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项目学习背景下小学机器人课程中驱动性问题的生成研究*

2019-07-12

中国现代教育装备 2019年12期
关键词:导图解决问题驱动

任 辉

一、基于项目学习中驱动性问题的研究

基于项目的学习是以学习研究学科的概念和原理为中心,通过学生参与一个活动项目的调查和研究解决问题,以建构起学生自己的知识体系,并能运用到现实社会当中去。将基于项目的学习应用于信息技术教学中,为培养学生的信息素养、创新能力、自主学习能力、合作能力、解决问题的能力提供了一个可操作的实践平台,项目式学习可以极大地促进学生进行自主学习以及深度学习。

项目学习要顺利地开展,是需要将一个真实的问题作为项目开始的驱动器,驱动学生展开项目学习和研究,进行主动思考、解决问题,这个真实的问题即是项目的驱动性问题。驱动性问题是项目学习的核心,一个好的驱动性问题,要具有挑战性,能够充分激发学生兴趣,有利于学生深度投入学习;同时要具有开放性,能够引领学生发散思维,对信息进行整理、综合、分析、评价、反思;并且要能够指向相关某个学科的核心内容,以引导学生掌握课程标准要求的知识、技能和方法。在已有研究中,众多专家学者认为:驱动性问题是在教学工作开展前设计好由学生和教师共同探讨、能驱动课堂教学顺利开展、驱动学生主动思考、有利于学生思维能力的培养和提高的问题。驱动性问题的设计要坚持思考性、启发性、探究性、生成性、创新性的原则。一个综合实际问题作为项目开始的驱动,通过工程学中的逆向思维对项目进行分析,就可以较充分地拆解出子项目。

驱动性问题是由项目主题和课程标准凝练而成的,能够激发学生参与,并且能帮助学生在项目过程中聚焦目标的问题或问题链。驱动性问题是促进学生思考与探究活动开展的问题,好的驱动性问题应该具有可行性、有价值、情境化、有意义、可持续性的特点。

二、基于项目驱动性问题的生成策略的研究

前文中已经提到项目学习中的驱动性问题不是唯一的,是可持续的,具有连续性。一个项目中的驱动性问题是围绕课程目标,在课程内容的深入展开过程中层层递进,不断深入,并且紧密联系的。驱动性问题是驱动学生主动思考,有利于学生思维能力的培养和提高的问题;在驱动性问题的引领驱动下,学生能够主动思考问题、发现问题、揭示问题、进而产生新问题。项目学习通过驱动性问题的引领驱动,目的在于引领学生逐步深入,将其隐性思维转化成显性思维,充分调动学生的积极性,促进学生形成良好的认知结构;并且引领学生在不断寻求解决问题的过程中,主动运用多学科知识,拓宽思维、不断创新,提升其发现问题、解决问题的创造创新能力,以及团队合作、项目管理的能力。

项目驱动性问题的重要性已经毋庸置疑,然而笔者发现在关于项目学习的实践应用研究中,大多是阐述开展项目学习的过程模式,而对于项目学习中的驱动性问题研究相对较少—大多数文章主要强调驱动性问题的重要性和有效性以及在课堂上的作用,而关于驱动性问题的生成策略的研究几乎没有。因此关于驱动性问题如何生成,应用哪些策略方法促进驱动性问题的生成,已经成为教师在设计开展项目学习时面临的大问题。

三、项目驱动性问题的生成策略的提出

驱动性问题生成策略,就是指如何生成可行的、有价值的、有情境的、吸引学生的、有意义的驱动性问题的方案集合。下面结合关于项目学习背景下小学机器人课程中驱动性问题的生成策略的初步研究,重点阐述在基于项目学习的小学机器人课程中实施相关驱动性问题生成策略及其有效性。

1.提出生成策略

问题链。在教学实践中,我们通常会以逐级深入的问题链形式引导学生循序渐进,深入认知、发现问题。问题链就是基于课程知识内容体系构建的具有自然衔接关系的问题队列,问题链需要具有全面性(覆盖课程内容的知识点)和衔接性(问题间的自然过渡紧密相扣)。问题链是由多个有逻辑性的问题有机组织起来的,问题链中的问题要有目标、有梯度、有引领、有开放、有思考的空间,问题链的设置要符合学生的认知规律,遵循先易后难的顺序。由一个个问题连接组成的相对完整的问题链逐渐引领学生步步深入将自己的隐性思维转化成显性思维,在不断寻求解决问题的过程中提升了其思维品质和发现问题、解决问题的能力;同时充分调动了学生的积极性,促进学生形成良好的认知结构。同时在紧密联系的问题链引导下,伴随学生的知识逐步深入建构,就能够极大促进学生进行新的思考,进而促进学生新的驱动性问题的生成。

