任昕

摘要：開源硬件項目設(shè)計是普通高中信息技術(shù)課程中選擇性必修模塊6的內(nèi)容，部分學(xué)校會借助校本課程的形式開設(shè)本模塊的內(nèi)容。在課程實施過程中，由于課時等因素的限制，容易出現(xiàn)課程教學(xué)安排缺乏系統(tǒng)性和連貫性的問題，從而不利于核心素養(yǎng)的落實。本文探討了在課程的過渡階段，如何結(jié)合螺旋上升課程理念，讓開源硬件項目學(xué)習(xí)活動得到有效開展。

關(guān)鍵詞：開源硬件項目教學(xué);螺旋上升模式;項目學(xué)習(xí)

中圖分類號：G434 ?文獻標(biāo)識碼：A ?論文編號：1674-2117（2022）13-0043-03

開源硬件項目設(shè)計是普通高中信息技術(shù)課程中選擇性必修模塊6的內(nèi)容，課標(biāo)中對本模塊的學(xué)習(xí)要求是，學(xué)生能夠搜索并利用開源硬件及相關(guān)資料，體驗作品的創(chuàng)意、設(shè)計、制作、測試、運行的完整過程，初步形成以信息技術(shù)學(xué)科方法觀察事物和求解問題的能力，提升計算思維與創(chuàng)新能力。

● 開源硬件項目教學(xué)的常規(guī)流程安排

開源硬件項目的教學(xué)，倡導(dǎo)結(jié)合STEAM教育理念開展項目學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在合作探究學(xué)習(xí)中，體驗創(chuàng)造、創(chuàng)新的樂趣，形成利用信息技術(shù)解決問題的意識。教師在實際開展開源硬件項目時，通常會先安排部分課時幫助學(xué)生了解開源硬件的基礎(chǔ)知識和項目的基本流程，學(xué)習(xí)開源硬件的功能和特征，然后形成小組的項目方案，最后完成一個綜合性的開源硬件項目作品。

在初步了解階段和自主探究完成項目作品之間，需要有一個過渡階段來幫助學(xué)生更牢固地掌握開源硬件項目相關(guān)的知識和技能，積累開源硬件項目的經(jīng)驗，訓(xùn)練學(xué)生運用信息技術(shù)解決問題的思維和能力，從而助力學(xué)生更好地獨立完成后續(xù)的綜合性項目。

過渡階段的學(xué)習(xí)有著承前啟后的作用，教師需要思考如何優(yōu)化這一階段的教學(xué)安排與設(shè)計，使其更適于項目學(xué)習(xí)的開展，從而更好地落實學(xué)科的核心素養(yǎng)。

● 課程過渡階段的項目學(xué)習(xí)實施存在的問題

項目學(xué)習(xí)是指學(xué)生在教師引導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)問題，以解決問題為導(dǎo)向開展方案設(shè)計、新知學(xué)習(xí)、實踐探索，具有創(chuàng)新特質(zhì)的學(xué)習(xí)活動。處于過渡階段的項目學(xué)習(xí)，在實施過程中如果安排不合理，容易凸顯一些問題。

1.變成“演示—模仿”課

處于這一過渡階段的教學(xué)，常受限于課時安排，教師為了追求教學(xué)內(nèi)容的完成度，很容易將其變成傳統(tǒng)的“演示—模仿”課，這種方式無法有效培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力，也不利于學(xué)生高質(zhì)量完成后續(xù)的綜合性項目。

2.不同項目之間缺乏連貫性

項目學(xué)習(xí)活動通常圍繞問題解決的過程展開，需要一定的時間跨度。如果為了幫助學(xué)生掌握相關(guān)的知識和技能，而在過渡階段設(shè)計多個無關(guān)聯(lián)的項目學(xué)習(xí)活動，既不符合課時有限的實際情況，也使得前后的學(xué)習(xí)活動缺少銜接。

3.相關(guān)知識的學(xué)習(xí)缺少遞進性

如果前后的項目學(xué)習(xí)活動相互脫節(jié)，那么項目中問題解決所需的知識之間也會缺少遞進性，這不利于學(xué)生充分地理解所學(xué)知識和運用所學(xué)知識解決問題。

因此，需要一種主題需求連貫，同時可以將典型的知識和技能涵蓋在內(nèi)的項目學(xué)習(xí)活動，作為這一過渡階段的學(xué)習(xí)依托。

● 基于螺旋上升模式的項目學(xué)習(xí)

螺旋式課程理念由美國教育學(xué)家和心理學(xué)家布魯納提出，該理念強調(diào)學(xué)習(xí)應(yīng)該是一種反復(fù)的過程，通過合理的教學(xué)安排，讓學(xué)生在逐漸復(fù)雜化的問題情境中運用所學(xué)知識，達到不斷深入理解知識技能和牢固掌握知識技能的目的。

