基于項(xiàng)目的創(chuàng)客實(shí)踐初探
——以數(shù)學(xué)項(xiàng)目“搭建避難所”為例

祝明明

上海市進(jìn)才中學(xué)北校

“創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)”流行于歐美國家的同時(shí)，也在中國的校園里興起。它非常符合孩子們的天性，孩子們樂于享受這樣的學(xué)習(xí)過程，他們?cè)谕嬷袑W(xué)，學(xué)中創(chuàng)。從這個(gè)意義上講，將創(chuàng)客理念應(yīng)用到教學(xué)中并非難事。

隨著信息社會(huì)飛速發(fā)展，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)這種新興的教與學(xué)的方式越來越引起人們的關(guān)注?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)就是在實(shí)際情境中，學(xué)生以完成糅合學(xué)習(xí)目標(biāo)的主題任務(wù)為方向，不斷地發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題，在知識(shí)遷移和完成任務(wù)中，加深對(duì)學(xué)科概念和原理的意義理解。2019 年7 月，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》提出：融合運(yùn)用傳統(tǒng)與現(xiàn)代技術(shù)手段，重視情境教學(xué)；探索基于學(xué)科的課程綜合化教學(xué)，開展研究型、項(xiàng)目化、合作式學(xué)習(xí)。［1］項(xiàng)目學(xué)習(xí)作為一種能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性, 能讓學(xué)生親身經(jīng)歷知識(shí)的生成過程并在活動(dòng)中獲得基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的比較成熟的模式,將成為數(shù)學(xué)教育中學(xué)科課程的有效補(bǔ)充。實(shí)踐證明：數(shù)學(xué)學(xué)科項(xiàng)目活動(dòng)由于其學(xué)科性、衍生性、體驗(yàn)性的特征，一定程度上可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂里活動(dòng)匱乏和實(shí)際體驗(yàn)不足的問題。將項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式融入初中數(shù)學(xué)的創(chuàng)客活動(dòng)中，可謂強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，將會(huì)更有效地使數(shù)學(xué)活動(dòng)課煥發(fā)強(qiáng)大的生命力。

正是基于以上的思考，為了促進(jìn)數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展，在學(xué)生學(xué)習(xí)了滬教版六年級(jí)第二學(xué)期第八章“長(zhǎng)方體的再認(rèn)識(shí)”后，借助尚學(xué)趣軟件、智慧教室HiTeach 等先進(jìn)信息技術(shù)工具，筆者設(shè)計(jì)了一次創(chuàng)客理念指導(dǎo)下的數(shù)學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)——搭建避難所，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)長(zhǎng)方體等立體圖形及其應(yīng)用進(jìn)行更深入的探索。

一、 活動(dòng)背景

學(xué)校教育中大量的作業(yè)和考試，造成了學(xué)生對(duì)知識(shí)的死記硬背，學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神正在喪失。如何喚醒孩子們的創(chuàng)造力，真正激發(fā)學(xué)生的探索欲望？在創(chuàng)客理念與項(xiàng)目學(xué)習(xí)的啟迪下，筆者決定將活動(dòng)場(chǎng)所擴(kuò)展，使它不局限于教室或?qū)Ｓ弥腔劢淌?，學(xué)生可以走進(jìn)操場(chǎng)、體育館，甚至進(jìn)入更廣闊的空間，進(jìn)行真正的探究與實(shí)踐。

“長(zhǎng)方體的再認(rèn)識(shí)”作為初中數(shù)學(xué)教材中唯一的立體幾何章節(jié)，沒有引起教師與學(xué)生的足夠重視。但在進(jìn)入高中階段學(xué)習(xí)后，很多學(xué)生出現(xiàn)了立體幾何入門難的問題。如果能夠?qū)⒃撜鹿?jié)拓展加深，那就可以更好地促進(jìn)初高中數(shù)學(xué)銜接，也會(huì)給孩子們埋下一顆探究立體幾何的種子。

