例析信息技術(shù)支持下的項目式學(xué)習(xí)實踐

陳文慧 陳聯(lián)沁 陳桂芬

傳統(tǒng)的教學(xué)中，學(xué)生主體地位不夠突出，忽視知識的形成過程、發(fā)展與應(yīng)用，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，課堂教學(xué)正在不斷發(fā)生變革，依托信息技術(shù)支持，立足學(xué)生的“學(xué)”，為學(xué)生的自主探究創(chuàng)造機會，引領(lǐng)學(xué)生體驗知識的發(fā)生與發(fā)展過程，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力、發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)，已經(jīng)成了課堂教學(xué)改革的主流趨勢.項目式學(xué)習(xí)就是應(yīng)運而生的一種新型學(xué)習(xí)方式，本文依據(jù)斯坦福設(shè)計思維模型[1]中學(xué)生思維建構(gòu)的五個步驟：理解挑戰(zhàn)、觀察、整合觀點、設(shè)想、原型制作和測試，例析闡釋信息技術(shù)支持下的項目式學(xué)習(xí)實踐.

1 立足生活，確定項目的選擇

眾所周知，學(xué)習(xí)與生活有著緊密的聯(lián)系，怎樣更好地引導(dǎo)學(xué)生借助信息技術(shù)與所學(xué)知識解決生活中的問題，是教師需要直面的問題，

相關(guān)研究表明，在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)該充分利用有限的教學(xué)時間，依托生活具體情境與知識的合理聯(lián)想，將學(xué)生引入學(xué)習(xí)的情境，引領(lǐng)學(xué)生借助課堂中的知識來解決這些問題，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識，提高學(xué)生解決問題的能力，如此方能進一步激發(fā)學(xué)生的探究欲，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、自主探究問題的積極性，從而引導(dǎo)學(xué)生在課后主動進行不斷的學(xué)習(xí)探究，幫助學(xué)生實現(xiàn)全面的發(fā)展，

基于這樣的理解，筆者將學(xué)生身邊的問題“三明市明湖公園步道的改造問題”引入課堂，引領(lǐng)學(xué)生以項目式學(xué)習(xí)的方式展開探究，

三明市明湖公園步道的改造問題：根據(jù)資料，明湖是一個可近似為以O(shè)為圓心，半徑為5，圓心角為2π/3的扇形人工湖，現(xiàn)欲將公園步道成改建為娛樂與健身為一體的場所，請結(jié)合實際確定公園步道的改造方案.

2 依托項目，發(fā)展學(xué)生信息分析、整理能力

怎么規(guī)劃公園步道更合理？在教師引領(lǐng)下，學(xué)生進行討論，借鑒己建成步道的經(jīng)驗，認(rèn)為明湖公園步道的改建應(yīng)該遵循以下7個原則：環(huán)境保護原則、以人為本原則、全線貫通原則、標(biāo)志打造原則、合理利用原則、與時俱進原則、可操作性原則，

基于上述原則，學(xué)生自主進行針對性的資料搜集，篩選出了以下2個個實例作為明湖公園步道改造方案確定的借鑒，

實例1重慶大化步道，該步道的基本特征為：中段的小平臺，輕軌無縫連接佛圖關(guān)步道、串聯(lián)起巴山夜雨浮雕石刻、關(guān)岳廟、佛圖關(guān)公園等老重慶景點，

實例2廈門山水步道，該步道的基本特征為：綠色出行，步行道、自行車道和綜合慢行道，提升城市步道空間環(huán)境，充分挖掘及結(jié)合城市自身的自然資源優(yōu)勢，建造可以步行、自行車等健康的出行方式[2].

基于明湖步道的現(xiàn)況，參照實例1，2進行分析，同時將實際的可操作性、設(shè)計原則和公園的功能定位納入設(shè)計的視角，學(xué)生得到了以下3個思路：

（1）為連接現(xiàn)有的綠道將湖景與山景，將山色與湖色進行疊加、跨越、互聯(lián)、拓展，使可觀賞湖景更加開闊，學(xué)生經(jīng)過討論，認(rèn)為應(yīng)該在湖面上增加2條湖面步道，與明湖外側(cè)相切處增加1條山水相通步道，作運動之用;

（2）依山就勢架設(shè)棧道，避免山體與植被破壞，學(xué)生經(jīng)過討論認(rèn)為，山坡步道的建設(shè)需要依山而建，這樣一方面保護了山坡上原有的植被，另一方面，在增加了步道長度的基礎(chǔ)上充分利用了現(xiàn)有的景觀資源.

