基于核心素养和创客理念的通用技术项目式学习策略
姜和丽
[摘? ?要]高中通用技术课程应立足于设计学习和操作学习，培养学生的学科核心素养。在利用项目式学习实施课程时，存在一些耗时长、项目组织难度大等问题。为此，可基于通用技术学科核心素养和创客理念，把项目设计成微项目和创客项目，在渗透学科核心素养的同时，培养学生的系统思维、知识迁移和应用能力。
[关键词]微项目;创客项目;核心素养;知识迁移
一、通用技术项目式学习的背景
《中国学生发展核心素养》整体框架公布后，引起了教育界的强烈反响，也引发了各学科积极思考如何立足教学培养学生的核心素养。学生发展核心素养中的“科学精神”和“实践创新”两大素养与通用技术课程息息相关[1]。《普通高中通用技术课程标准（2017年版）》在课程目标中明确指出：普通高中通用技术课程是以提高学生的学科核心素养为主旨，以设计学习、操作学习为主要特征，是一门立足实践、注重创造、体现科技与人文相统一的课程[2]。高中通用技术学科的五大核心素养分别是技术意识、工程思维、图样表达、创新设计以及物化能力。通用技术的学科特性决定了传统以教师为中心的教学模式已无法满足培养学生学科核心素养的要求。为此，教学变革应促进“以教师为主导，以学生为主体”的面向问题的探究式、合作式的学习。
项目式学习（Project-Based Learning）是以建构主义理论为指导，强调学生在真实问题情境中探究学习，从而提升多元能力的教学模式。项目式学习是更适合通用技术学科的教学模式之一。因此，应结合项目式学习和通用技术学科的特点，考虑如何将项目式教学与学科核心素养的培养进行有机融合，实现学科育人的目标。
二、通用技术项目式学习的常见问题
笔者通过查阅文献发现，目前关于通用技术项目式学习的研究，比较普遍的观点是利用一个大项目贯穿多个知识内容，强调一个项目的整体性。如“家庭防盗报警器”项目融合了教材中四个单元的知识[3];完成“智能書架”的设计要用10个课时[4]。笔者在教学实践中也曾尝试过类似的大项目，例如用6个课时完成木制桥梁结构的设计，该项目包含了设计实践、工艺、结构三个章节的内容。这类大项目的设计初衷是提升学生的系统思维及对知识的整合能力，但在实施过程中常会出现以下问题。
一是项目较大，耗时较长，学生容易把此前学过的内容忘掉，导致知识的不连续性，降低学习的效能感。高中阶段的课业负担较重，通用技术的课时安排多为每周一节，只有45分钟，学生用一节课的时间只能完成项目的一小部分，等到下一周继续完成任务时，会出现忘记思路、材料找不到等情况，容易对项目失去兴趣。
二是大项目往往是由教师给定情境，缺少学生自己发现问题的过程。教师创设的情境往往会指定某个主题，如桥梁设计、学习用品盒设计，学生们要在教师提出任务的引导下去解决某个特定的问题，缺少了从广泛的生活中主动发现问题的经历，不利于学生独立思考并产生自发的动力。
三是大项目往往需要统一的物质材料作为支撑，对学校经费的依赖性较大，教师组织指导项目的难度也较大。项目耗材用量往往也较多。以设计学习用品盒为例，需要学校提供足够的木材、木工工具等，如果学校没有足够的经费统一购买材料，项目往往难以开展下去。
四是大项目因为综合了多种理论知识，往往需要一边学习理论一边付诸实践，但学生往往对实践更感兴趣，忽视相应的理论思考。这就使教学过程容易沦为“为了做而做”。虽然学生的操作能力得到了一定程度的提升，但是在可迁移的技能和思维的培养方面有明显的不足。
三、融合创客理念的通用技术项目式学习
1.创客理念下的项目式学习策略
鉴于以上问题，可采取融合创客理念的通用技术项目式学习的策略。具体来说，就是在创客理念的背景下，将微项目和创客项目结合起来，更好地实现知识的建构，培养学生的多元能力与通用技术学科核心素养。