此外，災(zāi)難題材科幻電影的熱映，喚醒了人們對(duì)生命與安全的思考。將危機(jī)防患意識(shí)融入數(shù)學(xué)課堂，也為項(xiàng)目學(xué)習(xí)找到了一個(gè)有意義的現(xiàn)實(shí)情境。因此，筆者將項(xiàng)目的具體活動(dòng)定為：在緊急情況下，運(yùn)用立體圖形相關(guān)知識(shí)，展開“避難所設(shè)計(jì)”的比賽。

二、 活動(dòng)過程

活動(dòng)準(zhǔn)備：①分組：將全班同學(xué)分為7 個(gè)小組，每組7 人；②分發(fā)教具及材料：每組木棒3 根，膠帶2 盒，A3 大小的白紙若干；③制作尚學(xué)趣學(xué)程包、避難所設(shè)計(jì)單等。

（一） 復(fù)習(xí)舊知 做好鋪墊

復(fù)習(xí)長(zhǎng)方體的相關(guān)元素及其平面展開圖，利用尚學(xué)趣軟件即時(shí)統(tǒng)計(jì)出學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況（圖1），以便查漏補(bǔ)缺。

學(xué)生在教師指導(dǎo)下利用移動(dòng)設(shè)備自主認(rèn)識(shí)圖形及其平面展開圖。鼓勵(lì)學(xué)生利用搜索引擎了解更多資料，為后續(xù)活動(dòng)的順利展開做好鋪墊。

圖1 尚學(xué)趣軟件統(tǒng)計(jì)的學(xué)生作答情況

（二） 觀察生活 激趣導(dǎo)入

從觀察生活中的立體圖形入手，發(fā)現(xiàn)身邊的很多事物都用到了數(shù)學(xué)，以熱映科幻電影啟示引出項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)任務(wù)：假設(shè)在緊急情況下，我們大家都撤離到了一片空曠的地方，材料只有細(xì)長(zhǎng)木棒、膠帶、白紙，為了生存，我們需要運(yùn)用已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識(shí)，利用僅有的材料，以最快的速度搭建臨時(shí)避難所。將學(xué)生帶入真實(shí)的情境，給予開放的空間，使其發(fā)揮想象力與創(chuàng)造力，激發(fā)強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)熱情。

（三） 首次嘗試 自主探究

比賽規(guī)則為：①7 人一組；②材料為A3大小的白紙、膠帶、細(xì)長(zhǎng)木棒、筆、iPad；③每組一份設(shè)計(jì)單；④要求：設(shè)計(jì)的避難所要能夠容納本組所有成員，并且頭或手臂等身體部位不能露在外面；⑤計(jì)時(shí)賽：最快的小組獲勝。⑥場(chǎng)地：教室、操場(chǎng)。

在第一次的活動(dòng)中，學(xué)生表現(xiàn)出了比任何傳統(tǒng)課堂都高的積極性，在愉悅的氛圍中，小組成員在室內(nèi)激烈討論、查找資料、商定方案、繪制草圖，在室外爭(zhēng)分奪秒地動(dòng)手實(shí)踐，卷紙棒、粘貼、拼搭，最終7 個(gè)小組中有3 個(gè)小組在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，其中有一組設(shè)計(jì)合理、合作高效，以最快的速度贏得了此次比賽的冠軍（圖2）。雖然有的小組失敗了，但是他們能夠積極樂觀地堅(jiān)持到最后一分鐘，團(tuán)隊(duì)的凝聚力在這次活動(dòng)中達(dá)到了高點(diǎn)。在分工合作的過程中，每一位學(xué)生的價(jià)值都得到了實(shí)現(xiàn)。

圖2 第一次比賽的部分成果

（四） 交流小結(jié) 蓄勢(shì)待發(fā)

學(xué)生回到教室，針對(duì)首次實(shí)踐進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流與分享，先組內(nèi)總結(jié)，后組間交流，提煉出最優(yōu)化方案。學(xué)生總結(jié)出：①理論與實(shí)際存在差距，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)方形不穩(wěn)定而三角形具有穩(wěn)定性。②小組人員要分工明確，團(tuán)結(jié)一心。③設(shè)計(jì)圖稿要清楚，建立初步的設(shè)計(jì)模型，借助尚學(xué)趣軟件模擬設(shè)計(jì)與拼搭，估算所需紙棒數(shù)量。④參考長(zhǎng)方體的平面展開圖，搭避難所可以從面到體進(jìn)行拼搭。⑤最大化利用空間，底面要能夠容納所有組員，可轉(zhuǎn)化為熟悉的數(shù)學(xué)問題：周長(zhǎng)一定的情況下，怎樣使得圖形面積最大？等等。

