项目式学习在青少年科技教育中的应用

项目式学习在青少年科技教育中的应用

兰燕

四川省成都市武侯高级中学

摘要：项目式学习是一种教学方法，由克伯屈改进的“设计教学法”演变发展而来，项目式学习是一种建构性的教与学方式，要求学习者以具有创造性的方式去实践，主动建构认知结构。教师将学生的学习任务项目化，指导学生基于真实情境而提出问题，并利用相关知识与信息资料开展研究、设计和实践操作，最终解决问题并展示和分析项目成果。在科技教学中开展项目式学习，可以促使学生手脑并用，为学生提供施展科学想象力与创造力的平台，引导学生主动探究科技中的奥秘。实施项目式学习活动，要求教师更新教学策略，引导学生基于自身发展水平开展科技创新。

关键词：项目式学习，创新，科技教育

一、开展项目式学习的思路分析

科技教育活动往往基于学科知识，又高于学科知识，科技教育是学科课程的补充与延续[1]。对于青少年而言，科技教育是分模块的，不成体系的，开展项目式教学，可促使学生碎片化的知识系统化、体系化。学生是发展中的人，也是独特的人，每位学生的身心发展顺序各不相同，因此教师要针对学生身心发展规律因材施教，重视项目式学习活动的有效组织，为学生学习搭建脚手架。从学习策略的角度看,学习者学习系统知识，较多的是传递-接受式学习，而项目式学习则要打破这一传统方式，倡导学生主动探究，但这种学习方式不是盲目的，需要教师了解学习者现有的知识，创建最近发展区，为学生搭建脚手架，提供学生需要的平台和材料，做好学生的向导。开展项目式学习能有效培养学生解决问题的能力，要求基于生活真实情境，学习者主动发现问题-提出假设-验证假设-得出结论，这种解决问题的能力可迁移至生活的方方面面，契合社会对培养创新型人才的需要。

二、项目式学习活动的实施策略

通过项目式学习活动,我们可以为青少年提供具体的科技创新项目,并且教学过程应该符合他们的身心发展规律。

(一)构建项目,融入生活

科技创新的发展不断推动着社会的进步,为青少年提供了无限的可能性和发展机遇。通过将项目与学科课程相结合,并以日常生活为例,发掘出潜在的创造性思维。随着生活中日益增多的实践性项目,学生们会更加热衷于探索,并且乐于提出自己的疑问和思考。学习了有关智能汽车的知识后，学生们意识到，随着社会的进步，汽车的数量不断增加，驾驶员需要掌握各种信息，包括道路状况、交通拥堵、方向、行人等，以及汽车的速度、偏向、横摆角度等，以便进行判断、分析和决策，并结合自身的驾驶经验，制定出最佳的操纵策略，最终通过身体、手、脚的协调配合，实现安全、高效的驾驶。驾驶中人为因素是最重要的。如果司机长时间驾驶或者判断失误，就可能导致严重的交通事故。教师可构建科技创新项目"智能汽车系统",让学生使用控制器、传感器、车轮、马达、车身等材料尝试搭建可自动识别路线及避障的汽车模型,显示如何通过循迹传感器、避障传感器等来改变汽车的结构。通过将生活元素融入到项目中，我们为学生们提供了一个充满想象力的空间，鼓励他们参与并将所学知识应用到实际中。

(二)支架教学,发掘潜能

科技教育项目大多与学生的原有知识经验具有一定的距离,当学生面对一个新的项目,利用头脑中已有认知图式,无法解决时,教师需为学习者搭建脚手架,给学生一个支架,通过先知材料,学习者进行有意义的接受学习,将新知纳入已有的认知结构,改变头脑内部的认知结构,形成新的图式。教师需要深入了解学生的认知水平，并为他们制定一个适当的发展计划，以便将科技项目与他们的知识背景相结合，帮助他们扩展思维。为此，教师可以根据科技项目的主题，为学生提供一个学习的基础，帮助他们将所学的知识与实际应用结合起来。教师提出了"自动浇水系统"科创项目，旨在帮助学生利用所学知识，设计一台能够根据土壤湿度自动浇水的机器。然而，当教师提出这一要求时，学生们普遍表示，他们的知识储备有限，无法将其转化为实际的应用。通过提供项目的指导材料，教师可以帮助学生观察花盆中土壤的干湿度，并将其与传感器进行比较，从而让学生能够根据自己的实际情况来判断土壤的湿度是否需要浇水。让学生发现通过传感器可以实时检测土壤的湿度,学生查阅资料发现土壤湿度大于百分之17且小于百分之44时最适宜植物生长。通过支架教学可逐步激发学生创造的潜能。

