項目學(xué)習(xí)背景下小學(xué)機(jī)器人課程中驅(qū)動性問題的生成研究*

任 輝

一、基于項目學(xué)習(xí)中驅(qū)動性問題的研究

基于項目的學(xué)習(xí)是以學(xué)習(xí)研究學(xué)科的概念和原理為中心，通過學(xué)生參與一個活動項目的調(diào)查和研究解決問題，以建構(gòu)起學(xué)生自己的知識體系，并能運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)社會當(dāng)中去。將基于項目的學(xué)習(xí)應(yīng)用于信息技術(shù)教學(xué)中，為培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力、合作能力、解決問題的能力提供了一個可操作的實(shí)踐平臺，項目式學(xué)習(xí)可以極大地促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)以及深度學(xué)習(xí)。

項目學(xué)習(xí)要順利地開展，是需要將一個真實(shí)的問題作為項目開始的驅(qū)動器，驅(qū)動學(xué)生展開項目學(xué)習(xí)和研究，進(jìn)行主動思考、解決問題，這個真實(shí)的問題即是項目的驅(qū)動性問題。驅(qū)動性問題是項目學(xué)習(xí)的核心，一個好的驅(qū)動性問題，要具有挑戰(zhàn)性，能夠充分激發(fā)學(xué)生興趣，有利于學(xué)生深度投入學(xué)習(xí)；同時要具有開放性，能夠引領(lǐng)學(xué)生發(fā)散思維，對信息進(jìn)行整理、綜合、分析、評價、反思；并且要能夠指向相關(guān)某個學(xué)科的核心內(nèi)容，以引導(dǎo)學(xué)生掌握課程標(biāo)準(zhǔn)要求的知識、技能和方法。在已有研究中，眾多專家學(xué)者認(rèn)為：驅(qū)動性問題是在教學(xué)工作開展前設(shè)計好由學(xué)生和教師共同探討、能驅(qū)動課堂教學(xué)順利開展、驅(qū)動學(xué)生主動思考、有利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和提高的問題。驅(qū)動性問題的設(shè)計要堅持思考性、啟發(fā)性、探究性、生成性、創(chuàng)新性的原則。一個綜合實(shí)際問題作為項目開始的驅(qū)動，通過工程學(xué)中的逆向思維對項目進(jìn)行分析，就可以較充分地拆解出子項目。

驅(qū)動性問題是由項目主題和課程標(biāo)準(zhǔn)凝練而成的，能夠激發(fā)學(xué)生參與，并且能幫助學(xué)生在項目過程中聚焦目標(biāo)的問題或問題鏈。驅(qū)動性問題是促進(jìn)學(xué)生思考與探究活動開展的問題，好的驅(qū)動性問題應(yīng)該具有可行性、有價值、情境化、有意義、可持續(xù)性的特點(diǎn)。

二、基于項目驅(qū)動性問題的生成策略的研究

前文中已經(jīng)提到項目學(xué)習(xí)中的驅(qū)動性問題不是唯一的，是可持續(xù)的，具有連續(xù)性。一個項目中的驅(qū)動性問題是圍繞課程目標(biāo)，在課程內(nèi)容的深入展開過程中層層遞進(jìn)，不斷深入，并且緊密聯(lián)系的。驅(qū)動性問題是驅(qū)動學(xué)生主動思考，有利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和提高的問題；在驅(qū)動性問題的引領(lǐng)驅(qū)動下，學(xué)生能夠主動思考問題、發(fā)現(xiàn)問題、揭示問題、進(jìn)而產(chǎn)生新問題。項目學(xué)習(xí)通過驅(qū)動性問題的引領(lǐng)驅(qū)動，目的在于引領(lǐng)學(xué)生逐步深入，將其隱性思維轉(zhuǎn)化成顯性思維，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，促進(jìn)學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；并且引領(lǐng)學(xué)生在不斷尋求解決問題的過程中，主動運(yùn)用多學(xué)科知識，拓寬思維、不斷創(chuàng)新，提升其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的創(chuàng)造創(chuàng)新能力，以及團(tuán)隊合作、項目管理的能力。

項目驅(qū)動性問題的重要性已經(jīng)毋庸置疑，然而筆者發(fā)現(xiàn)在關(guān)于項目學(xué)習(xí)的實(shí)踐應(yīng)用研究中，大多是闡述開展項目學(xué)習(xí)的過程模式，而對于項目學(xué)習(xí)中的驅(qū)動性問題研究相對較少—大多數(shù)文章主要強(qiáng)調(diào)驅(qū)動性問題的重要性和有效性以及在課堂上的作用，而關(guān)于驅(qū)動性問題的生成策略的研究幾乎沒有。因此關(guān)于驅(qū)動性問題如何生成，應(yīng)用哪些策略方法促進(jìn)驅(qū)動性問題的生成，已經(jīng)成為教師在設(shè)計開展項目學(xué)習(xí)時面臨的大問題。

