项目式学习模式下的比特实验室有效教学策略研究

桑玉平

摘要：笔者针对比特实验室创新课堂实践和调研中发现的主要问题，探索出以下教学策略：以项目式学习为活动组织形式，提高活动效率；以科技创新题材为活动主题，促使学生深入开展专题研究；结合科技创新竞赛活动，发现科技创新型人才，促进比特创新课堂活动向更高层次发展；与校外机构合作，为学生提供专业指导；建立创新人才信息库，成立科技活动社团，利用网络实现互动辅导。

关键词：比特实验室；科技创新活动；项目式学习；科技创新竞赛；有效教学

比特实验室（BIT@DIY实验室）旨在为孩子提供了一个自我发展的空间，通过锻炼学生的创新思维和动手能力，增强学生的学习自觉性和热情，全面提高学生成为创新人才的素质。比特实验室目前已在全国多所学校推广，数字化的实验、积木化的教学、游戏化的过程、个性化的作业和整合化的展示是其魅力所在。江苏省锡山高级中学实验学校（以下简称省锡中实验学校）筹建的比特创新实验室已于2012年3月正式投入使用，以劳技课的形式在初一年级开设比特实验室创新课堂。为进一步发挥比特实验室在培养创新能力方面的独特资源优势，并逐步形成具有长期指导意义的学程设计，我们对课程实施情况进行了系统调研，发现了以下几个主要问题：

问题1 课时安排难以协调。受场地、器材和班级数量的限制，按2课时/周排课，每周只能排2个班级上课，一个完整的学程单元6课时需连续上三周。课位势必会与其他课程冲突，教学进度也难以统一，会在一定程度上影响正常的教学秩序。

问题2 课程开发缺乏必要支撑。由于没有具体的教材，缺乏相关的理论知识，技能上也只是简单的电子组装和3D造型拼装，教师课程开发的科学性和教学实践的有效性均缺少必要的保障。

问题3 内容和形式相对单一。倒走的时钟、能听会说的温度计、红外感应留言机等不同课题在教学组织形式上采用相同的活动流程，即“故事与实验—设计与制作—演讲与作文及自我评价”。从学生的角度来说，6课时内只能匆匆完成任务，无法深入探究，创新活动仅仅停留在想象力层面，创新思维没有得到系统化的训练和发展。

问题4 学生合作意识淡薄。在活动中有很多小组出现了各做各的，组员意见无法统一调和的现象，或者只有个别学生在做，其余的无事可做，或者出现几个人抢器材的现象，真是合作未成，矛盾迭起。

鉴于实践中暴露出的以上问题，在与开设比特实验室的兄弟学校交流时我们得知，大多学校已不再开设这门课程，或仅仅作为活动社团的形式开展，甚至只是一个仅供参观的门面场所。

迷雾重重，路在何方？只有改变教学策略，才能适应学校的教学常规需求，并提高比特实验室创新课堂的效率。基于以上认识，笔者参与了江苏省教育科学“十二五”规划课题“基于项目式学习的初中综合实践课程开发的实践研究”的子课题“项目式教学的比特实验室创新课堂有效策略的研究”的研究。研究表明，只有借助于比特实验室的资源平台，以科技创新为活动主旨，以项目式学习为活动形式，才能全面提升学生的综合素养和创新能力。以下是我通过实践探索出的几种教学策略，现阐述如下。

一、以项目式学习为活动组织形式，提高活动效率

项目式学习（Projict Based Learning，PBL）是通过一系列任务的完成，通过达成项目目标来发展学生的综合能力。巴克教育研究所将其定义为一套系统的教学方法，是对复杂、真实问题的探究过程，也是精心设计项目作品、规划和实施项目任务的过程，在这个过程中，学生能够掌握所需要的知识和技能。

针对比特实验室创新课堂原来活动模式的弊端，结合学校本学期采取每周一课的实际排课方式，我决定采取项目式学习的活动模式，来解决课时松散导致活动效率低下的问题。在试行一学期的项目式学习后，我发现项目式学习有如下优点：

首先，采用项目式学习，学生根据任务解决问题，自主分工，各司其职，极大地提高了活动效率。项目式学习要求在活动伊始，学生小组就可根据内容任务以及流程制定计划，同时可根据成员的个性特点、技能水平和学习风格的不同合理分配任务，确保组员都能参与活动。由于活动任务明确，学生在实际的活动过程中会根据自己的情况对一些活动内容、活动进度进行调整，确保活动的效率。例如，有的学生会利用周末自己在家里上网查找资料，开展调查访问等活动，课堂上小组活动的主要任务是检查督促各个成员的活动进度。如此一来，既提高了学生参与度，又解决了课时不连续、不充裕的问题。学生既分工又合作，大大提高了活动效率。

其次，项目式学习是实现科技创新活动的有效载体。根据我国九年制义务教育的必修课程《劳动与技术教育》的基本理念，项目式学习提倡学生能通过系列性的项目学习活动获得材料认识、操作技能等方面的知识和能力的发展，并通过项目活动引导学生进行设计、评价以及作品宣传等活动。比特实验室作为培养创新人才的科技活动基地，组织学生进行有效的科技创新活动是其基本任务。本学期笔者以物联网传感技术作为项目主题，开展了多种形式的活动，形成系统化的综合主题活动；重新设计生成综合主题类的系列活动，主要设计方案如图1所示。