微项目和创客项目都要立足于通用技术课标，围绕学科核心素养的培养，以真实生活为情境，并基于现实问题提出项目任务。具体来说，微项目是结合通用技术课程的知识内容，使用身边容易获得的耗材，设计出用一两个课时就可以完成的项目。在教学实施过程中，教师可以因地制宜地设计微项目。一些如矿泉水瓶、纸牌、纸张、瓦楞纸、废弃木料等类似的易获取、低成本的物品都可以作为微项目的耗材。因为微项目材料成本低并更易获取，使项目的开展和指导工作变得更容易;用一两个课时就能解决一个问题，学生的学习兴趣和学习效能感也显著提升。
创客项目可用创客素养的涵义来解释。祝智庭等人将创客素养界定为：创造性地运用各种技术和非技术手段，通过团队协作发现问题、解构问题、寻找解决方案，经过不断实验形成创造性制品的能力[5]。本文中的创客项目是指学生以小组为学习共同体，遵循设计的一般原则，发现问题，由问题确定项目，制定设计方案，制作出实物模型并进行测试和优化，最终形成创意作品的过程。
创客项目与前述大项目的区别是：大项目是由教师抛出问题，而创客项目是由学生自己发现生活中的问题;大项目的作品是在教师给定的主题内对事物进行设计;创客项目的作品是学生根据自己发现的问题形成的创意设计。此外，创客项目还具有融合性、开放性的特点。融合性体现为学生将依据本小组的项目，把通用技术课程中的知识综合起来，还可依托其它学科（如信息技术、物理、数学、美术等）中学到的知识、方法和技能。开放性体现为学生自己发现问题，自己确定设计项目，自行准备项目所需材料，并借助实验室、机房等共享环境，结合课内和课外的时间，与小组成员共同完成项目。
整体而言，就是在具体学习过程中可以利用多个微项目搭建学习的支架，再利用创客项目把微项目统合起来，以培养学生的核心素养、迁移能力和创造性思维。
2.创客理念下的通用技术项目式学习框架
关于具体的教学策略，可参考图1所示的创客理念下的通用技术项目式学习的框架。这一框架概括了三个阶段。
一是准备阶段：学习创意知识，组建学习共同体。教师在学期开始，引导学生学习基本的创意知识，欣赏创意作品，对技术创新和创客理念形成基本的认知。还要根据学生的兴趣，组建学习共同体，以便后期形成稳定的合作关系。准备阶段需要2-3课时，是创意萌生和学习共同体形成的时期，教师需要提出学期末的创客项目要求，以便学生开始思考本组的项目。
二是微项目阶段：搭建学习支架，建构技术知识。在微项目阶段要完成课本基本理论知识的学习，并为创客项目的开展做好能力和思维方面的准备。具体来说，该阶段应该通过多个微项目，使学生建构通用技术课程中关于设计过程、三视图、工艺及工具使用、结构、流程等方面的知识。一个微项目可涉及一两个核心知识，用1-2课时完成。具体教学过程可遵循“理论认知—微情境创设—问题解决—展示交流—总结反思”的步骤，该阶段要初步培养学生的技术意识、图样表达、物化能力等学科核心素养。
三是创客项目阶段：知识迁移应用，形成系统思维。本阶段，学生自己基于生活经验中的问题，确定设计项目，利用共享资源和课内外的时间，通过小组合作进行创新设计。教师则是项目支持者，为学生提供一定的开放性资源和设计工具，设计中用到的耗材由学生根据项目需要自行准备。这一阶段更注重项目的过程性评价，结果性评价则从设计的基本原则出发，他评和自评相结合。他评是教师和学生评委根据项目现场展示结果进行评分，自评是小组成员对本组作品的评价。具体实施可遵循以下流程：基于生活经验，发现、明确问题;头脑风暴，提出可行性方案;利用共享资源，进行设计实践;展示设计成果，进行多元评价。该阶段在微项目阶段的基础上，更侧重培养工程思维和创新设计能力，最终目标是知识的迁移应用，并形成系统思维。
四、创客理念下的项目式学习案例
1.微项目案例
笔者在教学过程中尝试过承重纸桥、模拟销售、定位书签、防风广告牌等微型项目。下面以防风广告牌项目为例，说明微项目的实施过程。
一是理论认知。引入关于结构强度和稳定性的基本知识，引导学生通过项目进一步探究影响结构强度和稳定性的因素。
二是微情境创设。大风天气街上的广告牌、学校的宣传栏等容易被风吹倒，甚至吹断，造成了一定的安全隐患。请学生以小组为单位，根据教师给定的材料和工具（如瓦楞纸板、透明胶带、美工刀、剪刀）设计一款防风广告牌。设计时长15分钟，完成后用吹风机测试广告牌的强度和稳定性。