三、項目驅(qū)動性問題的生成策略的提出

驅(qū)動性問題生成策略，就是指如何生成可行的、有價值的、有情境的、吸引學(xué)生的、有意義的驅(qū)動性問題的方案集合。下面結(jié)合關(guān)于項目學(xué)習(xí)背景下小學(xué)機(jī)器人課程中驅(qū)動性問題的生成策略的初步研究，重點(diǎn)闡述在基于項目學(xué)習(xí)的小學(xué)機(jī)器人課程中實(shí)施相關(guān)驅(qū)動性問題生成策略及其有效性。

1.提出生成策略

問題鏈。在教學(xué)實(shí)踐中，我們通常會以逐級深入的問題鏈形式引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)，深入認(rèn)知、發(fā)現(xiàn)問題。問題鏈就是基于課程知識內(nèi)容體系構(gòu)建的具有自然銜接關(guān)系的問題隊列，問題鏈需要具有全面性(覆蓋課程內(nèi)容的知識點(diǎn))和銜接性(問題間的自然過渡緊密相扣)。問題鏈?zhǔn)怯啥鄠€有邏輯性的問題有機(jī)組織起來的，問題鏈中的問題要有目標(biāo)、有梯度、有引領(lǐng)、有開放、有思考的空間，問題鏈的設(shè)置要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，遵循先易后難的順序。由一個個問題連接組成的相對完整的問題鏈逐漸引領(lǐng)學(xué)生步步深入將自己的隱性思維轉(zhuǎn)化成顯性思維，在不斷尋求解決問題的過程中提升了其思維品質(zhì)和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力；同時充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，促進(jìn)學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。同時在緊密聯(lián)系的問題鏈引導(dǎo)下，伴隨學(xué)生的知識逐步深入建構(gòu)，就能夠極大促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行新的思考，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生新的驅(qū)動性問題的生成。

思維導(dǎo)圖。思維導(dǎo)圖作為一種促進(jìn)人們思維、創(chuàng)新、記憶以及知識建構(gòu)的工具，主要使用顏色、線條、符號、詞匯和圖像等方式呈現(xiàn)思維的過程，可以有效地幫助學(xué)生掌握正確有效的學(xué)習(xí)方法，進(jìn)行自主研究、深入思考，有效促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新和發(fā)散思維的形成，促進(jìn)學(xué)生積極將相關(guān)知識進(jìn)行有效的建構(gòu)。思維導(dǎo)圖利用具象可視化的樹狀圖結(jié)構(gòu)形式，把各級主題之間的層級關(guān)系和思維順序清晰地呈現(xiàn)出來，教師作為幫助者和促進(jìn)者，可以借助思維導(dǎo)圖引導(dǎo)學(xué)生不斷地從已有的知識經(jīng)驗中獲得新的知識經(jīng)驗，將新舊知識進(jìn)行整合建構(gòu)，不斷更新完善已有知識體系；同時能夠促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新思維的發(fā)展，幫助學(xué)生從多角度、多方面思考解決問題。因此在項目學(xué)習(xí)中引入思維導(dǎo)圖除能夠更好地幫助學(xué)生進(jìn)行新舊知識間的建構(gòu)之外，還能夠清晰呈現(xiàn)學(xué)生思維層層深入的過程，促進(jìn)其自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)中的知識分析、檢驗、批判、建構(gòu)，進(jìn)而更好地促進(jìn)引導(dǎo)其繼續(xù)深入學(xué)習(xí)的驅(qū)動性問題的生成。

2.應(yīng)用生成策略

設(shè)計、準(zhǔn)備基于項目學(xué)習(xí)的機(jī)器人教學(xué)案例，然后選取開設(shè)機(jī)器人課程學(xué)習(xí)的四年級兩個班學(xué)生(A，B兩個班級，共65人)，在選取的兩個班級中均實(shí)施同樣的項目學(xué)習(xí)案例。

在項目學(xué)習(xí)實(shí)施之前，利用《威廉斯創(chuàng)造力傾向測驗》對A，B班學(xué)生進(jìn)行前測(如圖1所示)，測試結(jié)果顯示參加測試的兩個班學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，特別是創(chuàng)造性地解決問題能力方面水平相近。

圖1 在機(jī)器人課程中實(shí)施項目學(xué)習(xí)