(三)小组合作,共同创造

团队协作是完成项目的关键因素，它能够帮助我们更好地理解和掌握知识。"头脑风暴"是一种有效的方法，能够帮助我们激励和鼓励团队成员，并且能够让我们的观点和建议得到更多的认识和理解。通过进行实际操作，我们能够帮助学生根据他们的科研项目的要求进行合作，并且能够帮助他们解决重要的问题。通过团队合作，我们不仅能够增强他们的学习兴趣，还能够为他们的科研项目带来更多的快乐。

在学生已经基本形成项目思维后，老师可以鼓励他们进行有效的交流和探索，并将有共识的学生组合起来，建立一个有效的团队。老师还需要积极参与到学生的科研实践中，给予有益的指导，使其能够更好地理解和掌握所接触的知识。例如，当我们参与科技教育课程时，我们会遇到一些挑战。例如，老师会帮助学习者画出一个简单的模型.，并且会告诉学生该添加哪些元素来展现出它的精髓。例如，"自动浇水系统"课程的一个小组的想法是，用一个水管将土壤与水池相联系，并使用一个传感器来监控土壤的温度，从而确保它能够得到适当的水分。老师会引领这个团队的学生，让他们能够通过绘制图表来展示出物品的三面结构，并且能够根据实际需求来调整布局，使之符合科学的标准。老师会通过引导和讲解的方法，帮助他们进行有意义的尝试和研究，让他们能够独立地进行探索。

(四)作品迭代,创新拔高

随着时代的变迁，科技的创新也变得越来越重要。通过一次又一次的尝试，可以迭代出更多符合时代特征的作品。例如，1946年，第1代电子管计算机系统产生，第2代晶体管计算机系统产生，第3代集成化电路计算机系统产生，第4代大型集成化电路计算机系统产生。青少年思维能力是一个动态的不断提高的过程，新的任务的完成不都是尽善尽美的，因此老师需要激发学生的积极性和探索精神。"动手"的过程可以被划分为若干个部分，并且每个部分的最终目标都需要由小组来实现。老师也需要帮助他们积极地尝试新的想法，并且定期对他们的表现给予肯定和赞赏。

"飞机模型"是一个旨在帮助青少年探索未知的项目活动，它的成功取决于多次的尝试-测试-检验-修正-优化。老师需要亲身参与到活动中，并且给予充分的指导。尽管一些学生已经成功地搭建出一个完美的飞机模型，但他们仍需要继续努力，才能让模型更好地适应他们的需求。老师带领学生深入探究原因：可以归结于螺丝的松紧度、轮胎的高度、扇叶与电机的配对、模具的质量、延时器的调整、以及模具的性能、功率、操控等几个方面。老师鼓励学生仔细检查，以便找出原因，并采取有效的措施来解决这些问题。经由仔细的分析和探究，学生可以更好地理解并解决问题。教师应该指导学生探究并解决问题，检查和修正学生的想法，这样学生才可以真正取得进步。通过不断地完善和优化作业，能够培养学生严谨的科创精神。

(五)注重反馈,深化体验

通过项目式学习的评估，教师能够更好地指导学生的发展。这一过程既能够筛选出优质的作品，又能帮助学生更好地理解并掌握所接触的知识。教师需要重视以下两点：一是作品的质量，我们需要关注它的创造性，并鼓励学生勇于去尝试，激发他们的潜能。二是对过程的关注，我们需要给予他们充足的支持，让他们能够更好地发挥自己的潜能。为了更好地推广和传播科技知识，学校应该利用各种平台.，例如信息科技课堂、实验室和校园科技节，向全班师生展示和推广他们的研究成果。此外，还应该定期进行"我和科技教育"的小组讨论，讨论项目的进行情况，并给出有关的反馈意见，帮助师生更好地理解和掌握知识，增强自主性和责任心。教师要充分调动学生的情感，帮助他们在科技教育课程中探索出丰富的知识，并从中获得对于科学的热爱和欣赏。

三、教学实践反思及总结

通过项目式学习活动，我们希望培养学生的科技创新意识，并将其融入到他们的日常学习中。这样，我们就能够让学生在实践中学习，在实际应用中提高自己的能力，并从中获益。激发学生学习的主观能动性和创新思维的培养是教学重点,教师应从"教会学生知识"向"教会学生学习"转变。教师应该精心设计适合青少年兴趣和能力的课程主题，并且重视对学习活动的指导和评估，以激励他们不断探索和创新，让他们在实践中获得更多的知识，最终培养出具备创新思维和创造力的优秀人才。

[1]唐上观.项目式学习在初中信息科技编程教学的实践研究[J].中国信息技术教育,2022(23):31-33