三是问题解决。各小组头脑风暴讨论解决方案，绘制简易草图，动手设计广告牌。
四是展示交流。各小组进行作品测试与展示。由远及近，记录广告牌被吹倒时与吹风机的距离。
五是总结反思。总结作品制作过程，反思归纳影响结构稳定性和强度的因素。
在这一微项目中，学生通过广告牌的设计，探究了影响结构强度和稳定性的因素，初步培养了技术意识、草图绘制、作品物化等能力。
2.创客项目案例
每个小组都有自己独特的创客项目作为课程结业作品。下面以其中一个学生小组的“可加热智能药盒保温杯”项目为例，说明创客项目的实施过程。
一是基于生活经验，发现、明确问题。如人们经常会忘记喝水;一些特殊人群需要随身携带药品，并定时服药;为便于饮用，水杯里的水需要保持在某一温度范围。根据现实生活背景，该小组决定设计一款能同时解决以上问题的水杯。
二是头脑风暴，提出可行性方案。经过小组的讨论，考虑现有资源和本小组成员所具备的能力，决定设计一款“可加热智能药盒保温杯”。
三是利用共享资源，进行设计实践。在作品设计过程中，小组遇到了一些问题，在教师的建议下，学生最终利用3D打印技术设计了杯子和药盒的外壳;利用物理中的电学知识实现了杯子的加热功能;利用Arduino智能硬件，实现了杯子的定时提醒功能。
四是展示设计成果，进行多元项目评价。这是一款实用型产品，具有可加热、定时提醒、药物存放功能，在展示过程中，得到了较高的评价与良好的反馈，学生也收获了积极的设计体验。
以上作品经进一步改进，由教师推荐参加了科技创新大赛，最终荣获六盘水市第16届青少年科技创新大赛一等奖，贵州省第33届青少年科技创新大赛二等奖。整个过程中，学生结合了通用技术、物理、创客课程中学到的知识，实现了知识的跨学科应用，提升了综合能力。
五、融合创客理念的通用技术项目的优势
1.学生的学习兴趣得到明显提升
通过教学观察发现，在通用技术课程开始实施项目式学习之前，学生参与度不高，甚至有的学生做其它科目的作业或看课外书等;实施项目式学习后，更多学生积极参与项目，设计热情较高，学习兴趣明显提升。
2.教师的教學效能感增加
以往，教师费很多心思备一节课并在课堂上“独舞”，学生参与度不高，教师的教学效能感备受打击。在项目式学习的课堂上，学生积极参与，常有出乎教师预想的创新设计，师生共同创生的过程，增强了教师的成就感。
3.学科核心素养得到培养
由于微项目和创客项目都是基于生活的真实情境，且学生亲历了解决问题的全过程，在技术意识、工程思维、图样表达、创新设计以及物化能力方面的素养都得到了发展。由于参与创客项目的过程需要综合应用多学科的知识，也促进了学生对知识的迁移与应用，以及系统思维的形成。
4.促进校本创客教育的开展
在创客项目中，学生自己准备设计材料并寻找相应的支持资源。这一方面减轻了学校的经费负担，另一方面也使学生更珍惜资源。教师指导并推荐优秀作品参加创新类竞赛，使学生的成就感进一步提升，并促进了校本创客教育的开展。
在通用技术课程中引入项目式学习实践已进行了两年，学生和教师都得到了发展，整体上取得了良好的效果。项目式学习的实施对教师和学生都有一定的要求：教师要提高自己组织和指导项目的能力，学生要学会积极利用身边的资源完成项目。在教师和学生的共同努力和不断探索中，通用技术学科教学一定会取得更好的教学效果。
参考文献
[1]核心素养研究课题组.中国学生发展核心素养[J].中国教育学刊，2016（10）：1-3
[2]中华人民共和国教育部.普通高中通用技术课程标准 （2017年版 ）[S].北京：人民教育出版社，2018.
[3]杨秋静.基于学科核心素养的通用技术项目式教学策略[J].基础教育参考，2019（6）：48-50.
[4]叶宛沂，杨文正.基于steam的高中通用技术项目教学设计与实践[J].电脑知识与技术，2019（26）：112-115.
[5]祝智庭.从创客教育到创客运动：培植众创文化[J]电化教育研究，2015（7）：5-13.
（责任编辑? ?郭向和）