（3）建設(shè)具有三明的鄉(xiāng)土文化、地域特點、時代特征及生活特色的景觀，著力打造通山跨橋的風(fēng)景線，學(xué)生經(jīng)過討論認(rèn)為，隨著現(xiàn)代城市發(fā)展，應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)及市民對生活科技使用習(xí)慣，打造城市步道的科技與城市歷史文化相融合的理念，在沿湖步道上增設(shè)文化墻，同時在文化墻對應(yīng)浮雕上配置二維碼，掃碼了解相關(guān)三明城市建設(shè)歷史和鄉(xiāng)土文化故事詳情.

3項目建模，運用知識發(fā)展素養(yǎng)

3.1用數(shù)學(xué)的眼觀，分析實際問題

（1）應(yīng)用幾何知識，建模作圖發(fā)展素養(yǎng)，

如圖1，依據(jù)調(diào)查抽象出數(shù)學(xué)模型，做出幾何圖形、發(fā)展直觀想象的素養(yǎng)，明湖可近似為一個以O(shè)為圓心、半徑為50m、圓心角為2π/3的扇形OAB.

（2）類比借鑒，實施推理改造

借鑒2個案例設(shè)計改造，將原有步道OA，OB延伸成OM， ON以連接現(xiàn)有綠道，同時，在公園內(nèi)增建三條健身步道，其中一條與AB相切于點F，且與OM，ON分別相交于C，D，另兩條是分別和湖岸OA，OB垂直的FG，F(xiàn)H（垂足均不與O重合）.

（3）應(yīng)用數(shù)學(xué)知識，進行施工規(guī)劃

①計算∠FOD的范圍;

②新增步道CD，F(xiàn)，F(xiàn)H的長度.

3.2應(yīng)用物理知識，預(yù)測選材

（1）調(diào)查明湖步道近五年內(nèi)人流量最大值及瀏覽增加幅度，并在此基礎(chǔ)上進行預(yù)留一定的步道橋面可承受力度.

（2）測算土壤環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)，測算地質(zhì)可承受重量，經(jīng)預(yù)估在FG，F(xiàn)H段人流量最大為150人，人均按最大值100kg，計算橋面需承受壓力為多少？需幾個橋墩比較合理？聽取專家建議，確定橋墩間距和橋墩個數(shù)的設(shè)置.

（3）比較橋面需承重量和地質(zhì)能承重量之間關(guān)系，最終決定在FG，F(xiàn)H高架段采用鋼格柵和戶外竹地板，CD段采用戶外竹地板和透水水泥混凝土.

3.4結(jié)合歷史文化，修飾設(shè)計

（1）閱讀三明各地市縣志以及其他相關(guān)典籍記載，了解城市文化歷史，為文化墻搜集相關(guān)名人故事和家鄉(xiāng)風(fēng)物介紹.

（2）選取部分典例做文化宣傳，文化墻設(shè)計風(fēng)物篇、名人篇.

3.5技術(shù)支持，拓寬文化廣度、延伸文化深度

根據(jù)歷史文化特點繪制浮雕圖象，配置二維碼延展文化內(nèi)容，以風(fēng)物篇中學(xué)生選取的建蓮為例，掃碼可以繼續(xù)閱讀有關(guān)建蓮的相關(guān)文化，

學(xué)生選取了《紅樓夢》中關(guān)于建蓮的選段：第10回中，張?zhí)t(yī)給秦可卿開的藥方益氣養(yǎng)榮補脾和肝湯，方用人參、白術(shù)、云苓、熟地等，“引用建蓮子七粒，去心，紅棗二枚……以及在第52回“小丫頭便用小茶盤捧了一蓋碗建蓮紅棗湯來，寶玉喝了兩口”引出建蓮的珍貴，建蓮在歷史上被譽為“蓮中極品”，

在此基礎(chǔ)上，學(xué)生再通過《建寧縣志》物產(chǎn)篇中對建蓮的記載：“蓮，花葉偶生相連日蓮，嫩極鮮，老者為干，子入藥，補脾，邑種蓮多處，以西門蓮為最上品，水南次之，水東又次之，然較他邑產(chǎn)者，均有天淵之判，”對建蓮進行進一步介紹.

