基于项目式学习的《和机器人玩耍》课程实施—以《创见·创建未来生活》为例

基于项目式学习的《和机器人玩耍》课程实施—以《创见·创建未来生活》为例

马宗兵  ,周燕

深圳市福田区东海实验小学   广东深圳 518000

摘  要：《创见·创建未来生活》项目旨在引导实施者面向未来社会情境，提出当下生活中亟待解决的问题，并基于可用软硬件设备给出模拟解决方案。在教师引导和支持下，各小组经历“问题提出→分析问题→制定方案→设计创造→实物开发→发现新问题→完善作品→成果展示”的项目式学习过程。

关键词：项目式学习；PBL；课程实施

围绕“创见·创建未来生活”主题，提出项目总驱动性问题为：在当下生活中，提出实际生活中亟待解决的问题，并基于“可接触到”设备，能给出什么样的（模拟）解决方案？五个小组在总驱动性问题的引导下，基于现实情况提出每个小组需要解决的实际问题。

第一组：在国旗班每周负责升旗的孩子，需要大量辛苦的训练，还不能每次都准确地配合音乐节奏完成升旗，怎么办呢？能不能做一个自动升旗的装置，使得升旗的速率固定，也刚好能在国歌唱完的时候完成升旗。

第二组：2021年，新冠肺炎疫情肆虐全球。如何才能使得医护人员在给人们接种新冠疫苗时，防止被病毒感染的风险？是否可以研发一台智能接种机器人，可以挨家挨户地上门、敲门、注射疫苗？

第三组：上班族每天回到家就想躺着，可是没人扫地；卧室到沙发的距离太遥远，取一个小件物品太费劲。能不能开发一台服务型机器人帮助人们完成简单的家务？

第四组：当小朋友有零钱想存起来的时候，就需要一个存钱罐。但是现在的存钱罐都不是很方便，用的时候只能砸坏它，也不知道里面存了多少钱。如果可以开发一个智能存钱罐，识别并显示出里面的零钱数，当想取钱时，也不必砸坏它，还能重复使用。

第五组：现在的超市存在很多服务人员，他们负责上货、贴价码、收银等重复性工作，占用了大量人力物力。能否建设一种智能无人超市系统，使得顾客可以实现自助购物呢？

项目旨在引导实施者面向未来社会情境，提出当下生活中亟待解决的问题，并给出模拟解决方案。在教师引导和支持下，实施者分为五个小组，各小组经历“问题提出→分析问题→拆解问题→制定计划→设计创造→实物开发→发现新问题→调整计划→成果展示”的项目式学习过程。实施过程渗透工程思维下的系统方法论，引导学生将知识和技能应用于实际问题。实施者将自定目标、自我探索、自我调整，从而更好掌握建构知识，发展动手实践能力，培养和提升21世纪核心素养。

由于五组项目的实施过程一致（只是所解决的问题有所不同），故以下以第5小组的“未来无人超市”项目为例，说明本项目的具体实施流程：

任务一：了解背景，提出问题

时间安排：1课时

活动目标：了解无人超市发展历程，提出项目总问题，激发探究兴趣。

预期成果形式：现场汇报

活动内容：介绍无人超市、智能售货机等新零售形式的发展现状，引发学生的思考和兴趣。思考如何利用乐高编程软件、乐高组块和各学科的知识，搭建一间无人超市。 

任务二：分析问题，制定计划

时间安排：1课时

活动目标：通过设计问题链，引导学生逐步拆解项目主题为一个个小的、切实可行、指向性明确的任务，使得学生逐步深入思考和项目内容。

预期成果形式：子项目内容表（表1）、海报。

表1 子项目内容表

活动内容：引导学生思考一些关键问题，如：想要实现“建造无人超市”这一项目，你需要做什么呢？你拆解出来的子项目是否具有层层递进的关系？如果有，请从基础背景性项目出发进行排序。组织学生小组讨论，制作任务海报，张贴于教室墙上（或者列出任务清单）。观察其他小组的任务海报，改善迭代自己的海报。同时，每位同学可以在海报下面写下自己对其他组作品的看法，以及深入思考后提出的建议。

