PBL项目式学习在小学程序设计课程中的实践研究

陈虎

摘  要：在PBL项目式学习中，注重学生对于知识理解的深度，重点是对核心概念和重要原理的理解及运用，目的是培养学生解决较为复杂问题的能力。在教学过程中，通常按照学生的兴趣及原有知识结构体系进行，多元的知识融合在一起，形成对复杂问题解决的办法。在任何PBL项目实施的过程中，合作意识，创造力，思维严谨，问题解决都是重要的组成部分。老师在PBL项目中，可以通过引导学生完成制定项目从而传授其中的部分技能。这就意味着要使用有效的标准进行过程性和总结性评估，以便在PBL项目中收集数据并促进改进。PBL项目式学习是21世纪人才所必备的技能。

关键词：PBL项目;课程实践;兴趣小组

【中图分类号】G 622.0     【文献标识码】A       【文章编号】1005-8877（2019）16-0021-03

1.小学程序设计教学引入项目式学习的原因

（1）小学程序设计教育课程实施的背景

2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，其中明确指出人工智能成为国际竞争的新焦点，应逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科，培养复合型人才，形成我国人工智能人才高地。

2017年浙江省将信息技术（包含编程）作为高考选考科目（7选3）中的一门，与传统理化生科目具有同等地位。

2018年9月，重庆市教育委员会下发了关于加强中小学编程教育的通知，根据通知，重庆市将面向全体学生，普及以必修课程为主的编程教育。其中，小学3-6年级累计不少于36课时，初中阶段累计不少于36课时，高中课时则按照国家信息技术课程要求开设。各中小学至少配备1名编程教育专职教师。

就目前形势而言，小学程序设计课程将在近几年逐渐完善。

（2）小学程序设计教育课程的现状及特点

在部颁课程中，小学阶段没有独立的程序设计课程，而小学信息技术课程中，五、六年级均有不同课时量的程序设计课程。目前国内小学信息技术课程中涵盖的编程语言基本上以LOGO语言为主，部分地方课程中有一到两个课时量的图形化编程软件的使用，但也是基于智能机器人的配套编程软件。还有部分国内学校的程序设计课程，主要是以校内选修课的形式存在，一周的课时是1-2课时，更多的是为了培养学生的兴趣。程序设计课的教学多采用软硬件结合的形式，让学生在学习编程软件的同时，通过机器人呈现编程效果，使课程内容更加丰富，提升学生学习编程的兴趣、激发培养学生动手能力。

（3）项目式学习的优势

项目式学习是一种“教”与“学”的模式，关注的是学科的核心概念和原理，要求学生从事的是问题解决，基于现实世界的探究活动以及其他的一些有意义的工作，要求学生主动学习并通过制作最终作品的形式来自主完成知识意义的建构，以现实的、学生生成的知识和培养起来的能力为目标。项目式学习包含四种重要理论，被教育人士广泛认可。

建构主义学习理论。建构主义强调学生并不是一张白纸，是带着原有的经验走进教室的，因此新知识的获得是在原有的知识基础上产生的，是对原有知识的加工与重构。在项目式学习中，学生原有的经验和知识在解决实际问题和完成任务中得到应用，更重要的是在应用中得到重组和改造，形成新知识，解决新的问题。

多元智能理论。加德纳的多元智能理论强调学生的个体差异性，并推崇发挥学生突出的智能。在项目式学习中，学生有空间发挥自己的专长，通过利用自己的优势来完成各自承担的任务，因此个性得到极大的发挥。

实用主义理论。杜威的实用主义理论强调教育中的儿童、经验与活动三大因素。学习发生在具体的活动当中，儿童是学习的核心，通过活动来对儿童的经验进行加工，儿童主动建构自己的新知识。这些内容在项目式学习中都得到了体现。

终身学习理论。该理论认为，人的一生都在进行持续不断的学习。在项目式学习中，学生在解决实际问题中形成学习能力，将有益于学生的终身学习。

在PBL项目式学习中，注重学生对于知识理解的深度，重点是对核心概念和重要原理的理解及運用，目的是培养学生解决较为复杂问题的能力。在教学过程中，通常按照学生的兴趣及原有知识结构体系进行，多元的知识融合在一起，形成对复杂问题解决的办法。学生需要完成自己计划和设定的学习任务，学生是主动的，是知识的发现者、综合者和陈述者。评价的重点是学生自己完成的作品和过程，是对学生实际能力的检测和评估，评价内容强调学生对知识的理解、分析及应用能力，这也是批判性思维的本质要点。