雖然比賽中用到的三角形相關(guān)知識(shí)是滬教版教材中七年級(jí)的內(nèi)容，但教師沒有在第一次比賽中直接告訴學(xué)生，而是讓學(xué)生通過自己的親身體驗(yàn)，感受到了三角形的穩(wěn)定性。這樣的設(shè)計(jì)不僅使學(xué)生對(duì)三角形留下了深刻的印象，而且將學(xué)習(xí)三角形的渴望深植腦海。

當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)理論與實(shí)際存在差距時(shí)，信息技術(shù)這一輔助教學(xué)手段便呼之欲出。利用尚學(xué)趣軟件，不僅可以建立模型、模擬拼搭立體圖形的面，還可以根據(jù)模型估算出紙棒數(shù)量，省時(shí)省力（圖3）。另外，學(xué)程包中的立體圖形可供借鑒，也可利用其他App 查找并創(chuàng)新，信息技術(shù)為學(xué)生提供了開放的學(xué)習(xí)空間。

圖3 使用尚學(xué)趣軟件模擬拼搭

（五） 再次實(shí)戰(zhàn) 巔峰對(duì)決

再次實(shí)戰(zhàn)，給出比賽的評(píng)價(jià)量規(guī)（表1），比賽規(guī)則不變。比賽場(chǎng)地在智慧教室和體育館。

學(xué)生有了第一次的經(jīng)驗(yàn)，第二次的設(shè)計(jì)更有針對(duì)性，實(shí)踐競(jìng)爭(zhēng)更為激烈。因?yàn)橛心Ｐ偷膮⒖迹由细咝У姆止ず献?，? 個(gè)小組比預(yù)設(shè)時(shí)間提早完成任務(wù)。作品種類豐富、獨(dú)具匠心，有的小組還精心設(shè)計(jì)了非常美觀的標(biāo)志性裝飾。最后一組也毫不示弱，堅(jiān)持到底，最終也完成了任務(wù)（圖4）。

表1 “避難所設(shè)計(jì)成果”評(píng)價(jià)量規(guī)

圖4 第二次比賽成果

（六） 評(píng)價(jià)表彰 回歸數(shù)學(xué)

學(xué)生們觀看比賽視頻及各組成果圖。利用Hiteach 即問即答功能，投票評(píng)選出兩次比賽的各個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)（圖5），并頒發(fā)學(xué)生自己親手制作的立體形狀的獎(jiǎng)杯（圖6）。

圖5 利用Hiteach 投票情況

圖6 學(xué)生制作的獎(jiǎng)杯

學(xué)生們談了各自的收獲：運(yùn)用信息技術(shù)計(jì)算與模擬，有助于更快地完成任務(wù)；體會(huì)到了平面與立體、部分與整體的關(guān)系，理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，團(tuán)隊(duì)分工合作的重要性以及數(shù)學(xué)強(qiáng)大的應(yīng)用價(jià)值，等等。

表彰既是對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐合作成效的肯定，也激勵(lì)學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中不斷探索嘗試。分享收獲給了學(xué)生對(duì)本次活動(dòng)抒發(fā)體驗(yàn)與感悟的空間，師生一起提煉升華、回歸數(shù)學(xué)。

（七） 作業(yè)布置 拓展延伸

探索如何用更多的立體圖形組合“搭建避難所”。學(xué)生在談體會(huì)時(shí)表現(xiàn)出了對(duì)搭建的“避難所”的濃厚興趣，對(duì)如何做到更美觀、更穩(wěn)固等的渴求。有學(xué)生回家后自己動(dòng)手制作了避難所小模型。在課后的作業(yè)中，可以布置學(xué)生繼續(xù)探究，對(duì)于其中的疑惑教師及時(shí)給予指導(dǎo)。

