小學(xué)信息科技項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)探索

【摘要】項(xiàng)目化學(xué)習(xí)作為一種任務(wù)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)模式，將完整的學(xué)習(xí)內(nèi)容分割成多個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目與任務(wù)，旨在讓學(xué)習(xí)者在真實(shí)情境中深入探索、解決問(wèn)題，以滿足項(xiàng)目要求或是達(dá)成任務(wù)目標(biāo)。對(duì)此，教師在進(jìn)行小學(xué)信息科技教學(xué)時(shí)，可嘗試引入這種新穎的教學(xué)模式，通過(guò)創(chuàng)設(shè)兼具互動(dòng)性與趣味性的學(xué)科項(xiàng)目，全面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維、創(chuàng)新意識(shí)等信息科技核心素養(yǎng)的發(fā)展?！娟P(guān)鍵詞】小學(xué)信息科技；項(xiàng)目化學(xué)習(xí)；輔助行走機(jī)器人；實(shí)踐應(yīng)用；教學(xué)模式項(xiàng)目化學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)任務(wù)驅(qū)動(dòng)與實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的項(xiàng)目主題情境，設(shè)立明確的任務(wù)目標(biāo)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生在情境中展開(kāi)探索與實(shí)踐，指向核心知識(shí)的再建構(gòu)。信息科技學(xué)科教師應(yīng)革新教學(xué)理念，引入項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)與學(xué)習(xí)體驗(yàn)，助力他們?cè)趯W(xué)習(xí)、實(shí)踐和創(chuàng)新中實(shí)現(xiàn)綜合發(fā)展。本文以蘇科版小學(xué)信息科技六年級(jí)全一冊(cè)項(xiàng)目3“機(jī)器人與生活體驗(yàn)”為例展開(kāi)探究。一、在小學(xué)信息科技學(xué)科中應(yīng)用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式的優(yōu)勢(shì)（一）有助于增強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式有助于增強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)?？茖W(xué)的項(xiàng)目擬定設(shè)計(jì)和合理的團(tuán)隊(duì)小組劃分能夠?yàn)閷W(xué)生提供合作交流與溝通配合的機(jī)會(huì)。在合作完成信息科技項(xiàng)目的過(guò)程中，學(xué)生能夠獲得寶貴的合作經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)于增強(qiáng)他們的合作意識(shí)大有裨益。在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式中，學(xué)生會(huì)意識(shí)到項(xiàng)目任務(wù)是難以獨(dú)立完成的，這能夠促使他們認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，學(xué)會(huì)傾聽(tīng)他人意見(jiàn)、尊重他人觀點(diǎn)，通過(guò)合作溝通解決問(wèn)題，這對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)和溝通能力的培養(yǎng)具有至關(guān)重要的作用。另外，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式通常會(huì)設(shè)立一個(gè)共同的目標(biāo)和任務(wù)，學(xué)生需明確自己的能力點(diǎn)，發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，在合作中互相支持、通力合作，才能高效完成任務(wù)、達(dá)成目標(biāo)，這也將促進(jìn)他們問(wèn)題解決能力和團(tuán)隊(duì)凝聚力的提升。所以，信息科技學(xué)科教師應(yīng)充分應(yīng)用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式，促使學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作中養(yǎng)成開(kāi)放的思維和包容的態(tài)度，為他們未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［1］。（二）有助于發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式有助于發(fā)展學(xué)生的信息科技核心素養(yǎng)。首先，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)項(xiàng)目與真實(shí)情境，使學(xué)習(xí)活動(dòng)充滿開(kāi)放性與不確定性，這能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲。