智能化項目式學(xué)習(xí):讓每一個兒童沉浸“真實學(xué)習(xí)”

摘" 要：教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型與項目式學(xué)習(xí)，既是當(dāng)下教學(xué)改革的熱點與重點，又是基于真實問題，創(chuàng)設(shè)真實情境開展真實學(xué)習(xí)，引發(fā)深度思考，實現(xiàn)高階思維遷移，切實發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的有效路徑。文章試圖將兩者進(jìn)行有機(jī)融合，以項目式教學(xué)案例“簡易智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的制作”為依托，從現(xiàn)實困擾、基本內(nèi)涵、實踐路徑三個維度，淺述了智能化項目式學(xué)習(xí)的探索與實踐經(jīng)驗，引領(lǐng)兒童在真實的學(xué)習(xí)情境中，綜合運用多學(xué)科知識建構(gòu)知識體系，切實發(fā)展素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：智能化項目式學(xué)習(xí);真實學(xué)習(xí);素養(yǎng)發(fā)展

隨著世界范圍內(nèi)素養(yǎng)導(dǎo)向的基礎(chǔ)教育課程改革的全面啟動和推進(jìn)，教育數(shù)字化與項目式學(xué)習(xí)備受教育界關(guān)注。教育部印發(fā)的《基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革深化行動方案》明確指出，“充分利用數(shù)字化賦能基礎(chǔ)教育，推動數(shù)字化在拓展教學(xué)時空、共享優(yōu)質(zhì)資源、優(yōu)化課程內(nèi)容與教學(xué)過程、優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)方式、精準(zhǔn)開展教學(xué)評價等方面的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)教學(xué)更好地適應(yīng)知識創(chuàng)新、素養(yǎng)形成發(fā)展等新要求”?！读x務(wù)教育課程方案（2022年版）》也要求“堅持素養(yǎng)導(dǎo)向”“探索大單元教學(xué)，積極開展主題化、項目式學(xué)習(xí)等綜合性教學(xué)活動”。

項目式學(xué)習(xí)所具備的特征，與《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》所倡導(dǎo)的素養(yǎng)導(dǎo)向、強(qiáng)化學(xué)科實踐、關(guān)注課程的綜合性、強(qiáng)調(diào)評價方法的多元化等理念高度契合。因而融合數(shù)字技術(shù)與項目學(xué)習(xí)之優(yōu)勢，將成為我國新一輪課程改革的重要抓手，有利于學(xué)生形成素養(yǎng)本位的學(xué)習(xí)方式，重新架構(gòu)學(xué)習(xí)內(nèi)容，革新課堂教學(xué)實踐，為課程建設(shè)提供新視角，為落實立德樹人根本任務(wù)探索新路徑。

本文基于學(xué)校十余年的教學(xué)信息化實踐基礎(chǔ)和探索經(jīng)驗，依托常態(tài)推進(jìn)的校本“創(chuàng)+”課程，根據(jù)情境教學(xué)、項目學(xué)習(xí)和逆向教學(xué)設(shè)計等教學(xué)理論，結(jié)合教學(xué)模式構(gòu)成要素，融合學(xué)校建構(gòu)的“蘭韻·數(shù)字化平臺”（下文簡稱“數(shù)字平臺”），構(gòu)建了“智能化項目式學(xué)習(xí)模式”，以破解現(xiàn)行項目式學(xué)習(xí)的實踐難題，創(chuàng)設(shè)真實學(xué)習(xí)情境，綜合運用所學(xué)知識解決真實問題，讓每一個兒童經(jīng)歷“真實學(xué)習(xí)”，建立知識間的深層次聯(lián)系，實現(xiàn)知識、技能、能力和素養(yǎng)的層進(jìn)式發(fā)展。

一、智能化項目式學(xué)習(xí)的現(xiàn)實困境

相關(guān)研究表明，項目式學(xué)習(xí)作用的發(fā)揮受多方面因素的影響，包括學(xué)科、年段、項目實施時長、所用技術(shù)類型的數(shù)量和學(xué)生特點等。