任务三：自主创建项目

时间安排：1课时

活动目标：采用“头脑风暴”的形式，集思广益，引导学生从生活实际中出发，关注时事热点，挖掘现实中的真实问题。学生根据自己的兴趣爱好、日常生活中的观察与思考，自主选择研究项目主题。

预期成果形式：确定项目主题

活动内容：每位同学在课堂上分享自己的观察与创新想法，全班共同投票选出最优的几个方案，以最优方案提出者为组长，然后自行组队，采取合作学习、探究的方式实现项目，做学习的主人。

任务四：问题链设计

时间安排：1课时

活动目标：提出问题链

预期成果形式：个人问题链与小组问题链

活动内容：引导学生独立思考，列出自己的探究计划和问题，同时记录在下面的问题链中（图1）。

图1 问题链设计

任务五：任务拆解与目标设定

时间安排：1课时

活动目标：实施者通过小组商讨，自主将项目拆解成几个子项目，并设定各子项目要达成的目标。

预期成果形式：个人与小组子项目清单

活动内容：请各个小组成员先自主思考，借鉴之前经历过的项目任务拆解过程与方式，将小组项目拆解成多个子项目，使得各个子项目环环相扣，最终各子项目的完成能使得整体项目得以解决。10分钟后开始小组讨论，形成小组的子项目清单。

任务六：自主探索与资料搜集

时间安排：1课时

活动目标：学会收集信息的能力，培养信息素养。

预期成果形式：项目相关资料

活动内容：根据实施成员设定目标，上网查找资料，形成项目解决思路。

任务七：搭建及改进“智能超市系统”

时间安排：4课时

活动目标：理解图形化编程方式，掌握图形化编程，能自主利用图形化编程解决实际问题。经历自主学习图形化编程方式的过程，培养算理逻辑。

预期成果形式：项目功能区图形化编程程序

活动内容：项目实施成员选择乐高SPIKE Prime科创套装搭建无人超市的“外表”，采用Spike自带的图形化编程软件实现“迎宾、上货、收银”等功能。 

任务八：成果展示

时间安排：3课时

活动目标：经历展示成果的书面、语言过程，将学习成果从隐形转化为清楚明确的显性表达，加深学生对习得知识、思想方法的理解。

预期成果形式：项目展示海报与PPT，小组成员利用实物进行展示汇报

活动内容：线下，项目实施成员绘制小组作品海报和作品操作指引手册，制作作品展演PPT（包含小组成员介绍、作品介绍、程序设计、改进思路），面向家长代表、各年级学生及学校老师进行路演。线上，将录制的作品介绍视频，发布于微信视频号中，在社交网络中广泛展示。

学习成果主要包含物化成果：学生作品5份、作品介绍海报5张、作品路演PPT5份，作品视频介绍5个。智能成果：学生的作品驱动代码、项目解决方案等。五组项目作品请将链接https://mp.weixin.qq.com/s/OJJB2E5g-MheJpaN-4Ekig复制并发送到微信聊天框中，点击打开，再点击每个作品的视频号介绍查看。

项目学习成果得到了路演观众的极力赞扬，作品视频在社交网站引发大量观看、点赞、转发与评论，学生的想象力、问题发现与解决能力得到较高水准的体现。项目实施结束后，采用“计算思维评价工具”对孩子的计算思维水平进行测试，达到了同年龄段较高水平。说明实施该项目式学习，学生的问题解决能力、逻辑算法能力、沟通协作素养、创意表达等能力得到了很好的发展。

该项目式学习已经是我们开展此门课程的第二期项目了，相较于第一期，项目实施者的自主学习能力凸显：发现问题、提出方案、实施改进方案，均由学生小组为主体，教师只把控学习进度，适时提供工具和资料等学习支架，为学生创设、创意实现和展示的平台。未来，将通过对学生课堂反应和学习成效的观察，以及作品展示、小组合作探究等情况的评估，结合专业的能力测评工具，对项目式学习成效进行科学评价。

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