而多變的情境與不可控的突發(fā)情況也有助于活化學(xué)生的思維，促使他們靈活運(yùn)用信息科技知識(shí)解決真實(shí)情境中的各種問(wèn)題，這將促進(jìn)學(xué)生的計(jì)算思維與信息意識(shí)得到縱深發(fā)展。此外，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)為學(xué)生提供了將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用的機(jī)會(huì)，這不僅能讓他們的素養(yǎng)與技能在項(xiàng)目中得以鍛煉與強(qiáng)化，還能進(jìn)一步提升他們的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，使他們具備信息社會(huì)責(zé)任。二、小學(xué)信息科技項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)策略（一）創(chuàng)設(shè)情境，擬定項(xiàng)目方案信息科技學(xué)科的內(nèi)容體系較為龐大而冗雜，且它的核心知識(shí)點(diǎn)往往會(huì)伴隨科技的發(fā)展與時(shí)代的進(jìn)步而不斷更新迭代。對(duì)此，信息科技學(xué)科教師可以通過(guò)引入項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式，結(jié)合當(dāng)前的時(shí)代背景與科技熱點(diǎn)來(lái)創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目情境，擬定項(xiàng)目方案。在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式中，教師可以創(chuàng)設(shè)一個(gè)類似于CNDS編程社區(qū)的機(jī)器人程序設(shè)計(jì)情境。在該線上社區(qū)中，學(xué)生將扮演機(jī)器人程序員的角色，接收來(lái)自世界各地的訂單。這些訂單要求他們根據(jù)具體的場(chǎng)景和功能需求來(lái)編程設(shè)計(jì)機(jī)器人。如學(xué)生接到的第一個(gè)訂單是為一個(gè)行動(dòng)不便的老年人設(shè)計(jì)一個(gè)輔助行走機(jī)器人。在接到該訂單后，學(xué)生首先需要分析用戶的具體需求，對(duì)機(jī)器人需要具備的功能模塊、具體的外形設(shè)計(jì)等內(nèi)容展開(kāi)溝通與討論，制訂整體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案。比如，有學(xué)生提出：“我認(rèn)為這種輔助行走機(jī)器人是一種仿生機(jī)器人，所以在外形上應(yīng)該與正常人類相似，在功能模塊上也應(yīng)能做到基本的站立、下蹲與行走。”而有學(xué)生認(rèn)為：“我認(rèn)為仿生機(jī)械足機(jī)器人需要使用者花費(fèi)一段時(shí)間來(lái)適應(yīng)和練習(xí)，這對(duì)于老年人來(lái)說(shuō)具有一定難度。所以，我認(rèn)為四足輔助機(jī)器人更為合適，它在外形上類似于嬰兒的學(xué)步車，在功能模塊上可以舍棄跳躍和下蹲動(dòng)作，使正常行走變得更加穩(wěn)定，具體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案還需根據(jù)使用者的身型進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化?！睂W(xué)生的不同觀點(diǎn)與想法在討論中交互與碰撞，他們不僅要考慮用戶的具體需求，還要考慮功能的設(shè)計(jì)操作以及技術(shù)的可行性，這能夠讓他們的核心素養(yǎng)在思考和討論中得到全方位的鍛煉。伴隨著討論的進(jìn)一步深入，學(xué)生們將各自的想法融合在一起，逐步形成了一個(gè)更加完善的項(xiàng)目方案。他們計(jì)劃設(shè)計(jì)一款外形簡(jiǎn)潔、功能實(shí)用的仿生機(jī)械足輔助行走機(jī)器人，它既能解決四足輔助機(jī)器人笨重與功能不足的問(wèn)題，新加入的人工智能程序算法還能夠?qū)W習(xí)和模擬使用者的行動(dòng)方式，盡可能地縮短適應(yīng)與練習(xí)的過(guò)程，讓老年人能夠更加方便、安全地使用這款機(jī)器人。在項(xiàng)目方案框架確定后，學(xué)生們開(kāi)始細(xì)化各個(gè)細(xì)節(jié)，包括考慮機(jī)器人零件的材質(zhì)選擇、重量對(duì)老年人使用舒適度的影響、電池的續(xù)航能力和替換方式等，以確保機(jī)器人在使用過(guò)程中能夠持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，力求設(shè)計(jì)出達(dá)到用戶預(yù)期體驗(yàn)的項(xiàng)目方案?？梢?jiàn)，項(xiàng)目情境的創(chuàng)設(shè)為學(xué)生提供了一個(gè)可以創(chuàng)新思考與合作討論的空間，他們不再只是被動(dòng)接收信息科技知識(shí)，而是積極投入兼具真實(shí)感與挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目中，通過(guò)實(shí)踐與設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮自身的潛力與創(chuàng)造力，從而提升信息科技核心素養(yǎng)。