三、 活動(dòng)反思

這是一次融合了“真實(shí)情境、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、建立模型、操作實(shí)踐”的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生通過“復(fù)習(xí)回顧—從真實(shí)生活引入項(xiàng)目—‘避難所’設(shè)計(jì)—搭建實(shí)施—經(jīng)驗(yàn)總結(jié)—使用尚學(xué)趣軟件進(jìn)行二次設(shè)計(jì)—二次實(shí)施—利用Hiteach 師生評(píng)價(jià)—總結(jié)收獲—布置作業(yè)”等環(huán)節(jié)，經(jīng)歷了從無到有、從失敗到成功的過程，以數(shù)學(xué)為出發(fā)點(diǎn)，最終又回歸數(shù)學(xué)，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)客理念中的“在玩樂中學(xué)習(xí)”，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教育忽視興趣和動(dòng)手能力的缺陷。

此外，相對(duì)于傳統(tǒng)課堂，本次實(shí)踐嘗試有如下收獲。

（一） 敢于從真實(shí)情境開始，勇于面對(duì)整個(gè)真實(shí)過程

美國著名的課程與教學(xué)專家紐曼教授等人在多年研究“如何提高教學(xué)的質(zhì)量與學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)”這一問題時(shí)，提出了一個(gè)重要的教學(xué)改革的基點(diǎn)及應(yīng)追求的目標(biāo)，就是要達(dá)成學(xué)生的“真實(shí)性成就（Authentic student achievement）”。紐曼等人認(rèn)為，若要使得學(xué)生達(dá)到上述“真實(shí)的”學(xué)習(xí)成效，前提是教師必須進(jìn)行“真實(shí)性教學(xué)（Authentic Instruction）”。

本項(xiàng)目正是在緊急生存的真實(shí)情境下引出搭建避難所的任務(wù)，讓學(xué)生身臨其境，激發(fā)其強(qiáng)烈的探究欲望。創(chuàng)客活動(dòng)與傳統(tǒng)課堂最大的不同是它包含著更多的不確定因素——對(duì)于搭建避難所過程中學(xué)生可能出現(xiàn)的，甚至頻繁發(fā)生的錯(cuò)誤，教師和學(xué)生應(yīng)以耐心和歡迎的態(tài)度接納。教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí)自主解釋、總結(jié)、交流，進(jìn)行深層次的理解，考慮更優(yōu)的解決方法和策略，為再次實(shí)踐做好精心準(zhǔn)備。教師把自己平靜和包容的心態(tài)傳遞給學(xué)生，讓學(xué)生獲得深度的體驗(yàn)經(jīng)歷，培養(yǎng)他們解決實(shí)際問題的能力，為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

（二） 必須從理論到實(shí)踐引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)“思”與“做”的關(guān)聯(lián)性

在基于項(xiàng)目的創(chuàng)客活動(dòng)中，學(xué)生或者一味盲目地“做”，不習(xí)慣在變化中思考，或者過分拘泥于“思”而畏懼動(dòng)手，這些正是需要改善的素養(yǎng)的短板。本項(xiàng)目中，學(xué)生提出設(shè)計(jì)方案，此謂“思”，學(xué)生動(dòng)手操作搭建避難所，此謂“做”，教學(xué)中，采取的是“先思后做，深思再做，做后反思”的循序漸進(jìn)的過程。學(xué)生經(jīng)過第一次實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)僅僅空想難以成功，而沒有成熟思考的盲目操作也容易失敗。認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性后，在第二次實(shí)踐中將思與做有機(jī)結(jié)合，制定切實(shí)可行的方案，收到了意想不到的成效。

（三） 活動(dòng)中始終聚焦數(shù)學(xué)，但不忽視數(shù)學(xué)以外的綜合素養(yǎng)

