項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式下的比特實(shí)驗(yàn)室有效教學(xué)策略研究

桑玉平

摘要：筆者針對(duì)比特實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新課堂實(shí)踐和調(diào)研中發(fā)現(xiàn)的主要問題，探索出以下教學(xué)策略：以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為活動(dòng)組織形式，提高活動(dòng)效率；以科技創(chuàng)新題材為活動(dòng)主題，促使學(xué)生深入開展專題研究；結(jié)合科技創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)科技創(chuàng)新型人才，促進(jìn)比特創(chuàng)新課堂活動(dòng)向更高層次發(fā)展；與校外機(jī)構(gòu)合作，為學(xué)生提供專業(yè)指導(dǎo)；建立創(chuàng)新人才信息庫(kù)，成立科技活動(dòng)社團(tuán)，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)輔導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：比特實(shí)驗(yàn)室；科技創(chuàng)新活動(dòng)；項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；科技創(chuàng)新競(jìng)賽；有效教學(xué)

比特實(shí)驗(yàn)室（BIT@DIY實(shí)驗(yàn)室）旨在為孩子提供了一個(gè)自我發(fā)展的空間，通過鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性和熱情，全面提高學(xué)生成為創(chuàng)新人才的素質(zhì)。比特實(shí)驗(yàn)室目前已在全國(guó)多所學(xué)校推廣，數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)、積木化的教學(xué)、游戲化的過程、個(gè)性化的作業(yè)和整合化的展示是其魅力所在。江蘇省錫山高級(jí)中學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校（以下簡(jiǎn)稱省錫中實(shí)驗(yàn)學(xué)校）籌建的比特創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室已于2012年3月正式投入使用，以勞技課的形式在初一年級(jí)開設(shè)比特實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新課堂。為進(jìn)一步發(fā)揮比特實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面的獨(dú)特資源優(yōu)勢(shì)，并逐步形成具有長(zhǎng)期指導(dǎo)意義的學(xué)程設(shè)計(jì)，我們對(duì)課程實(shí)施情況進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)了以下幾個(gè)主要問題：

問題1 課時(shí)安排難以協(xié)調(diào)。受場(chǎng)地、器材和班級(jí)數(shù)量的限制，按2課時(shí)/周排課，每周只能排2個(gè)班級(jí)上課，一個(gè)完整的學(xué)程單元6課時(shí)需連續(xù)上三周。課位勢(shì)必會(huì)與其他課程沖突，教學(xué)進(jìn)度也難以統(tǒng)一，會(huì)在一定程度上影響正常的教學(xué)秩序。

問題2 課程開發(fā)缺乏必要支撐。由于沒有具體的教材，缺乏相關(guān)的理論知識(shí)，技能上也只是簡(jiǎn)單的電子組裝和3D造型拼裝，教師課程開發(fā)的科學(xué)性和教學(xué)實(shí)踐的有效性均缺少必要的保障。

問題3 內(nèi)容和形式相對(duì)單一。倒走的時(shí)鐘、能聽會(huì)說的溫度計(jì)、紅外感應(yīng)留言機(jī)等不同課題在教學(xué)組織形式上采用相同的活動(dòng)流程，即“故事與實(shí)驗(yàn)—設(shè)計(jì)與制作—演講與作文及自我評(píng)價(jià)”。從學(xué)生的角度來說，6課時(shí)內(nèi)只能匆匆完成任務(wù)，無法深入探究，創(chuàng)新活動(dòng)僅僅停留在想象力層面，創(chuàng)新思維沒有得到系統(tǒng)化的訓(xùn)練和發(fā)展。

問題4 學(xué)生合作意識(shí)淡薄。在活動(dòng)中有很多小組出現(xiàn)了各做各的，組員意見無法統(tǒng)一調(diào)和的現(xiàn)象，或者只有個(gè)別學(xué)生在做，其余的無事可做，或者出現(xiàn)幾個(gè)人搶器材的現(xiàn)象，真是合作未成，矛盾迭起。