（二）任務(wù)驅(qū)動(dòng)，促進(jìn)項(xiàng)目推進(jìn)在小學(xué)信息科技項(xiàng)目化學(xué)習(xí)過(guò)程中，科學(xué)的任務(wù)設(shè)計(jì)將成為學(xué)生積極參與項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)力。而任務(wù)驅(qū)動(dòng)的核心在于設(shè)定明確的項(xiàng)目目標(biāo)。這些目標(biāo)將引導(dǎo)學(xué)生逐步深入思考，將所學(xué)的信息科技知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決中，讓學(xué)生于實(shí)踐中獲得別樣的信息科技學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在上一個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生已經(jīng)構(gòu)思出了完整的項(xiàng)目方案。為了促進(jìn)項(xiàng)目的有序推進(jìn)，教師需要精心設(shè)計(jì)任務(wù)的階段性目標(biāo)。例如，在項(xiàng)目的第一階段，教師設(shè)定的階段性項(xiàng)目任務(wù)是要求學(xué)生將他們的文本設(shè)計(jì)方案劃分成材料選擇、結(jié)構(gòu)搭建和編程調(diào)試三個(gè)部分，學(xué)生也將由此劃分為三個(gè)小組，每組負(fù)責(zé)完成一個(gè)小組任務(wù)。學(xué)生要根據(jù)自身的能力、特點(diǎn)加入不同的小組，并與其他小組協(xié)作配合，完成制造輔助行走機(jī)器人的前置性籌備。在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生將會(huì)主動(dòng)審視自身的能力點(diǎn)和長(zhǎng)處，自行加入不同的小組，著手開(kāi)展籌備工作。如材料小組要比對(duì)各個(gè)材料的重量、密度和抗腐蝕性能等，以確保輔助行走機(jī)器人的便捷性和機(jī)器人使用壽命的持久性；結(jié)構(gòu)小組則需要借助信息技術(shù)建模軟件將項(xiàng)目方案中的文本圖片轉(zhuǎn)化為立體的三維建模，并將一體成型的建模拆分成各個(gè)組合零件，確保設(shè)計(jì)方案的可操作性與組合性；編程小組則需負(fù)責(zé)難度最大的輔助行走程式的編寫，同時(shí)他們還需考慮在機(jī)器人中融入開(kāi)源人工智能學(xué)習(xí)程式，幫助老年使用者快速適應(yīng)該機(jī)器人的行動(dòng)輔助。在這一階段，教師需提供技術(shù)支持和指導(dǎo)，同時(shí)鼓勵(lì)項(xiàng)目小組嘗試以自己的力量解決問(wèn)題。如當(dāng)學(xué)生在編寫開(kāi)源人工智能學(xué)習(xí)程式的過(guò)程中遇到困難時(shí)，教師可以為他們提供幾個(gè)開(kāi)源程序網(wǎng)站，由學(xué)生自行選擇適用于該機(jī)器人的開(kāi)源程式。這能在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立性與思維能力的基礎(chǔ)上，幫助他們高效達(dá)成階段性任務(wù)目標(biāo)。在項(xiàng)目的第二階段，教師應(yīng)要求各個(gè)小組將前一階段的任務(wù)成果進(jìn)行整合。各個(gè)小組要匯報(bào)本組的階段性項(xiàng)目成果，闡述材料選用的理由、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因和程式編寫的方式，再進(jìn)行最終的成品搭建。教師需要起到調(diào)和作用，化解學(xué)生在機(jī)器人成品搭建過(guò)程中出現(xiàn)的分歧，避免項(xiàng)目進(jìn)程受到阻礙，確保任務(wù)目標(biāo)按需達(dá)成。而在第三階段，教師應(yīng)讓所有學(xué)生都加入機(jī)器人調(diào)試的最終任務(wù)中，讓他們驗(yàn)證先前項(xiàng)目方案的可行性，同時(shí)使他們獲得更強(qiáng)的成就感。這也將成為他們信息科技學(xué)習(xí)的長(zhǎng)效驅(qū)動(dòng)力，激勵(lì)他們?cè)谛畔⒖萍碱I(lǐng)域不斷探索，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)核心素養(yǎng)的高效育成［2］。任務(wù)驅(qū)動(dòng)作為項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式的核心組成部分，將理論知識(shí)與實(shí)踐操作緊密結(jié)合，以項(xiàng)目階段性任務(wù)的形式驅(qū)動(dòng)學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)習(xí)、研究與探索，提高了信息科技學(xué)習(xí)的完整性與實(shí)用性。（三）平臺(tái)搭建，展示項(xiàng)目成果在小學(xué)信息科技項(xiàng)目化學(xué)習(xí)過(guò)程中，成果展示平臺(tái)的搭建是至關(guān)重要的一環(huán)。教師可搭建一個(gè)多功能的展示平臺(tái)，該平臺(tái)可以是虛擬的在線展示空間，也可以是實(shí)體展示區(qū)域，旨在鼓勵(lì)學(xué)生將自己的項(xiàng)目成果展示出來(lái)，與同學(xué)、教師分享他們的創(chuàng)意和成就。