基于項(xiàng)目的創(chuàng)客活動(dòng)，不僅包含著知識(shí)的跨界，而且蘊(yùn)含著多樣化的樹人目標(biāo)。作為這個(gè)數(shù)學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者和實(shí)施者，會(huì)自然而然地關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)思維和應(yīng)用能力的成長(zhǎng)。本次活動(dòng)一方面以長(zhǎng)方體、立體圖形為起點(diǎn)，運(yùn)用數(shù)學(xué)理論——三角形穩(wěn)定性、平面展開圖、面積、體積等，解決搭建避難所過程中遇到的問題，最終回歸數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。另一方面，教師也應(yīng)該看到，這是學(xué)生難得的綜合素質(zhì)成長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。活動(dòng)中，學(xué)生對(duì)新知識(shí)的獲取及實(shí)踐操作始終是以小組合作的形式展開，組內(nèi)齊心協(xié)力，組間交流共享，形成良性競(jìng)爭(zhēng)。而且活動(dòng)結(jié)束后，學(xué)生能夠在教師引導(dǎo)下，自覺清潔好場(chǎng)地，做一名有責(zé)任感和道德心的公民，提升自身綜合素養(yǎng)。

（四） 處理好數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用和非技術(shù)活動(dòng)之間的平衡關(guān)系

技術(shù)在幫助學(xué)生思考、表達(dá)、互動(dòng)、展示等方面能發(fā)揮很大的作用。但是，假如教學(xué)中一味地追求信息技術(shù)的頻繁使用，大而化之、馬馬虎虎地處理創(chuàng)客活動(dòng)中的非數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，則容易導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握落不到實(shí)處，浪費(fèi)了在實(shí)際活動(dòng)中深刻體驗(yàn)的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。其次，技術(shù)與非技術(shù)活動(dòng)的平衡關(guān)系還包括兩者之間的“靈活轉(zhuǎn)化、適時(shí)而動(dòng)”的變化。例如，筆者在此項(xiàng)目實(shí)施過程中，當(dāng)傳統(tǒng)的手繪設(shè)計(jì)方案成功率不高時(shí)，使數(shù)字化技術(shù)這一手段適時(shí)出現(xiàn)，幫助學(xué)生更好地完成任務(wù)，也加深了學(xué)生對(duì)技術(shù)應(yīng)用的效率和作用的認(rèn)識(shí)。

（五） 處理面向全體和個(gè)別指導(dǎo)的關(guān)系

教學(xué)面向全體不等于一刀切，在基于項(xiàng)目的創(chuàng)客活動(dòng)中凸顯面向全體與個(gè)別指導(dǎo)結(jié)合的重要性。正如多數(shù)教師所認(rèn)識(shí)到的，全體教學(xué)具有高效、廣泛、引領(lǐng)性強(qiáng)、系統(tǒng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但往往缺乏針對(duì)性，教師對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況不夠了解，因此需要個(gè)別教學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充和完善。處理好兩者之間的關(guān)系，是增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果的關(guān)鍵。創(chuàng)客活動(dòng)中的個(gè)別指導(dǎo)顯然不能片面理解為補(bǔ)差和指導(dǎo)落后學(xué)生，尤其在動(dòng)手做的場(chǎng)地上，學(xué)生的需求呈現(xiàn)出一定的復(fù)雜性，數(shù)學(xué)成績(jī)好的學(xué)生動(dòng)手能力不一定強(qiáng)，反之亦然。這里的個(gè)別指導(dǎo)幫助前行者發(fā)現(xiàn)新問題，助其更上一層樓，也讓數(shù)學(xué)測(cè)驗(yàn)成績(jī)稍遜一籌的學(xué)生獲得展示自己、證明自己的機(jī)會(huì)。本項(xiàng)目在復(fù)習(xí)舊知、觀察生活、交流小結(jié)及評(píng)價(jià)表彰環(huán)節(jié)用的是面向全體的整體教學(xué)，對(duì)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)地講解，對(duì)結(jié)果進(jìn)行公平地評(píng)價(jià)。而在小組合作探究及實(shí)踐操作的過程中，則以個(gè)別指導(dǎo)為主，教師能夠敏銳地發(fā)現(xiàn)差異，及時(shí)指導(dǎo)，并采取合適的措施給予幫助。這樣的實(shí)踐既保護(hù)了整體的積極性，又促進(jìn)了個(gè)體的發(fā)展，使各個(gè)層次的學(xué)生都得到發(fā)展。