本文基于長期的實踐探索發(fā)現(xiàn)，較為突出的問題表現(xiàn)在：一是確立項目主題的難度大，真實性、驅(qū)動性、趣味性和綜合性“四性合一”的項目主題，往往讓教師止步于前，無法吸引學(xué)生的持續(xù)性研究;二是項目學(xué)習(xí)設(shè)計難度大，項目學(xué)習(xí)需要多學(xué)科、跨學(xué)科的融合，而目前的教學(xué)資源難以滿足需求;三是達(dá)成高階學(xué)習(xí)目標(biāo)難度大，學(xué)情基礎(chǔ)和學(xué)生的水平參差不齊，從學(xué)習(xí)現(xiàn)狀來看，學(xué)生對高階學(xué)習(xí)任務(wù)有畏難心理，相比低階學(xué)習(xí)任務(wù)，參與度相對較低;四是互動性的實施方式的時空受限，局限于課堂教學(xué)，難有技術(shù)平臺支持學(xué)生的自主探索、時時互動，未能真正發(fā)揮項目式學(xué)習(xí)綜合育人的價值。

二、智能化項目式學(xué)習(xí)的基本內(nèi)涵

（一）建構(gòu)主義理論下的理性選擇，主張“做中學(xué)”

建構(gòu)主義理論是認(rèn)知心理學(xué)派的一個分支，皮亞杰、維果茨基是主要代表人物，提倡“做中學(xué)”的理念，主張持續(xù)探究與合作學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)基于真實的問題驅(qū)動，主動探索、積極發(fā)現(xiàn)，形成所學(xué)知識的主動建構(gòu)，生成有意義的知識體系。

智能化項目式學(xué)習(xí)充分發(fā)揮數(shù)字平臺的優(yōu)勢，促進(jìn)學(xué)生在具有挑戰(zhàn)性的項目主題中，融合運用新舊知識和多學(xué)科的知識與能力，利用3D建模、程序編寫、模型組裝和程序調(diào)試等技術(shù)手段，將學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)、進(jìn)程、策略進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，將學(xué)生理解思維從記憶、理解和運用層次，不斷引向分析、評價和創(chuàng)新層次。

（二）實用主義理論下的時代選擇，秉持“大課堂”

實用主義教育思想出現(xiàn)于美國的19世紀(jì)末，是一種產(chǎn)生于實用主義哲學(xué)基礎(chǔ)之上的教育理論，美國哲學(xué)家、教育家約翰·杜威是其倡導(dǎo)者和最主要的代表，其核心思想可以概括為“教育即生長”“教育即生活”“教育即經(jīng)驗的不斷改造”三個方面。

智能化項目式學(xué)習(xí)將課堂“以教為中心”轉(zhuǎn)向“以學(xué)為中心”，即以學(xué)生為中心、以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心。依托數(shù)字平臺，鏈接線上線下、課內(nèi)課外和校內(nèi)校外，將整個社會變成學(xué)生成長的“大課堂”，讓學(xué)習(xí)場域全面拓展，讓課程學(xué)習(xí)生活化，集中彰顯了陶行知老先生的教育觀——“學(xué)習(xí)即生活”的教育理念。

（三）終身學(xué)習(xí)理論下的育人追求，堅持“大學(xué)習(xí)”

終身學(xué)習(xí)是一種社會行為，是人們的一種生存方式，它為人的發(fā)展與完善提供了一種新的選擇，正如蔡元培先生說的“教育者，非為以往，非為現(xiàn)在，而專為將來”。智能化項目式學(xué)習(xí)作為一種新型學(xué)習(xí)方式，追求樹立“大學(xué)習(xí)”觀念，指向?qū)W習(xí)者一生的學(xué)習(xí)歷程，將學(xué)習(xí)作為一種終身的能力與習(xí)慣去打造，不僅重視學(xué)生（跨）學(xué)科知識的學(xué)習(xí)、技能目標(biāo)的達(dá)成，還關(guān)注學(xué)生信息搜集能力、分析能力和合作能力的提升，并在此基礎(chǔ)上養(yǎng)成相應(yīng)的必備品格，讓每一個生命得到豐厚和充實，最終成為一個完整、精彩的生命體，讓學(xué)生主動成長為符合國家要求的未來人才。

三、智能化項目式學(xué)習(xí)的具體環(huán)節(jié)

本文探索了基于數(shù)字平臺的“智能化項目式學(xué)習(xí)模式”，創(chuàng)生“項目提出—方案構(gòu)架—模型制作—編程賦能—組裝調(diào)試—總結(jié)反思—拓展延伸”七大項目環(huán)節(jié)，依托數(shù)字平臺建立學(xué)習(xí)共同體，共同開展智慧學(xué)習(xí)。具體環(huán)節(jié)如下：