鑒于實(shí)踐中暴露出的以上問題，在與開設(shè)比特實(shí)驗(yàn)室的兄弟學(xué)校交流時(shí)我們得知，大多學(xué)校已不再開設(shè)這門課程，或僅僅作為活動(dòng)社團(tuán)的形式開展，甚至只是一個(gè)僅供參觀的門面場(chǎng)所。

迷霧重重，路在何方？只有改變教學(xué)策略，才能適應(yīng)學(xué)校的教學(xué)常規(guī)需求，并提高比特實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新課堂的效率?；谝陨险J(rèn)識(shí)，筆者參與了江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的初中綜合實(shí)踐課程開發(fā)的實(shí)踐研究”的子課題“項(xiàng)目式教學(xué)的比特實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新課堂有效策略的研究”的研究。研究表明，只有借助于比特實(shí)驗(yàn)室的資源平臺(tái)，以科技創(chuàng)新為活動(dòng)主旨，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為活動(dòng)形式，才能全面提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。以下是我通過實(shí)踐探索出的幾種教學(xué)策略，現(xiàn)闡述如下。

一、以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為活動(dòng)組織形式，提高活動(dòng)效率

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Projict Based Learning，PBL）是通過一系列任務(wù)的完成，通過達(dá)成項(xiàng)目目標(biāo)來發(fā)展學(xué)生的綜合能力。巴克教育研究所將其定義為一套系統(tǒng)的教學(xué)方法，是對(duì)復(fù)雜、真實(shí)問題的探究過程，也是精心設(shè)計(jì)項(xiàng)目作品、規(guī)劃和實(shí)施項(xiàng)目任務(wù)的過程，在這個(gè)過程中，學(xué)生能夠掌握所需要的知識(shí)和技能。

針對(duì)比特實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新課堂原來活動(dòng)模式的弊端，結(jié)合學(xué)校本學(xué)期采取每周一課的實(shí)際排課方式，我決定采取項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的活動(dòng)模式，來解決課時(shí)松散導(dǎo)致活動(dòng)效率低下的問題。在試行一學(xué)期的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)后，我發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)有如下優(yōu)點(diǎn)：

首先，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，學(xué)生根據(jù)任務(wù)解決問題，自主分工，各司其職，極大地提高了活動(dòng)效率。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要求在活動(dòng)伊始，學(xué)生小組就可根據(jù)內(nèi)容任務(wù)以及流程制定計(jì)劃，同時(shí)可根據(jù)成員的個(gè)性特點(diǎn)、技能水平和學(xué)習(xí)風(fēng)格的不同合理分配任務(wù)，確保組員都能參與活動(dòng)。由于活動(dòng)任務(wù)明確，學(xué)生在實(shí)際的活動(dòng)過程中會(huì)根據(jù)自己的情況對(duì)一些活動(dòng)內(nèi)容、活動(dòng)進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整，確?；顒?dòng)的效率。例如，有的學(xué)生會(huì)利用周末自己在家里上網(wǎng)查找資料，開展調(diào)查訪問等活動(dòng)，課堂上小組活動(dòng)的主要任務(wù)是檢查督促各個(gè)成員的活動(dòng)進(jìn)度。如此一來，既提高了學(xué)生參與度，又解決了課時(shí)不連續(xù)、不充裕的問題。學(xué)生既分工又合作，大大提高了活動(dòng)效率。

其次，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新活動(dòng)的有效載體。根據(jù)我國(guó)九年制義務(wù)教育的必修課程《勞動(dòng)與技術(shù)教育》的基本理念，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)提倡學(xué)生能通過系列性的項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)獲得材料認(rèn)識(shí)、操作技能等方面的知識(shí)和能力的發(fā)展，并通過項(xiàng)目活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)以及作品宣傳等活動(dòng)。比特實(shí)驗(yàn)室作為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的科技活動(dòng)基地，組織學(xué)生進(jìn)行有效的科技創(chuàng)新活動(dòng)是其基本任務(wù)。本學(xué)期筆者以物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)作為項(xiàng)目主題，開展了多種形式的活動(dòng)，形成系統(tǒng)化的綜合主題活動(dòng)；重新設(shè)計(jì)生成綜合主題類的系列活動(dòng)，主要設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