這不僅可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心和表達(dá)能力，還能營(yíng)造一個(gè)良性的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，激勵(lì)他們不斷提高自我要求，提升信息科技學(xué)習(xí)能力。在學(xué)生完成輔助行走機(jī)器人項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與制作后，教師可以在學(xué)校的科技展示廳或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)搭建可供展示項(xiàng)目成果的多功能平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生將所設(shè)計(jì)的機(jī)器人放置在該展示區(qū)域內(nèi)，并在旁邊附上機(jī)器人設(shè)計(jì)理念與功能的介紹，為參觀者進(jìn)行基本功能的講解與實(shí)際機(jī)能的展示，還可以為參觀者提供機(jī)器人的使用體驗(yàn)機(jī)會(huì)。在此基礎(chǔ)上，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生在大型的編程開(kāi)源網(wǎng)站上傳輔助行走機(jī)器人的開(kāi)源程式，將相關(guān)的圖紙信息與編程內(nèi)容上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，讓網(wǎng)站的其他用戶能夠?qū)W習(xí)和借鑒，讓該項(xiàng)目擁有投入實(shí)踐應(yīng)用的機(jī)會(huì)。在成果展示環(huán)節(jié)，學(xué)生不僅可以展示他們的創(chuàng)新成果，還能與其他同學(xué)和教師相互交流和學(xué)習(xí)，促進(jìn)彼此之間的經(jīng)驗(yàn)分享與能力提升。此外，成果展示是一個(gè)能激勵(lì)學(xué)生不斷提升的良好平臺(tái)，是學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)踐和創(chuàng)新的見(jiàn)證，是深化學(xué)生自我認(rèn)知的重要環(huán)節(jié)，能夠讓他們意識(shí)到自己的努力和成就是值得被認(rèn)可的，從而成為學(xué)生持續(xù)探索和學(xué)習(xí)的動(dòng)力。這種項(xiàng)目成果分享與展示的環(huán)節(jié)，不僅對(duì)學(xué)生個(gè)人的成長(zhǎng)有著積極的影響，也為整個(gè)信息科技教育領(lǐng)域注入了新的活力和血液。（四）多維主體，豐富項(xiàng)目評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)作為小學(xué)信息科技項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的收尾環(huán)節(jié)，具有至關(guān)重要的作用。評(píng)價(jià)既是對(duì)學(xué)生項(xiàng)目化學(xué)習(xí)表現(xiàn)的總結(jié)，更是對(duì)他們后續(xù)項(xiàng)目的優(yōu)化改善與學(xué)習(xí)策略的改進(jìn)，能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步補(bǔ)上思維體系的漏洞，促進(jìn)核心能力點(diǎn)的深化培養(yǎng)。在完成項(xiàng)目成果展示后，教師可以邀請(qǐng)機(jī)器人的體驗(yàn)用戶、其他機(jī)器人設(shè)計(jì)小組的成員以及專業(yè)人士參與項(xiàng)目評(píng)價(jià)。例如，教師可以邀請(qǐng)一些老年人作為機(jī)器人體驗(yàn)用戶試用機(jī)器人，基于自身的使用體驗(yàn)，對(duì)機(jī)器人的實(shí)用性和便攜性進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋，為學(xué)生提供改進(jìn)與調(diào)試的建議。校方可以邀請(qǐng)信息科技領(lǐng)域的專業(yè)人士來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的設(shè)計(jì)作品，為學(xué)生提供更加專業(yè)的評(píng)價(jià)與指導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。除此以外，教師可以從多個(gè)評(píng)價(jià)角度出發(fā)，不局限于項(xiàng)目成果，而從學(xué)生的項(xiàng)目表現(xiàn)入手，評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)態(tài)度。例如，教師可觀察學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作中的表現(xiàn)，評(píng)價(jià)其溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、領(lǐng)導(dǎo)潛力，或是在解決問(wèn)題過(guò)程中表現(xiàn)的創(chuàng)新思維和解決方案的獨(dú)特性。以上三種評(píng)價(jià)方式都能讓學(xué)生在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式中有所收獲，從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)、實(shí)踐和創(chuàng)新三位一體的綜合發(fā)展