在项目式学习中，更加强调小组学习以及同伴间的合作与互助，学生通过解决实际问题建构、综合和生成新的知识。强调运用综合的技能理解复杂的观念、经历获得知识的过程，最终指向学生能力的提升。强调学生获得知识的深度，目标是培养具有决策和规划能力的、有能力自觉和持续进行终身学习的学生。老师的角色从传统的知识传授者变为引导学生发现问题和解决问题的指导者。

（4）项目式学习与STEM教育的联系

国外的教育一直处于为适应当前发展需要不断在调整变革，针对STEM的教育已经数十年之久，后面逐步加入A，所以在实施经验是也探索出来很多经验，PBL（Project Based Learning）就是其中之一。STEAM教育不单纯是课程内容，而是成为科学家，数学家，工程师，艺术家和技术企业家的过程。PBL是高级的STEAM教育。

在任何PBL项目实施的过程中，合作意识，创造力，思维严谨，问题解决都是重要的组成部分。老师在PBL项目中，可以通过引导学生完成制定项目从而传授其中的部分技能。这就意味着要使用有效的标准进行过程性和总结性评估，以便在PBL项目中收集数据并促进改进。PBL项目式学习是21世纪人才所必备的技能。

2.“与军运同行—我用编程服务军运会”项目设计与实施

第七届世界军人运动会将于2019年10月在江城武汉举行，这一体育盛事将向全世界展示我们大武汉的形象，显现我们大武汉的风采。我校五年级学生非常关注这一在家门口举行的赛事，经常利用信息技术课的机会去上网了解军运会的相关知识。我校五年级编程兴趣小组成员对此活动深感兴趣，有学生使用编程软件SCRATCH制作运动类的小游戏在班上交流，引起了同学们的关注。

（1）主题的确定

本次参与对象是五年级编程爱好小组的学生，对编程有一定的基础。而主题项目的确定，是围绕着学生身边正在发生的热点事情，同学们都非常感兴趣。考虑到我校五年级学生有一定的收集信息，整理信息的能力，有熟练从网络获取有用知识的能力，于是本次的主题方向就确定为使用编程软件开发宣传军运会活动的小型程序，并且可以通过微信QQ等即时通讯工具进行分享传播，让本校乃至更多的学生共同参与。而且同学们通过参与本次项目活动，进一步学会如何收集整理分享信息。这也是21世纪核心素养中非常重要的数字化素养的培养和学习过程。

（2）分组与实施

实施该项目的第一次课程，便于学生一起讨论了如何利用互联网工具去做好宣传第七届军运会，让更多的学生能了解和参与。课堂上同学们非常热情，想出了许多好的点子。为了充分体现学生自主参与，教师根据学生提出了创意想法制作了一张问卷调查表，将所有学生的想法分别列出，并且将学生能使用的编程平台也列出，让学生投票选择。

根据学生投票结果，选出了学生最感兴趣的6个项目程序：《军运会活动项目介绍系统》、《趣味游戏：答题助跑》、《一分钟趣味挑战》、《军运会会场介绍程序》、《智能会场清扫机器人（虚拟展示）》、《军运会中英文翻译小程序》，软件使用平台学生投票选择最多的两项是SCRATCH2.0和CODEMAO编程猫未来教室平台。

教师将整个编程兴趣小组成员30人分为6组，每组5人，包含组长、信息收集员、程序设计师、程序体验师等、技术顾问（教师担任）。组长由项目提出者担任，并且分配每个同学的任务，分工合作，负责选定的项目程序进行实施。学校3名信息技术老师负责担任学生团队的顾问，每组可自由选择1名老师。具体岗位负责工作如下：

组长通过思维导图设计软件，设计出便于理解的框架结构，并征求担任技术顾问老师的意见与想法，与程序设计师一起讨论制定出适合该项目的结构框架进行实施。担任信息收集员的同学通过百度搜索引擎及浏览武汉军运会的官方网站，收集了很多有用的多媒体资源，并在老师的指导下，通过WORD、PS、音频剪辑工具等软件处理资源，将下载的多媒体处理为各种编程平台能够直接使用的资源。程序设计师通过使用編程平台，在规定的时间编写出了第一版程序。项目体验师配合程序设计师在不断的进行程序优化和修改，为了让程序更加简洁、创意、合理，几乎每一次生成程序后体验师就要运行一次，发现问题并及时反馈。

经过6个课时的努力，所有小组都完成了本组项目程序的正式发布第一版。老师们在整个过程中发现，学生明显的更加专注了，学会使用各种网络工具去找寻需要的资源，还会和老师们更加深层次地讨论各种程序结构和算法，遇到问题积极询问，真正沉浸在了小组所搭建的项目中了。