通過這種綜合性的系列活動(dòng)，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了全面提高，尤其是學(xué)生的自我管理能力和團(tuán)隊(duì)合作能力都得到了顯著提高，創(chuàng)新能力也得到有效的培養(yǎng)和訓(xùn)練?；顒?dòng)結(jié)束后，在問卷式的自我評(píng)價(jià)表中，93%以上的學(xué)生表示對(duì)活動(dòng)感興趣， 83.7%的學(xué)生認(rèn)為活動(dòng)對(duì)自己的能力培養(yǎng)有幫助，自己的各項(xiàng)綜合能力都有一定程度的提高，有35%的學(xué)生認(rèn)為收獲較大，在知識(shí)、技能、價(jià)值觀等多方面都有收獲。

二、結(jié)合各類科技創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新型人才，不斷促進(jìn)能力提高

創(chuàng)新能力是民族進(jìn)步的靈魂、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的核心；當(dāng)今社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)，就是創(chuàng)新型人才的競(jìng)爭(zhēng)。創(chuàng)新能力不是與生俱來的，它實(shí)際上是一種思維習(xí)慣，是可以通過訓(xùn)練不斷提高的。胡錦濤同志說：“要堅(jiān)持在創(chuàng)新實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)人才，在創(chuàng)新活動(dòng)中培育人才，在創(chuàng)新事業(yè)中凝聚人才?！币虼碎_展形式多樣的創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)是發(fā)現(xiàn)人才、培養(yǎng)人才的有效途徑。

通過參加各級(jí)各類的競(jìng)賽活動(dòng)，能迅速提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，促使學(xué)生對(duì)活動(dòng)產(chǎn)生持久的興趣。例如，省錫中實(shí)驗(yàn)學(xué)校學(xué)生在第十二屆江蘇省青少年電子技師認(rèn)定活動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)傳感電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，有6名學(xué)生獲一等獎(jiǎng)，6名學(xué)生獲二等獎(jiǎng)，學(xué)校獲團(tuán)體一等獎(jiǎng)。此類競(jìng)賽重在考查創(chuàng)意，而非創(chuàng)新能力。全國(guó)青少年科技創(chuàng)新競(jìng)賽則更貼近創(chuàng)造性活動(dòng)，學(xué)生的作品必須是小發(fā)明或小革新。初一（7）班的H同學(xué)的小發(fā)明“防滴水雨傘”在首屆無錫市青少年科技創(chuàng)新競(jìng)賽中脫穎而出，被選送參加第二十四屆江蘇省青少年科技創(chuàng)新競(jìng)賽。另外，為發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)更多的科技創(chuàng)新人才，學(xué)校與無錫愛睿芯電子有限公司還合作開展了“比特小博士發(fā)明月”活動(dòng)。目前已經(jīng)收集了100多份發(fā)明設(shè)計(jì)的創(chuàng)意，其中一部分已交給公司聘請(qǐng)的律師申報(bào)發(fā)明專利。

通過科技創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)，學(xué)生的科技創(chuàng)新素養(yǎng)有了顯著提高，一批科技創(chuàng)新的愛好者涌現(xiàn)出來，把他們轉(zhuǎn)變?yōu)榭萍己髠淞α烤褪墙酉聛砦覀円瓿傻娜蝿?wù)。

三、與校外機(jī)構(gòu)合作，注入新鮮的科技力量，為學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)提供專業(yè)指導(dǎo)

倘若學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)明僅僅停留在創(chuàng)意上，那么他們很快就會(huì)失去熱情和興趣，很多創(chuàng)新型人才就會(huì)因此埋沒。要把這些學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新型的后備力量，需要專業(yè)輔導(dǎo)老師的有力支持。一方面，我們?cè)谛?nèi)從各學(xué)科抽調(diào)科技骨干教師充任輔導(dǎo)老師；另一方面，與無錫愛睿芯電子有限公司合作，聘用他們公司的工程師長(zhǎng)期擔(dān)任學(xué)生的課外輔導(dǎo)老師，指導(dǎo)他們開展科技實(shí)踐活動(dòng)。