【項目一】圍繞“小車”主題展開，共有四部分：《我們的小車—結(jié)構(gòu)組建》《小車停下來—棘輪結(jié)構(gòu)》《小車機(jī)器人—馬達(dá)編程圖標(biāo)的使用》《生活中的智能道閘》。通過此項目，引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用組件進(jìn)行創(chuàng)意小車搭建，探索棘輪結(jié)構(gòu)應(yīng)用；深入研究生活應(yīng)用中的智能原理，能夠運(yùn)用機(jī)械結(jié)構(gòu)知識和傳感器進(jìn)行模擬搭建，并編寫分支、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序進(jìn)行控制。通過這個項目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造、創(chuàng)新的意識，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和計算思維，增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力，提升學(xué)生團(tuán)隊合作、交流分享的意識。

A班學(xué)生在此項目學(xué)習(xí)中，基于教師給出的驅(qū)動性問題，在問題鏈和思維導(dǎo)圖的引導(dǎo)下進(jìn)行知識建構(gòu)和發(fā)散思維，生成了多個學(xué)生自己的驅(qū)動性問題。B班學(xué)生在此項目學(xué)習(xí)中，全部使用由教師給出的驅(qū)動性問題進(jìn)行研究學(xué)習(xí)。

備注：A班因是基于教師的驅(qū)動性問題進(jìn)行學(xué)生驅(qū)動問題的生成，所以在驅(qū)動性問題生成上比B班多花費(fèi)一個課時；同時圍繞課程內(nèi)容的知識學(xué)習(xí)上，A班內(nèi)容學(xué)習(xí)順序與B班是不同的。

【項目二】圍繞“身邊的交通”主題展開，共有四部分：觀察身邊的交通、模擬身邊的交通、解決身邊的交通問題、分享方案發(fā)現(xiàn)。目標(biāo)是通過實(shí)地觀察，提煉路口存在的需要解決的問題，進(jìn)而借助利用組件模擬搭建的紅綠燈路口，認(rèn)識、理解選擇結(jié)構(gòu)程序，能夠編寫程序進(jìn)行智能控制，解決實(shí)際存在的問題；引領(lǐng)學(xué)生在活動中增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，鍛煉思考、表達(dá)、交流的能力，提升主動應(yīng)用、社會交往、團(tuán)隊合作、交流分享的意識。

A班學(xué)生在此項目學(xué)習(xí)中，教師沒有給出教師驅(qū)動性問題，而是在問題鏈和思維導(dǎo)圖的引導(dǎo)下進(jìn)行知識建構(gòu)和發(fā)散思維，完全自主生成多個學(xué)生小組的驅(qū)動性問題并展開研究學(xué)習(xí)。B班學(xué)生在此項目學(xué)習(xí)中，全部使用由教師給出的驅(qū)動性問題進(jìn)行研究學(xué)習(xí)。

備注：A班在驅(qū)動性問題的生成上比B班多花費(fèi)兩個課時(實(shí)地調(diào)查和問題生成)；同時驅(qū)動問題涉及相關(guān)知識內(nèi)容比B班要廣泛，發(fā)現(xiàn)的問題更豐富。

基于項目學(xué)習(xí)的機(jī)器人課程進(jìn)行完畢，利用《威廉斯創(chuàng)造力傾向測驗》對A，B班學(xué)生進(jìn)行后測，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)果見表1。

表1

3.驗證生成策略

在基于項目的機(jī)器人課程中應(yīng)用生成策略，通過實(shí)驗前后結(jié)果對比，并且結(jié)合項目之后對學(xué)生進(jìn)行的圍繞“機(jī)器人課上的思維導(dǎo)圖等策略對你有幫助嗎？”的訪問調(diào)查發(fā)現(xiàn)：在小學(xué)機(jī)器人課程實(shí)施的項目學(xué)習(xí)中，應(yīng)用問題鏈、思維導(dǎo)圖等策略能夠促進(jìn)項目驅(qū)動性問題的生成，有效促進(jìn)學(xué)生知識建構(gòu)的達(dá)成，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，進(jìn)而提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

四、結(jié)語

在教學(xué)中，無論采取何種教學(xué)模式，實(shí)施何種教學(xué)策略，所有支持最終都是為了學(xué)生服務(wù)，引領(lǐng)課堂中的學(xué)生能夠根據(jù)需要，自覺主動地尋求恰當(dāng)方式獲取與處理信息；通過選用數(shù)字化資源與工具，有效管理學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)造性地解決問題，形成創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。真正的教學(xué)活動應(yīng)是以學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)作為起點(diǎn)，以學(xué)生自主建構(gòu)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)作為終點(diǎn)(同時也是下一階段的起點(diǎn))，盡力為學(xué)生提供切實(shí)有力的支持，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)會管理，真正地提升其核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生成長與發(fā)展。