高中通用技术基于项目的学习模式研究

高中通用技术基于项目的学习模式研究

一、项目式学习与设计型学习概述 项目式学习，也称为基于项目的学习，它是以学科的概 念和原理为中心，以制作作品并将作品推销给客户为目的， 在真实世界中借助多种资源开展探究活动，并在一定时间内 解决一系列相互关联的问题的一种新型的探究性学习模式， 是～种打破学科的逻辑结构而以项目来统领课程的课程模 式。项目式学习强调学习者是以小组的形式对现实生活中感 兴趣的、有意义的、涉及多学科知识的问题进行探究和自主 学习，并在一定时间内解决一系列相关问题。其实施分为选 定项目、制定计划、活动探究、作品制作、成果交流和活动 评价等六个基本步骤。国内有研究人员提出了较完善的PBL 双环教学模式（如图1）。

设计型学习(Design based Learning或Leaming by Design，简称LBD)是一种以学生为中心的探究性学习方式，这种以设计为中介的探究性学习为学生学习知识和技能提 供了真实的情境，学生参与设计有意义地学习学科知识和设 计技能。它强调学生在真实的情境下进行自主的、探究的、 设计性的学习，教师在整个学习过程中为学生的学习提供充 分的学习资源、反复而互动的学习环境和引导性的评价工具。

“逆向思维”学习过程模型由于实施周期短，应用相对灵活， 更适合于通用技术的技术试验教学（如图2）。

二、新型项目式学习教学模式的构建 项目式学习的特点和优势是打破学科的逻辑结构而以 项目来统领整个学习过程，能够让教师根据项目内容灵活安 排教材各章节内容以及其他跨学科的内容，不需要局限于教 材强制性的章节划分，更便于教师根据教学需求组织连贯、 完整的教学过程。但是，在项目式学习的操作模式中可以看 出，项目式学习对于学习者的学习时间、学习能力、自觉性、 主动性、实践性等综合能力要求偏高；
尽管双环教学模式强 化了教师的组织、支持作用，但仍未改变项目式学习在学习 资源和互动学习环境建设以及学生及时指导与评价方面的 弱势情况，如“成果交流”环节仅设置在倒数第二个环节， 这对于学生分享创意、教师及时指导都是不利的；
学习过程 中多次、反复的交流与展示对于适应应试教育的学生相互借 鉴、活跃思维、提高设计与制作水平是必要而关键的！而设 计学习以学生为中心设计学习资源、以迭代的互动交流能够 很好地弥补项目式学习这一短板。以设计学习促使教师建立适时、适当的学习资源，让学 生在学习过程中获得及时的引导与支持，两者优势融合，形 成下列教学操作模式（如图3）。

该模式分为准备、实施、评估三个阶段：准备阶段中加 入“需求分析”环节，注重解决学生学什么、教师教什么、 怎么教的问题；
实施阶段以设计学习“迭代式设计”的模式， 在“制定计划”和“作品制作”环节后加入“交流”及“是 否完善”的检测环节，加强项目式学习过程中缺少互动及师 生完善教学需求的内容，教师可以根据学生在项目实施过程 中的表现、活动质量完善学习支持资源的开发，并决定是否 需要对薄弱环节进行往复的强化学习。

三、《App Inventor智能手机应用开发》实施案例 （一）准备阶段 1．选定项目 在新高一第一节通用技术课上，笔者给出智能手机编程 与控制、乐高式积木机器人结构搭建与控制、SolidWorks三 维绘图与3D打印三个项目，由全年级12个班的学生投票排出 “最想学”的项目排名，结果智能手机项目是唯一得票率超 过一半（接近70%）的选项。

2015年3月，广东省广州市越秀区教育局信息中心组织 部分信息技术和通用技术教师进行了3个下午的App Inventor技术学习。2015年下半年，广州市电教馆获得官方 授权，架设了国内第一台官方AppInventor服务器，并共同承办2015年中国第二届App Inventor智能手机应用开发大赛。