4項目測試，檢驗、完善模型

（1）虛擬測試

利用計算機，模擬設(shè)計步道能承受壓力是否達標(biāo)，其中可以各科學(xué)科軟件，如：利用相關(guān)學(xué)科軟件測試設(shè)計結(jié)構(gòu)的承重能力.

（2）模型測試

借助3D打印等技術(shù)與計算機連接打印出按比例縮放的精準(zhǔn)模型進行測試，按比例對步道增加壓力，測試步道實際承重.

（3）外觀設(shè)計模擬

利用3Dmax[3]等相關(guān)建模軟件，對明湖步道的周邊環(huán)境進行建模模擬，對明湖步道景觀進行細節(jié)設(shè)計，其中，按照學(xué)生特長進行分組設(shè)計部分細節(jié)：

①橋梁主題結(jié)構(gòu)制作小組，利用3D打印機精準(zhǔn)制作步道相關(guān)結(jié)構(gòu)配件，預(yù)備組裝;

②歷史文化墻設(shè)計小組，其中學(xué)生自發(fā)分工為文化故事撰寫小組、外文編譯小組、畫面繪制小組、浮雕雕刻小組，其中文化故事撰寫小組負責(zé)編輯相關(guān)三明地區(qū)風(fēng)物名人故事，外文編譯小組負責(zé)將相關(guān)故事編譯成英文、日文、西班牙語，畫面繪制小組則根據(jù)文化故事設(shè)計相關(guān)畫面，浮雕雕刻小組負責(zé)建相關(guān)畫面雕刻小組負責(zé)將畫面和二維碼雕刻為整體，

③組裝小組，比照明湖實際的生態(tài)環(huán)境，將明湖步道周邊環(huán)境進行搭建，同時，將前兩個小組的制作成果進行組裝;

④模型模擬和模型測試小組，其中又可分為生態(tài)模擬小組和模型實物測試小組，生態(tài)模擬小組負責(zé)在麒麟山明湖景區(qū)對土壤、植物等生態(tài)環(huán)境進行取樣，搭建模型搭建模擬實景，實物模型測試小組則需在生態(tài)模擬小組搭建好的環(huán)境下，在進行實物承重測試，如：假設(shè)明湖持續(xù)降雨一周明湖水位上升浸泡步道后，步道的承重能力.

5項目評估，引導(dǎo)未來學(xué)習(xí)方向

5.1學(xué)生自評互評

在項目完成之后，學(xué)生都收獲良多，在此基礎(chǔ)上，教師提出了以下5個問題，讓學(xué)生在完成學(xué)習(xí)之后，對自己和小組本組成員在本次的學(xué)習(xí)活動中的表現(xiàn)進行評價[4].

問題1本次項目活動中，你擔(dān)任了什么任務(wù)？

問題2本次項目活動中，你給出了什么建議？

問題3本次項目活動中，你在以下方面表現(xiàn)如何？ （給出每個方面的自評分，滿分為10分）

①資料查找;②資料分析;③團隊協(xié)作;④知識運用;⑤跨學(xué)科結(jié)合;⑥創(chuàng)新能力，

問題4你覺得在你完成的任務(wù)中你覺得什么地方做的好？什么地方有待改進呢？

問題5請你對這種學(xué)習(xí)的方式提出完善意見，

學(xué)生的自評互評意見匯總為：資料查找、分析比較到位，團隊合作的較好，知識的運用及創(chuàng)新能力有待進一步提高.

5.2組內(nèi)自評

（1）小組成員通過討論繪制思維導(dǎo)圖，將小組學(xué)習(xí)開展的規(guī)劃和進度用簡略魚骨圖標(biāo)注出;

（2）小組各個成員將自己所參與的任務(wù)部分報至組長，組長整理匯總為思維導(dǎo)圖，發(fā)至課堂派中班級公開討論區(qū)中，教師發(fā)起學(xué)生組內(nèi)匿名互評，同組的成員從小組活動參與度和項目的貢獻度等2個方面進行進行互相評價，

學(xué)生的組內(nèi)自評意見匯總為：有些同學(xué)的參與不夠深入，團隊內(nèi)部的合作還有提升空間.

5.3小組互評

（1）各小組組長將本組成果，小組參與情況，小組資料搜集情況、分析成果，小組成果中所用知識整理發(fā)送至課堂派班級公共討論區(qū).