在校外機(jī)構(gòu)專業(yè)科技力量的指導(dǎo)下，學(xué)生在比特創(chuàng)新活動(dòng)過程中的創(chuàng)意設(shè)計(jì)一步步走向?qū)嵺`開發(fā)層面。例如，初一（14）班的S同學(xué)，這學(xué)期以來已經(jīng)設(shè)計(jì)了至少有4～5個(gè)發(fā)明創(chuàng)意，雖然這些發(fā)明設(shè)計(jì)比較稚嫩，尤其在理論上存在許多缺陷，在技術(shù)上也難以實(shí)現(xiàn)，但他的繪圖能力強(qiáng)，并能以簡(jiǎn)明扼要的文字說明來表達(dá)作品設(shè)計(jì)的意圖，目前他所需要的正是專業(yè)指導(dǎo)。又如，在“比特小博士發(fā)明創(chuàng)造月”中，初一（17）班的W同學(xué)設(shè)計(jì)的雨天用防濕褲管、H同學(xué)設(shè)計(jì)的消防報(bào)警系統(tǒng)、初一（2）班的Z同學(xué)設(shè)計(jì)的病人專用馬桶等通過多次改進(jìn)，目前已基本成型，準(zhǔn)備投入應(yīng)用測(cè)試。

圖2分別為兩位同學(xué)設(shè)計(jì)的雨天防濕褲管和可移動(dòng)式患者智能馬桶的作品設(shè)計(jì)示意圖。

四、建立創(chuàng)新人才信息庫(kù)，成立科技活動(dòng)社團(tuán)，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)輔導(dǎo)

科技創(chuàng)新活動(dòng)的最終目的是發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才。學(xué)校以比特實(shí)驗(yàn)室為科技創(chuàng)新平臺(tái)，開展了一系列創(chuàng)新活動(dòng)，對(duì)活動(dòng)中涌現(xiàn)出來的科技創(chuàng)新人才進(jìn)行有計(jì)劃的培養(yǎng)，不斷提高其動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新素養(yǎng)。為便于掌握創(chuàng)新活動(dòng)進(jìn)展情況和同步進(jìn)行溝通輔導(dǎo)，我建立了創(chuàng)新人才信息庫(kù)，錄入科技愛好者的基本信息（包括班級(jí)，姓名，性別，科技創(chuàng)新的項(xiàng)、內(nèi)容，聯(lián)系方式等）。還建立了科技創(chuàng)新的QQ群，定期組織在線專題交流和輔導(dǎo)。

例如，初一（17）班的W同學(xué)在科技創(chuàng)新發(fā)明活動(dòng)中遞交了“雨水收集和循環(huán)系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)稿。雖項(xiàng)目龐大，可操作性不強(qiáng)，但環(huán)保方面的創(chuàng)意不錯(cuò)。我把這份設(shè)計(jì)稿存入信息庫(kù)，溝通后發(fā)現(xiàn)他父親有一個(gè)朋友是專門搞建筑施工的。我指導(dǎo)他采訪一下這位朋友，咨詢方案的可行性。反饋得知，曾經(jīng)已有人嘗試過屋頂雨水的循環(huán)利用，但不太可行，意欲放棄。我建議他把這個(gè)科技創(chuàng)新發(fā)明項(xiàng)目改為科技實(shí)踐活動(dòng)。這些學(xué)生是創(chuàng)新發(fā)明的潛力股，只要引導(dǎo)得當(dāng)，都是未來優(yōu)秀的科技創(chuàng)新人才。

圍繞以上策略的實(shí)踐，我們逐步形成了比特實(shí)驗(yàn)室學(xué)程設(shè)計(jì)綱要。需要特別指出的是，這些策略是內(nèi)在統(tǒng)一的：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是單位活動(dòng)的組織形式，科技題材中問題解決是活動(dòng)的主題，創(chuàng)新科技競(jìng)賽是課堂的能力延伸，校外機(jī)構(gòu)的專業(yè)指導(dǎo)和成立科技社團(tuán)是將創(chuàng)新活動(dòng)往縱深方向推進(jìn)的助推器。