（3）修改与完善

通过了第一阶段的努力，各小组的作品都已经具备了正式上线进行集体测评的阶段了。大家对项目的学习情况和学习效果进行积极反思讨论，并制作了演示文稿，在全班范围内进行展示和交流，广泛听取其他成员对该组作品的完成度、吸引力、实用性、分享度进行评价和总结。

各小组听取了老师和同学的意见后，对各自作品进行再度修改完善，准备第二次集中展示。在修改过程中，有同学遇到极大的困难和阻力，由于前期预想超出了软件功能限制，无法达到设计之初的效果，该组成员请求了技术顾问老师的帮助。在老师的指导下，通过列出困难，找寻对应的解决办法，绕过技术难题，使用替代效果来达到最终目的。

在设计智能清扫机器人项目中的同学，通过不断的试错，测试，最终得到了精准的定位数据，优化了程序，得到了更好的效果。

同学们都会了站在不同的角度看待困难，换一个角度，就能发现解决问题的方法。这不正是学生所需要的素养吗？

（4）评价与展示

PBL项目式学习充分体现学生的自主参与度，整个教学过程也充分体现了学生的自主参与，所以评价学生也必须强调过程性评价、参与度评价、综合评价。评价标准是老师与学生共同制定的，每组的成员都是围绕项目和评价标准来进行的，在实施的过程中学生依照评价标准来调整方向，对整个过程进行监督。在项目实施的过程中，教师可以通过学生参与情况和项目完成进度，适时修正和完善评价标准，并作出过程性的评价。

在正式上线之前，每组均制作了作品创意说明及操作介绍的演示文稿，全组同学参与，在报告厅举行了一次面向部分同学及老师的作品发布会。在发布会上，大家展示了作品设计灵感的来源，最大的创意亮点及使用到的编程技术，同学们热情洋溢的介绍，给在座的师生留下了深刻的印象。为了帮助同学们扩大影响力，我们制作了所有作品的宣传展板，并将作品简介及在作品二维码发布到了网上，利用问卷星平台制作了一个面向全校师生的作品评价调查表，吸引更多同学及老师参与。

学生通过将作品发布到平台上后，班级内学生可以通过在线浏览互评进行评分、点赞，老师可以综合学生学习过程性及作品最终效果，包含创意思维（20%）、艺术设计（20%）、逻辑分析（20%）、编程技术（40%）这四个维度进行综合评价。学生可以通过设计平台即时查看班级同学及老师给出的评价信息，激发了学生不甘落后，努力拼搏的竞赛精神，大家都努力推介自己的作品。

3.项目实施完成后的反思

（1）项目主题的选择

"创军人荣耀筑世界和平"，第七届世界军人运动会将在2019年10月的湖北武汉举行。这是一件让武汉人感到自豪的事情，将本次项目宣传即将举行的军运会，让同学们不但了解了军运会相关的信息，懂得了军运会的意义，更是激发了青少年们对军运会的喜爱，让大家积极行动起来，迎接军运会，打造文明和谐美丽新环境，当好东道主的责任感！

（2）项目实施的意义

“与军运同行—我用编程服务军运会”项目的设计与实施，将培养学生的公民德育、数字化思维模式、合作探究、用人工智能编程算法思维解决问题等融入到实际项目中来，让学生在解决实际问题中学会运用不同的数字思维模式，锻炼了逻辑思维及分工协助能力。教师在项目实施过程中即扮演了方向的把握者，又充当了技术的指导者，充分参与到了学生的成长中。

项目平台及多个信息技术工具的运用，简化了管理过程，明确了作品进度，激发了学习兴趣。老师随时通过项目平台了解学生进度和阶段性成果，方便把控学生学习的过程。

（3）存在的问题及改进方向

通过本项目的实施，学生在完成的过程中出现了进度不一致、某个知识点缺失导致项目无法继续进行的现象。主要是由于学生对在编写程序框架时未能考虑现有的知识建构和项目所需要技术指标这两者之间的矛盾。基于学生现有的知识结构，在项目开始准备的过程中教师就应当把控全局，梳理将要用到的知识结构，利用微课技术制作一份帮助文件库，方便学生遇到问题的时候进行查找和自我学习。

参考文献

[1]陈桂华.项目学习在信息技术教学中的实践研究[J].中小学信息技术教育，2019（01）

[2]胡佳怡.项目式学习中“教”与“学”的本质[J].基础教育参考，2019（02）