初中生實踐創(chuàng)新能力

袁宇迪　鐘慧珍

創(chuàng)新人才是一個國家的核心競爭力。2016年正式發(fā)布的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》六大素養(yǎng)分別是人文底蘊、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當、實踐創(chuàng)新。

隨著人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為了培養(yǎng)未來社會需要的人才，課程變革中增添新課程也是教育發(fā)展的需要。2019年9月起廣州市義務(wù)教育階段試行人工智能課程，課程指南中定義人工智能課程是一門實踐性、綜合性和發(fā)展性的課程。我校作為廣州市首批人工智能實驗校，如何有深度有效度培養(yǎng)初中學(xué)生實踐創(chuàng)新能核心素養(yǎng)，我們做了如下實踐探究。

一、靈活組建小組為開展項目式學(xué)習(xí)墊下基石

項目式學(xué)習(xí)是基于真實問題情境，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、進而解決問題，讓學(xué)生在這個過程中學(xué)習(xí)知識和技能，強調(diào)綜合應(yīng)用各科知識完成項目，含有“分析、設(shè)計、制作、實驗”等工程學(xué)要素，更能體現(xiàn)動手實踐和創(chuàng)新創(chuàng)造的特征。

開展項目式學(xué)習(xí)關(guān)鍵是組建高效的小組團隊。初中生的知識儲備非常有限，思維心智能力都處于發(fā)展中，主動、堅持、吃苦耐勞等品格較弱。要組建適合長時間開展項目學(xué)習(xí)的團隊并非易事。我們在開展校本人工智能課程實踐過程中，進行以下三種團隊組建實驗。（見表1）

對比三種小組組建方式發(fā)現(xiàn)，第一種小組組建速度快、人數(shù)整齊，但在團隊學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)較嚴重的“推著學(xué)”“光棍司令”等現(xiàn)象，不積極的學(xué)生主動性較差，常以各種理由消極面對小組的分工任務(wù)。第二種小組組建，我們使用問卷方式以及課堂自愿選擇方式組建小組團隊，出現(xiàn)好朋友抱團選擇，容易出現(xiàn)清一色“男團”“女團”和假愛好的情況，也不利組長后期的管理。第三種方式是在第二種組建基礎(chǔ)實踐一段時間后，再融合第一種組建方式。目前我們是通過第三種方式組建小組，小組學(xué)習(xí)過程能有效避免第一、二種合作學(xué)習(xí)中的頑固問題。由此得出，初中生的小組組建適用靈活組建策略，要給予團隊試錯時間，另外教師要細致觀察、耐心指導(dǎo)和培養(yǎng)組長。在不斷微調(diào)中盡可能把不同長處的學(xué)生組合一起，才有利于他們發(fā)揮出各自的優(yōu)勢。

二、源于實際身邊的問題為實踐創(chuàng)新力助燃

真實問題是項目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，有利于調(diào)動學(xué)生積極參與積極調(diào)用各科知識，這樣的項目學(xué)習(xí)的成就感和自豪感更高。初中階段學(xué)生的身心進入快速發(fā)展期，興趣愛好不穩(wěn)定，加上學(xué)業(yè)任務(wù)加重，對事物容易出現(xiàn)三分鐘熱度。因此，初中項目式學(xué)習(xí)的問題不僅要求真實，更需要注重與學(xué)生學(xué)習(xí)生活息息相關(guān)，這樣的問題才有價值有意義吸引學(xué)生長時間做下去。

下面以我校兩個校本人工智能課程項目為例闡述項目問題的選擇方向，分別是七年級的“校園智能模型”和八年級的“智能中國地圖”。七年級“校園智能模型”項目的問題是，我校作為一所五十多年歷史的校中校，由于受地理位置局限，建筑錯綜相連。初次到校的人員（如新生，家長，校外師生），在尋找會議場所或辦公室耗費大量時間。如果能夠為學(xué)校設(shè)計制作一個既形象美觀、又能夠準確快速找到學(xué)校重要的會議場所、辦公室的校園智能模型，那就解決了初入校園人員快速查找場地或部門這個問題。這個項目就是源于學(xué)生學(xué)習(xí)校園的問題且學(xué)生有切身體會，學(xué)生能置身于問題的情景中。在制作設(shè)計模型過程小組團隊親自走訪校園各個角落，在走訪過程中發(fā)現(xiàn)校園美的同時，也增強對校園的熱愛和責(zé)任擔(dān)當意識。八年級的“智能中國地圖”是基于同學(xué)們學(xué)習(xí)中國地理章節(jié)，難以記憶中國的三十四個省會城市，通過動手實踐做一個學(xué)具，運用智能手機app，連通作品上藍牙模塊硬件，實現(xiàn)快捷學(xué)習(xí)中國地圖上各省會知識和定位地理位置。在真實的學(xué)習(xí)需求下，學(xué)生更有動力邊做邊結(jié)合自身的學(xué)習(xí)特點創(chuàng)新設(shè)計模型的外觀與智能功能，使得在學(xué)習(xí)智能編程知識的同時，融合了美術(shù)設(shè)計、地理知識、創(chuàng)客開源知識，學(xué)習(xí)中實際問題有意義的有價值就會有堅持，堅持的過程自然落實好實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

三、以工程設(shè)計步驟為指導(dǎo)讓實踐創(chuàng)新變得可視化

項目式學(xué)習(xí)的核心目的是培養(yǎng)問題解決能力、實踐創(chuàng)新能力，工程設(shè)計步驟是最好的抓手，讓目標變得可視易落實。工程設(shè)計步驟包含有：①確定需求和條件限制;②調(diào)研-提出問題;③開發(fā)可實現(xiàn)的解決方案;④構(gòu)建模型;⑤測試和評估原型;⑥優(yōu)化改良。工程設(shè)計步驟的開始即是明確的用戶需求和條件標準，每個工程步驟有清晰的設(shè)計要求。通過一環(huán)一環(huán)的操作指引，讓實踐變得可視化，有助初中生在有限的能力中找到入手，在各種環(huán)節(jié)實踐中自然滲透實踐創(chuàng)新能力，可以說工程設(shè)計步驟指導(dǎo)的項目是實踐創(chuàng)新力培養(yǎng)的最好載體。

下面是“智能中國地圖”項目的工程設(shè)計環(huán)節(jié)及對應(yīng)的培養(yǎng)目標和能力。（見表2）

“雙減”政策旨在于讓教育回歸本原，培養(yǎng)全面發(fā)展的人。作為教育一線教師，我們認為樹立正確新課改的創(chuàng)新觀，營造融合共學(xué)的氛圍，誘發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望;激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，打下創(chuàng)新的基礎(chǔ);引導(dǎo)學(xué)生大膽質(zhì)疑實踐創(chuàng)新，是創(chuàng)新的重要手段;做到可持續(xù)發(fā)展，以學(xué)生發(fā)展為本的教學(xué)改革，才能取得好的教學(xué)成果。

【注：本文系廣州市白云區(qū)2020年度教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于項目式的中學(xué)人工智能校本課程開發(fā)與實踐研究”研究成果，課題編號：2020QGH01】

責(zé)任編輯 龍建剛0F368E6D-94CC-4CEB-8DBD-5A85381660C8