項目提出：教師遵循不同年段學(xué)生的心理特征和學(xué)習(xí)規(guī)律，給予數(shù)字生活、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實等能激發(fā)創(chuàng)意和想象力的話題。學(xué)生在平臺上分組，以關(guān)鍵詞共享項目進(jìn)行構(gòu)思，平臺自動匯集此階段的交流記錄。

方案構(gòu)想：學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行深度交流后，依托平臺進(jìn)行初步的方案構(gòu)思和設(shè)計，然后利用3D魔術(shù)師、Lasermaker等軟件進(jìn)行線上繪制和模擬，并在團(tuán)隊中進(jìn)行反復(fù)討論和優(yōu)化。

編程賦能：教師作為項目的引導(dǎo)者，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)編程知識，隨后由學(xué)生在平臺中進(jìn)行自主編程并共享，教師在教師端通過文字、語音和動態(tài)演示等多種形式進(jìn)行個性化指導(dǎo)，以優(yōu)化項目程序。

模型制作：學(xué)生根據(jù)前作繪制的作品數(shù)據(jù)，在教師指導(dǎo)下運用激光切割機(jī)、3D打印機(jī)等進(jìn)行該項目作品的數(shù)字化技術(shù)制作，并及時記錄在平臺中，以便后期對比修改。

組裝調(diào)試：學(xué)生將程序、智能模塊、打印或切割的外殼三者進(jìn)行組裝，將組裝、運行、調(diào)試過程，以圖、文、視頻的形式記錄在平臺上。如遇到難題，學(xué)生可以借助平臺調(diào)取相關(guān)學(xué)習(xí)資源，或在線咨詢同伴、教師，及時解惑，初步完成作品。

總結(jié)反思：各項目組進(jìn)行成果展示，將作品照片和分享視頻共享在平臺“智能化課程成果”中，再由教師、學(xué)生和家長依據(jù)項目評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行多維度的項目評價;各項目組根據(jù)評價數(shù)據(jù)進(jìn)行自我和團(tuán)隊在項目實施中的總結(jié)與反思，并將其分享在個人學(xué)習(xí)空間。

四、智能化項目式學(xué)習(xí)的具體實踐

（一）案例實施背景與內(nèi)容

新冠肺炎疫情引發(fā)了全民對身體健康的關(guān)注。體溫檢測成為監(jiān)控身體健康的必要方式，也是學(xué)校日常晨午檢的主要內(nèi)容。本研究以此為契機(jī)，統(tǒng)籌開發(fā)并實施了系列化“科學(xué)防疫”項目課程：“智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的制作”是其中為期六周，共計24個課時的跨學(xué)科大單元項目之一。該項目主要探究了“如何利用科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)人體體溫智能監(jiān)控，讓醫(yī)學(xué)隔離點的醫(yī)護(hù)人員減少感染風(fēng)險”這一主問題，下設(shè)五個核心問題：一是智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)包含哪些部分;二是智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)涉及哪些學(xué)科知識;三是如何建模智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng);四是如何編程實現(xiàn)智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的運行;五是如何進(jìn)行智能體溫監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的評價與優(yōu)化，以達(dá)成項目分析—知識理解—方法掌握—技能形成—創(chuàng)新能力發(fā)展—創(chuàng)新精神生成的素養(yǎng)進(jìn)階。

（二）案例實施思路

基于數(shù)字平臺，形成“學(xué)生+教師+家長+云端”的互動學(xué)習(xí)樣態(tài)，通過實施“教、學(xué)、評一體化”的學(xué)習(xí)實踐活動，經(jīng)由“選擇問題—制訂計劃—合作探究—作品制作—展示交流—項目評價”的學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生經(jīng)歷真實的學(xué)習(xí)情境與學(xué)習(xí)過程，通過實地調(diào)查研究、逐層剖析問題、反復(fù)對比試驗、團(tuán)隊智慧共創(chuàng)四種方法，走進(jìn)生活發(fā)現(xiàn)問題、運用知識深入思考、調(diào)試程序組裝實驗、自我反思與團(tuán)隊修訂。

（三）案例實施的過程與步驟

1. 梳理思路，設(shè)計方案。項目按照“主題—探究—展示”的“活動單元”編制思路進(jìn)行設(shè)計，聚焦“如何利用科學(xué)技術(shù)對人體體溫實現(xiàn)智能監(jiān)控”這一驅(qū)動性問題，師生共同梳理將涉及的知識原理與學(xué)科知識，整體分析制訂智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案，統(tǒng)籌安排項目流程，有計劃、有條理地開展項目研究。