通过这种综合性的系列活动，学生的综合素质得到了全面提高，尤其是学生的自我管理能力和团队合作能力都得到了显著提高，创新能力也得到有效的培养和训练。活动结束后，在问卷式的自我评价表中，93%以上的学生表示对活动感兴趣， 83.7%的学生认为活动对自己的能力培养有帮助，自己的各项综合能力都有一定程度的提高，有35%的学生认为收获较大，在知识、技能、价值观等多方面都有收获。

二、结合各类科技创新竞赛活动，发现创新型人才，不断促进能力提高

创新能力是民族进步的灵魂、经济竞争的核心；当今社会的竞争，就是创新型人才的竞争。创新能力不是与生俱来的，它实际上是一种思维习惯，是可以通过训练不断提高的。胡锦涛同志说：“要坚持在创新实践中发现人才，在创新活动中培育人才，在创新事业中凝聚人才。”因此开展形式多样的创新竞赛活动是发现人才、培养人才的有效途径。

通过参加各级各类的竞赛活动，能迅速提升学生的创新能力，促使学生对活动产生持久的兴趣。例如，省锡中实验学校学生在第十二届江苏省青少年电子技师认定活动的物联网传感电子创新设计项目中，有6名学生获一等奖，6名学生获二等奖，学校获团体一等奖。此类竞赛重在考查创意，而非创新能力。全国青少年科技创新竞赛则更贴近创造性活动，学生的作品必须是小发明或小革新。初一（7）班的H同学的小发明“防滴水雨伞”在首届无锡市青少年科技创新竞赛中脱颖而出，被选送参加第二十四届江苏省青少年科技创新竞赛。另外，为发现培养更多的科技创新人才，学校与无锡爱睿芯电子有限公司还合作开展了“比特小博士发明月”活动。目前已经收集了100多份发明设计的创意，其中一部分已交给公司聘请的律师申报发明专利。

通过科技创新竞赛活动，学生的科技创新素养有了显著提高，一批科技创新的爱好者涌现出来，把他们转变为科技后备力量就是接下来我们要完成的任务。

三、与校外机构合作，注入新鲜的科技力量，为学生创新活动提供专业指导

倘若学生的创新发明仅仅停留在创意上，那么他们很快就会失去热情和兴趣，很多创新型人才就会因此埋没。要把这些学生转变为创新型的后备力量，需要专业辅导老师的有力支持。一方面，我们在校内从各学科抽调科技骨干教师充任辅导老师；另一方面，与无锡爱睿芯电子有限公司合作，聘用他们公司的工程师长期担任学生的课外辅导老师，指导他们开展科技实践活动。

在校外机构专业科技力量的指导下，学生在比特创新活动过程中的创意设计一步步走向实践开发层面。例如，初一（14）班的S同学，这学期以来已经设计了至少有4～5个发明创意，虽然这些发明设计比较稚嫩，尤其在理论上存在许多缺陷，在技术上也难以实现，但他的绘图能力强，并能以简明扼要的文字说明来表达作品设计的意图，目前他所需要的正是专业指导。又如，在“比特小博士发明创造月”中，初一（17）班的W同学设计的雨天用防湿裤管、H同学设计的消防报警系统、初一（2）班的Z同学设计的病人专用马桶等通过多次改进，目前已基本成型，准备投入应用测试。

图2分别为两位同学设计的雨天防湿裤管和可移动式患者智能马桶的作品设计示意图。

四、建立创新人才信息库，成立科技活动社团，利用网络实现互动辅导

科技创新活动的最终目的是发现和培养科技创新人才。学校以比特实验室为科技创新平台，开展了一系列创新活动，对活动中涌现出来的科技创新人才进行有计划的培养，不断提高其动手实践能力和创新素养。为便于掌握创新活动进展情况和同步进行沟通辅导，我建立了创新人才信息库，录入科技爱好者的基本信息（包括班级，姓名，性别，科技创新的项、内容，联系方式等）。还建立了科技创新的QQ群，定期组织在线专题交流和辅导。

例如，初一（17）班的W同学在科技创新发明活动中递交了“雨水收集和循环系统”的设计稿。虽项目庞大，可操作性不强，但环保方面的创意不错。我把这份设计稿存入信息库，沟通后发现他父亲有一个朋友是专门搞建筑施工的。我指导他采访一下这位朋友，咨询方案的可行性。反馈得知，曾经已有人尝试过屋顶雨水的循环利用，但不太可行，意欲放弃。我建议他把这个科技创新发明项目改为科技实践活动。这些学生是创新发明的潜力股，只要引导得当，都是未来优秀的科技创新人才。

围绕以上策略的实践，我们逐步形成了比特实验室学程设计纲要。需要特别指出的是，这些策略是内在统一的：项目式学习是单位活动的组织形式，科技题材中问题解决是活动的主题，创新科技竞赛是课堂的能力延伸，校外机构的专业指导和成立科技社团是将创新活动往纵深方向推进的助推器。