2．项目的“教”与“学”的需求分析 学生掌握搭建App Inventor平台运行环境的操作；
初步 掌握使用App Inventor开发手机应用的操作；
开发出一个简 单、完整的手机应用；
体验程序开发的全过程，掌握设计的 一般过程与方法。

广州市的高中学生在小学、初中都有信息技术课，但大 多数初中不讲授VB编程内容，学生基本上没有编程基础，相 当于零起点。

教师要教授基本技能：熟练掌握文件解压、复制等基本 电脑操作；
掌握搭建AppInventor平台运行环境的操作；
初 步掌握使用App Inventor开发手机应用的操作；
学会正确填 写设计方案、合理制订计划；
提供丰富的、合适的开发案例 和各种形式的学习资源；
制作相关电子图文教程、操作教学 微课；
建立网络学习环境，如在线微课平台、QQ讨论群；
确 定项目学习的评估标准（含评价内容与具体的评分标准）；

撰写教学设计。

3．组织实施 让学生明确项目最终任务；
教师教授基本操作，学生利 用在线微课视频、QQ群进行网络强化性专项学习；
学生以小 组在课堂进行2—3次方案讨论、设计，分工，课后进行制作。

4．前期资源开发 学习资源（逐渐制作，按需增加）：电子教程一本，含内容介绍、平台搭建及初级开发实例3个内容；
微课视频：
账号申请、平台搭建、开发实例操作教学视频3个；
App Inventor客户端、PDF阅读软件及上述电子资源通过百度云 共享。

教学评估工具：项目式学习的评价包含过程评价与结果 评价，为了收集学生个人与小组在不同阶段的进展情况，设 计5份表格作为引导和评价学生学习过程与结果的工具，并 在项目结束后通过网络调查问卷收集学生的学习反馈。

(1)个人学习记录表：记录每节课要学什么、遇到什么 问题、解决的方法；
督促学生有目的的学习和对学习过程进 行反思；
学生全程使用。

(2)项目规划表：记录小组讨论过程、结果，确定小组 分工、进度；
初步明确完成设计任务的技术需求；
小组在第 3至第5课时使用。

(3)作品设计说明书：学习规范地填写产品设计、使用 说明，再次明确项目设计的过程和方法；
小组在第4、5课时 使用。

(4)观察记录表：记录教学过程中学生遇到的共性及个 性问题、教师的解决方法及效果、后期改进的设想等；
教师 全程使用。

(5)作品评分表：教师及学生对学习过程和学习结果的 组评及师评成绩；
师生在第5课时使用。

(6)网络调查问卷：获取学生自我评价、学习效果及反馈；
结束后使用。

（二）实施阶段 1．明确设计任务并开展基础教学（电脑室，第1课） 情境创设：开发一个优秀的手机应用参加2015年中国第 二届App Inventor智能手机应用开发大赛获取优胜奖励。

教学内容：App Inventor介绍；
学习绿色版谷歌浏览器 的使用，注册AI帐号；
学习编写1+1=?程序；
根据视频及教 程自主学习与练习；
手机模拟器安装与程序调试。

教师活动：任务讲解、演示与课堂指导。

学生活动：听讲、操作、练习、自主学习。

引导工具：个人学习记录表。

观察与完善：教师通过观察发现，大多数学生对于使用 手机模拟器进行程序调试的操作未掌握，当天课后，在电子 图文教程中专门增加了一个章节帮助学生学习模拟器使用 操作。另外，对学习能力强的同学增加了10以内加减法运算 程序开发的内容。

2．基础技能自学（电脑室，第2课） 教学内容：练习搭建运行环境操作；
学习如何导出自己 的手机程序；
使用微视频和电子教程进行自主学习。

任务1：手速测试程序的编写。

任务2：生成指定个数随机数。

提高任务：IO以内加减法运算程序开发。

设计目的：反复练习，使学生掌握开发环境搭建的操作；
模仿实例学习掌握基本开发技能。

教师活动：任务讲解、操作演示、课堂指导。

学生活动：听讲、自学、练习。

引导工具：个人学习记录表。

观察与完善：增加“打地鼠”程序教程。

3．活动探究+制定计划（电脑室，第3课） 教学内容：讲解分组要求（组长统筹、界面设计、代码 编写、测试、记录、填表）；
自由分组（3~4人一组），讨 论与明确开发方向、学习需求；
填写项目规划表、记录讨论 内容；
自主学习，完成前两节课没有完成的案例；
提高任务 ——打地鼠程序编写；
布置课后制作及为下节展示交流做准 备。