（2）學(xué)生認(rèn)真分析別組同學(xué)的成果，對別組同學(xué)的成果從以下3個方面進行評價和學(xué)習(xí)：

①你覺得他們組哪個方面做的最好？哪個方面還需要改進？請你給他們提幾點意見，

②結(jié)合自己組學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況，你認(rèn)為別組同學(xué)的學(xué)習(xí)過程有什么你們值得借鑒的地方？

③其他小組和你們小組之間的配合怎么樣？

學(xué)生的小組互評意見匯總為：模型測試組的動手能力、團隊合作能力強，歷史文化墻設(shè)計小組的設(shè)計很有創(chuàng)意，將三明的發(fā)展史融入了三明的文化底蘊，達到了學(xué)以致用的目的.

5.4教師評價

教師評價分為學(xué)科知識掌握程度以及運用情況進行評價和學(xué)生在本次學(xué)習(xí)過程中的綜合能力評價.

（1）各學(xué)科教師針對在學(xué)生探究過程中和本學(xué)科相關(guān)知識的掌握及運用情況進行評價;

（2）教師們對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)和研究方法進行評價、指導(dǎo);

（3）各學(xué)科教師對學(xué)生本次學(xué)習(xí)的資料收集能力、資料分析能力、創(chuàng)新能力、跨學(xué)科知識運用能力以及團隊合作能力進行綜合評價，

教師的評價意見匯總為：本項目用到了數(shù)學(xué)的圓的切線、解三角形，不等式，統(tǒng)計等知識;用到了物理的受力分析，通用技術(shù)的圖形結(jié)構(gòu)，地理的地質(zhì)學(xué)、氣候?qū)W，借助了信息技術(shù)等軟件進行學(xué)習(xí)，所設(shè)計的項目方案總體上較好地實現(xiàn)學(xué)習(xí)目的，在跨學(xué)科知識融合應(yīng)用方面還要進一步加強.

5.5知識總結(jié)

學(xué)生將本次學(xué)習(xí)過程中運用到的知識點如：信息技術(shù)的軟件應(yīng)用、通用技術(shù)的模型、數(shù)學(xué)的解三角形問題、物理的受力分析，地理的地質(zhì)土壤、氣候分析等截取出來，進行匯總歸納，并認(rèn)真思考知識在項目學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中是如何進行運用的.

5.6學(xué)生反思、薄弱知識點鞏固

（1）學(xué)生對上述評價過程中提出的值得改進的地方再進行反思，反思自己在下一次的項目式學(xué)習(xí)過程中能夠做得更好的地方以及對于本次學(xué)習(xí)自己和他人的優(yōu)秀之處.

（2）根據(jù)教師評價中教師對學(xué)生的知識掌握上的分析，學(xué)生自己對自身知識掌握程度進行分析，對知識點的薄弱之處進行鞏固加強.

（3）學(xué)生根據(jù)上述評價中給出的意見，對今后的學(xué)習(xí)方法進行調(diào)整.

6 結(jié)語

上述案例的實踐表明，項目式學(xué)習(xí)在教學(xué)中的價值顯而易見，雖然在項目式學(xué)習(xí)的具體實施過程中仍存在許多的困難，但是，如果在課程開發(fā)、項目主題的確定以及在問題的設(shè)計等方面能夠進行更深入的思考，在項目式學(xué)習(xí)的過程中，能更好地結(jié)合生活實際，更充分調(diào)動學(xué)生的興趣、增加學(xué)生學(xué)習(xí)成就感，更注重多學(xué)科的融合，更充分地發(fā)揮信息技術(shù)的輔助作用，上述困難的克服并非不可實現(xiàn)，如此，項目式學(xué)習(xí)在鞏固學(xué)生所學(xué)知識、提高運用所學(xué)知識解決實際問題的能力、發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)方面必將發(fā)揮其應(yīng)有、更大、更好的作用，

參考文獻

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[2]莊彩虹.探討城市山水步道的構(gòu)建推動城市綠色出行——以廈門山水步道系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計為例[J].綠色科技，2018 （08）：17-20

[3]孫江山，林立甲，任友群.3D CAD支持中學(xué)生創(chuàng)造力和空間能力發(fā)展的實證研究[J].中國電化教育，2016 （10）：45-50

[4]張輝蓉，唐佳欣，楊淏璇.基于深度學(xué)習(xí)的中小學(xué)生STEAM學(xué)習(xí)質(zhì)量評價指標(biāo)體系構(gòu)建[J].中國電化教育，2021 （01）：102-109