2. 合作探究，習(xí)得技能。充分發(fā)揮課堂教學(xué)的主陣地作用，梳理與主題相關(guān)的創(chuàng)客學(xué)科傳感器原理，編程學(xué)科程序編寫，數(shù)學(xué)學(xué)科空間幾何，科學(xué)學(xué)科力學(xué)、紅外線傳播與對比實驗等事實性的知識、主題、概念和原理，同時厘清這些知識的縱向、橫向關(guān)系。各學(xué)科教師依托常規(guī)課程教學(xué)，通過情境創(chuàng)設(shè)與問題引導(dǎo)，設(shè)計形式多樣的教學(xué)活動，將這些知識與學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗相聯(lián)系，從而形成漸進(jìn)性的學(xué)習(xí)內(nèi)容框架，讓學(xué)生掌握與項目相關(guān)的3D建模、3D打印、源代碼編程等知識與操作技能，并在課堂上開展與項目相關(guān)的實踐活動，促進(jìn)學(xué)生將知識與技能轉(zhuǎn)化為能力。

3. 活用技術(shù)，制作作品。此環(huán)節(jié)重在運用數(shù)字平臺和技術(shù)工具，將構(gòu)思轉(zhuǎn)換為模型。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下設(shè)計圖紙，運用IME3D軟件，將實物按照比例縮小進(jìn)行建模設(shè)計，運用3D打印機(jī)建模并完成房屋主體和小物品的模型制作;結(jié)合準(zhǔn)備好的配套硬件、編程軟件，進(jìn)行指令編寫和反復(fù)調(diào)試，使智能監(jiān)控體溫的功能得以實現(xiàn)。當(dāng)人體識別系統(tǒng)檢測到有人員存在時，就向測溫系統(tǒng)發(fā)出啟動指令，LED顯示系統(tǒng)實時顯示、記錄并存儲相關(guān)信息;當(dāng)體溫高于37.3℃，蜂鳴器發(fā)出警報。

4. 反復(fù)試驗，反饋改進(jìn)。學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)制作過程中出現(xiàn)的問題，向教師求助，根據(jù)反饋意見修訂并優(yōu)化作品。作品具有人臉識別的功能，能自動識別人體身份，LED顯示屏能實時接收、更新被檢測者的相關(guān)數(shù)據(jù)，并持續(xù)接收與保存，形成人體體溫數(shù)據(jù)庫，從而擴(kuò)大了測溫范圍，增強(qiáng)了體溫監(jiān)控的科學(xué)性。

5. 成果展評，多元評價。每學(xué)期，學(xué)校以“項目式學(xué)習(xí)成果展”為載體開展交流展示活動，以項目組為單位，共同纂寫陳述報告，進(jìn)行項目成果的個性化展示，并采用過程性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的方式，開發(fā)對應(yīng)評價量表，研判學(xué)生知識學(xué)習(xí)的深度、廣度與關(guān)聯(lián)度，既為師生“教”與“學(xué)”行為的改進(jìn)提供了“導(dǎo)航儀”，又引導(dǎo)學(xué)生將知識進(jìn)行遷移、運用和轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生新知識，使學(xué)生獲得了儀式感。

6. 實踐總結(jié)，自主反思。教師提供反思路徑，指導(dǎo)學(xué)生以個人與團(tuán)隊形式，從“最終成果回答了開始提出的驅(qū)動性問題了嗎”“最終成果能夠讓別人理解嗎”“最終成果代表了這段時間在這個項目上形成的核心觀點嗎”等方面進(jìn)行反思，說明自己和團(tuán)建在項目過程中的優(yōu)點與不足，思考項目目標(biāo)達(dá)成情況與學(xué)習(xí)過程中的成功經(jīng)驗、失敗教訓(xùn)，從而將能力轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)。

智能化項目式學(xué)習(xí)讓每個學(xué)生經(jīng)歷了“真實學(xué)習(xí)”，讓學(xué)生看到更全面、更有個性的自己，讓學(xué)生遇見更公平、更有未來的學(xué)校，讓“立德樹人”在新型的“教”與”學(xué)”方式的持續(xù)優(yōu)化升級中得以更真實的展現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：向志莉）

* 本文系重慶市沙坪壩區(qū)教育科學(xué)規(guī)劃導(dǎo)師制課題“基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的大單元教學(xué)實踐研究”（課題編號：2020-3-DS014）研究成果。