设计目的：拟定初步设计方案，明确开发目标及后续学 习需求；
学习完成项目设计的知识与技能。

教师活动：任务讲解、课堂指导、记录学生学习需求。

学生活动：讨论、记录、填表。

引导工具：项目规划表、个人学习记录表。

完善资源建设：改进项目规划表设计。

4．展示交流（普通教室，第4课） 教学内容：教师讲解展示要求，强调最终作品应具有创 新性、科学性、实用性；
小组轮流上台进行设计方案展示， 接受下一组同学提问、教师点评；
各小组调整与完善设计方 案；
布置课后制作、完善任务。设计目的：明确设计要求，交流设计方案；
以下一组提 问、上一组回答的方式促使各小组完善设计方案。

教师活动：讲解、点评、记录。

学生活动：展示、相互问答、讨论、填表。

引导工具：项目设计说明书、个人学习记录表。

完善资源建设：根据“创新性、科学性、实用性”原则 改进作品评分表。

5．成果交流（普通教室，第5课） 教学内容：介绍项目式学习，回顾本次学习历程；
明确 汇报要求；
小组成果汇报、问辩；
老师小结，布置作业提交 要求。

设计目的：了解项目式学习，明确设计的过程，反复以 交流、展示过程促进学生隐性知识显性化。

教师活动：讲解、组织问答、点评、记录、完善学习资 源建设。

学生活动：听讲、汇报、问辩、填表。

引导工具：作品评分表、项目设计说明书、个人学习记 录表。

完善资源建设：根据教师观察及学生反馈，完成《App Inventor智能手机应用开发》校本教材；
制作、完善相关教 学微视频。

（三）活动评价 1．项目成绩评定由于这是高一学生第一次参与的项目式学习，因此，本 着以鼓励为主的原则，在对作品评分的时候，教师以比较宽 松的给分标准对学生提交的各类表格、作品进行打分。成绩 计算综合过程评价和作品评价，计算公式及8个实验班各小 组成绩统计如下：
小组成绩=项目规划表(40%)+设计说明书(40%)+作品 (20%)+展示加分。

个人成绩=小组成绩(80%)+个人学习记录(20%)。

具体见下页表：
其中，3. 2%的小组因为填表马虎、手机APP应用基本无 内容而得到不合格的成绩；
另外，8个班合计共23位同学参 与了项目但因为没有提交任何证明参与的材料而没有成绩。

2．学生问卷反馈 项目结束后，教师使用问卷网对8个教学班进行问卷调 查，问卷统计结果显示：学习前，96. 52%的学生不具备编 程基础，66. 55%的学生想学手机编程；
学习后，82. 87%的 学生表示掌握了基本操作；
60. 98%的学生“喜欢”这次的 学习内容，34. 6%的学生表示“一般”；
91. 64%的学生会 继续学习此项目；
有26. 48%的学生认为自己已经可以开发 自己想要的手机应用程序；
仅1. 05%的学生使用过网络教学 视频。

在学习支持方面，学生普遍希望教师能够提供多一点时 间、更丰富和形式多样的学习资源（视频+电子教程+演示等）；
大多数学生都支持教师开展类似的项目学习；
整体来 说，本次智能手机编程开发的项目式学习取得了较好的学习 成效。