將螺旋式課程理念運用到項目學(xué)習(xí)活動的設(shè)計中，可以解決幾個獨立項目間缺乏連貫性的問題。在不同的項目學(xué)習(xí)中反復(fù)出現(xiàn)特定的教學(xué)內(nèi)容，通過重復(fù)讓學(xué)生對學(xué)科的重點內(nèi)容不斷熟悉與拓展，從而讓學(xué)生的項目進展具有遞進性。[1]教師也不用把過多的精力放在講授上，學(xué)生當(dāng)下的學(xué)習(xí)都是建立在上一次的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，教師可以把精力集中在引導(dǎo)學(xué)生解決認(rèn)知沖突問題上。

綜上所述，在過渡階段設(shè)計基于螺旋上升模式的項目學(xué)習(xí)，需要遵循以下原則：

①項目主題連貫。項目的主題應(yīng)保持連貫，項目之間的銜接要體現(xiàn)問題解決的迭代性。

②梳理知識點和技能點。相關(guān)知識和技能要反復(fù)出現(xiàn)在不同的項目中，因此需要先對學(xué)科教學(xué)的內(nèi)容整體把握，在此基礎(chǔ)上再開始項目的編排。

③項目的編排體現(xiàn)遞進性。每一階段的項目要建立在上一個項目的基礎(chǔ)之上，以知識點的漸進為原則精心設(shè)計項目，難易程度要體現(xiàn)螺旋式上升特點，即在整體概念的把握中，從簡單的階段到復(fù)雜的階段反復(fù)迭代，前一階段是后一階段的基礎(chǔ)，后一階段是前一階段的延伸和發(fā)展。[2]

● 基于螺旋上升模式的項目學(xué)習(xí)案例

項目主題：多功能風(fēng)扇。

課時數(shù)：2～3課時。

學(xué)情分析：學(xué)生在前期的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)初步了解了開源硬件的發(fā)展背景、開源硬件項目的一般流程以及開源硬件的相關(guān)開發(fā)環(huán)境。

項目學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握開源硬件項目相關(guān)的基本硬件知識，能根據(jù)需求連接硬件，進行程序的編寫，實現(xiàn)相應(yīng)的功能。

項目遞進主線：通過風(fēng)扇功能不斷升級與豐富，串接起四個小項目，涉及的能力要求也不斷提高（如下圖）。

項目具體內(nèi)容安排如下頁表所示，隨著項目功能的不斷豐富，問題解決的難度在提升，涉及的硬件知識在不斷疊加，程序設(shè)計的復(fù)雜程度也在提升。

學(xué)習(xí)效果評價：

第一，在課時有限的情況下，基于螺旋上升模式設(shè)計項目活動，有助于學(xué)生積累項目迭代設(shè)計的過程經(jīng)驗。后一個項目依托前一個項目進行升級，前一個項目用到的硬件和程序結(jié)構(gòu)，在后一個項目會被用于解決類似的問題，學(xué)生利用知識和技能去解決問題的過程具有連貫性和整體性。

第二，項目中涵蓋的基礎(chǔ)知識和技能具有典型性，是學(xué)生在后續(xù)的綜合性項目中會普遍用到的知識和技能。同時，項目的復(fù)雜程度也控制在學(xué)生可以在2～3課時內(nèi)能完成的程度，更深層次的探究可以留待學(xué)生在后續(xù)的時間跨度較長的綜合性項目中進行。

● 小結(jié)

項目學(xué)習(xí)在日常教學(xué)中的落地會遇到各類現(xiàn)實條件的挑戰(zhàn)，需要結(jié)合各校的課時安排和學(xué)生的學(xué)情，選擇合適的方式和策略，因地制宜地調(diào)整。不變的宗旨是讓學(xué)生對學(xué)習(xí)過程感到有意義，立足于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，著眼于提升學(xué)生的問題解決能力。

參考文獻：

[1]郁婷婷.螺旋教學(xué)模式在項目教學(xué)中的實踐教學(xué)體系構(gòu)建探析——以高職基礎(chǔ)會計課程為例[J].經(jīng)濟師，2016（12）：200-201.

[2]袁建新.“項目化螺旋層遞教學(xué)法”的創(chuàng)新機理與實踐效果[J].上海城市管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008（02）：61-63.

本文系南京市中小學(xué)教學(xué)研究2019年度第十三期重點課題的研究成果之一（課題編號：2019NJJK13—Z01，課題名稱“高中信息技術(shù)項目教學(xué)中的項目開發(fā)與實踐研究”）。