思维导图。思维导图作为一种促进人们思维、创新、记忆以及知识建构的工具,主要使用颜色、线条、符号、词汇和图像等方式呈现思维的过程,可以有效地帮助学生掌握正确有效的学习方法,进行自主研究、深入思考,有效促进学生创新和发散思维的形成,促进学生积极将相关知识进行有效的建构。思维导图利用具象可视化的树状图结构形式,把各级主题之间的层级关系和思维顺序清晰地呈现出来,教师作为帮助者和促进者,可以借助思维导图引导学生不断地从已有的知识经验中获得新的知识经验,将新旧知识进行整合建构,不断更新完善已有知识体系;同时能够促进学生发散思维和创新思维的发展,帮助学生从多角度、多方面思考解决问题。因此在项目学习中引入思维导图除能够更好地帮助学生进行新旧知识间的建构之外,还能够清晰呈现学生思维层层深入的过程,促进其自主学习和合作学习中的知识分析、检验、批判、建构,进而更好地促进引导其继续深入学习的驱动性问题的生成。

2.应用生成策略

设计、准备基于项目学习的机器人教学案例,然后选取开设机器人课程学习的四年级两个班学生(A,B两个班级,共65人),在选取的两个班级中均实施同样的项目学习案例。

在项目学习实施之前,利用《威廉斯创造力倾向测验》对A,B班学生进行前测(如图1所示),测试结果显示参加测试的两个班学生在发现问题、解决问题,特别是创造性地解决问题能力方面水平相近。

图1 在机器人课程中实施项目学习

【项目一】围绕“小车”主题展开,共有四部分:《我们的小车—结构组建》《小车停下来—棘轮结构》《小车机器人—马达编程图标的使用》《生活中的智能道闸》。通过此项目,引领学生运用组件进行创意小车搭建,探索棘轮结构应用;深入研究生活应用中的智能原理,能够运用机械结构知识和传感器进行模拟搭建,并编写分支、循环结构程序进行控制。通过这个项目,培养学生创造、创新的意识,培养学生的发散思维和计算思维,增强学生应用知识解决实际问题的能力,提升学生团队合作、交流分享的意识。

A班学生在此项目学习中,基于教师给出的驱动性问题,在问题链和思维导图的引导下进行知识建构和发散思维,生成了多个学生自己的驱动性问题。B班学生在此项目学习中,全部使用由教师给出的驱动性问题进行研究学习。

备注:A班因是基于教师的驱动性问题进行学生驱动问题的生成,所以在驱动性问题生成上比B班多花费一个课时;同时围绕课程内容的知识学习上,A班内容学习顺序与B班是不同的。

【项目二】围绕“身边的交通”主题展开,共有四部分:观察身边的交通、模拟身边的交通、解决身边的交通问题、分享方案发现。目标是通过实地观察,提炼路口存在的需要解决的问题,进而借助利用组件模拟搭建的红绿灯路口,认识、理解选择结构程序,能够编写程序进行智能控制,解决实际存在的问题;引领学生在活动中增强发现问题、解决问题的能力,锻炼思考、表达、交流的能力,提升主动应用、社会交往、团队合作、交流分享的意识。

A班学生在此项目学习中,教师没有给出教师驱动性问题,而是在问题链和思维导图的引导下进行知识建构和发散思维,完全自主生成多个学生小组的驱动性问题并展开研究学习。B班学生在此项目学习中,全部使用由教师给出的驱动性问题进行研究学习。

备注:A班在驱动性问题的生成上比B班多花费两个课时(实地调查和问题生成);同时驱动问题涉及相关知识内容比B班要广泛,发现的问题更丰富。

基于项目学习的机器人课程进行完毕,利用《威廉斯创造力倾向测验》对A,B班学生进行后测,记录相关数据,结果见表1。

表1

3.验证生成策略

在基于项目的机器人课程中应用生成策略,通过实验前后结果对比,并且结合项目之后对学生进行的围绕“机器人课上的思维导图等策略对你有帮助吗?”的访问调查发现:在小学机器人课程实施的项目学习中,应用问题链、思维导图等策略能够促进项目驱动性问题的生成,有效促进学生知识建构的达成,提高学生发现问题、解决问题的能力,进而提升学生的核心素养。

四、结语

在教学中,无论采取何种教学模式,实施何种教学策略,所有支持最终都是为了学生服务,引领课堂中的学生能够根据需要,自觉主动地寻求恰当方式获取与处理信息;通过选用数字化资源与工具,有效管理学习过程与学习资源,创造性地解决问题,形成创新创造的能力。真正的教学活动应是以学生的认知结构作为起点,以学生自主建构良好的认知结构作为终点(同时也是下一阶段的起点),尽力为学生提供切实有力的支持,引领学生学会学习,学会管理,真正地提升其核心素养,促进学生成长与发展。

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