3．项目实施中发现的问题 (1)学生“眼高手低”现象普遍，理论与实际脱节大。

从多轮小组交流与展示来看，大部分小组都有比较好的 构想，但真正能实现的很少；
个别小组设想过于理想化，甚 至超出目前已知的技术水平；
由于学生信息技术操作水平差 别大，各小组的作品完成程度也很不同，绝大部分小组的程 序技术水平均与教师提供的案例技术水平相仿或略低，97个 小组中仅有3个小组的作品能够与其他学科或生活实际联系 起来进行设计与开发；
整体而言，学生模仿能力一般，作品 技术含量偏低、创新性弱。

(2)“面对面”的学习效果要优于“在线网络学习”效 果。

笔者认为，由于通用技术课程的课时不足，利用微课开 展网络学习，为学生提供更多、更便捷、更全面的学习内容 和机会，应该能够受到学生的欢迎；
但实际上，在此项目学 习近一个半月的时间段内，供课后讨论和解答环境启用的QQ 群基本没有学生使用；
专门开设的在线微视频观看人数最多 的只有12人；
百度云教学资源下载数56次，远远低于436人 的总学习人数的数值。“面对面”的学习方式还是保证学习 人数和学习质量的第一选择。(3)操作模式中的各个环节必须在“课堂内”落实。

由于电脑室课时冲突，本次项目学习只能在电脑室安排 2节课的基础学习，并不得不将作品制作环节安排在课后由 学生自主进行，而学生课后普遍不能或不愿意使用网络进行 非考试科目学习，就相当于实施过程中缺少了一个重要的师 生、生生“面对面”讨论和解决开发过程中遇到的技术问题 的作品制作环节；
再加上老师提供的学习资源并没有技术含 量较高的开发案例，因此，学生手机应用作品的技术水平不 高就在情理之中。

(4)教师在项目首次开发、实施过程中工作量巨大。

在项目开发与实施过程中，教师要考虑许多问题，如使 用什么工具帮助和引导学生学习、怎么获取学生的学习进度 等；
教师要应付学生随时遇到的技术问题，并用大量的课外 时间对学生作品进行一一评分。但只要有一个成功的、适合 自己的项目式学习案例，就可以对后续的项目式学习起到很 好的指引作用。

四、模式应用的反思 通过多轮教学实验发现，融入设计学习理念的项目式学 习模式用于技术教学主要有以下好处：
首先，该模式能够帮助教师灵活组织与实施完整的教学 内容，开发出既能发挥教师特长又受到学生喜欢的项目内容， 在很大程度上避免教学过程中因教材各章节内容强制分割 而造成“讲一半，留一半”的尴尬，逐渐积累和丰富教学案例。

其次，应用该模式，是以项目的理念统筹学习的全过程， 融人设计学习理念的项目式学习全程从学生的角度考虑，以 帮助和促进学生“学”为核心，每个环节都能够让学生清晰 地知道自己在什么位置，要做什么，做到什么程度，并能在 互动环节中表达自己的目标与需求，使教师能够及时调整实 施环节和完善资源建设。

再次，该模式具有较完善的记录与反馈机制，无论是各 种引导表格工具或是教师的课堂观察，都能够让教师在教学 过程中清晰地获取学生的学习状态，把握学生的学习进度， 并能针对发现的情况在某个环节或多个环节加以纠正和强 化，提升教学效果。

最后，在项目准备与实施过程中的学习资源、评价方案 等教学资源的建设是一个不断积累和完善的过程，无论是对 教学资源的开发、应用，或是对学生学习行为、学习效果的 观察，还是对引导工具的开发和应用都蕴含着丰富的研究内 容，稍加拓展，便可将支持学生学习的教程、视频等资料转 化成校本教材和校本课程，并能为教师寻找课题、项目提供 大量的研究素材，对促进教师个人专业成长有着积极的作用。

融人设计学习理念的项目式学习操作模式强调以学生 “学”为中心，可以让教师以全面、清晰的方式组织和实施 技术教学，可以让学生通过亲身经历完整的技术设计和技术 实验的过程掌握相关技术知识、技能与方法，得到较好的教学效果。

*本文系广州市教育局十二五规划课题：基于项目的学 习( PBL)模式在中学校本技术课程的开发与应用的行动研究 (立项号：1201470481)成果。

参考文献：
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