高中教育课题申报书新高考背景下PBL在高中创客教育中的实践研究.docx

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高中教育课题申报书新高考背景下PBL在高中创客教育中的实践研究

新高考背景下PBL在高中创客教育中的实践研究

学科分类：

基础教育

课题类别：

一般课题

关键词：

PBL创客教育

预期研究成果：

工具书

课题设计论证

一、问题的提出

（一）问题提出的背景

　　1.新高考方案的实施

　　新高考注重学生社会责任感、创新精神和实践能力的培养。

创客教育是以创新为起点，注重学生的动手能力、创新能力的培养，符合新高考的理念中创新精神的倡导。

　　2.学生全面发展的需要

　　项目式学习可以使学生沉浸在项目中，主动愿意花时间和精力去思考和完成作品，对学生的学习行为、学习态度有积极的影响，对于同一个问题，小组成员之间能够分工合作、共同思考、讨论构思，最后呈现出满意的项目作品，对学生的创造力、思考力、和协作力有巨大的帮助。

　　3.学校特色发展的需要

　　“创客教育”是国际创客运动与全球教育改革互动的产物，已经成为学术界的研究热点之一。

创客教育依托创客空间、创客技术与工具，真正实现创意作品，让创意现实化，注重学习过程中学生的合作、探究、分享，符合创新型国家培养创新型人才的发展方针，其推行具有重大的战略意义。

随着创客教育的发展，创客已开始从单一的信息技术学科或通用技术学科朝着多学科融合迈进，但是这种多学科融合、跨学科研究在高中学校案例极少，迫切需要有团队探索出一条创客教育多学科共进的道路。

本课题研究团队部分成员，已经在创客教育中有所探索，并带领学生团队参加过湖北省创客类的比赛，积累了创客教育的经验，在多学科教学整合的创客研究中，具有一定的创客教育探索能力。

（二）问题提出的实际意义

　　长期以来，高中学生获取学科知识往往是在课堂上。

老师讲授，学生被动获得知识比较多，主动探究较少；理论学习较多而实践非常少。

随着新高考的深入，培养学生的核心素养，不能仅仅是停留在理论上更要在实践中思考，针对某一个学科的具体任务，学生团队成员该如何有效完成，以及分工协作，动手创造并制作实物出来。

　　二、课题界定

（一）核心概念界定

　　1.PBL（项目式学习）

　　项目式学习（Project-BasedLearning，以下简称PBL），就是学习者针对复杂真实的问题，围绕一个具体的项目，充分选择和利用各种学习资源进行实践体验与探究，以小组合作探究学习的形式自主获得较为完整而具体的知识，形成技能并获得发展的一种系统性的学习模式。

与传统教学相比，PBL注重应用知识而非传授知识，意在通过原理知识解决真实生活中反映出来的问题，具有一定的实用性与探究意义，最终建构出系统的知识结构。

PBL建立在多学科知识融合的基础上，强调知识的系统性，并培养学习者将知识更有效地迁移到新的情景与问题的能力，团队协作的能力和自主探究能力等。

本课题将项目式学习融合在创客教育中进行实践探索，以期对创客教育产生积极的意义和促进作用。

　　2.创客教育

　　创客，就是敢于创造、勇于探索、乐于分享，创客与教育的结合在本质上是一种指导教学的理念和取向。

“创客教育”强调参与式学习、项目式学习和任务驱动式学习等，以生活中的真实问题为中心，让学生在解决问题的过程中进行学习以及多种能力的生成，并且不断提升创造兴趣与信心。

　　创客教育提倡以创客活动为载体，通过跨学科、跨界的合作研究，培养学生的实践和创新能力。

虽然创客教育的开展具有不同的表现形式，但其内涵是一致的，即:

基于创造的学习方式、科学技术的融入以及指向全人发展的教育理念。

　　3.实践研究

　　实践研究是课题研究的一种方法，课题研究一般需要进行实践研究，以理论为辅，以实地调查为基础，在实践中得出客观结论。

实践研究的流程一般是实地调研，理论分析——对比借鉴，数据分析——总结归纳，提出建议——现实应用，实践检验。

　　三、国内外研究现状述评

（一）国内研究现状

　　从2012年起，创客教育在国内兴起。

早期的创客教育多为少数学校和少数教师的自主探索，主要集中在通用技术、信息技术等学科领域，少数研究者注意到了机器人教育、工程、图书馆领域的融合。

江苏省常州市天宁区虹景小学建立了全国第一个小学生创客空间，温州中学参照STEAM课程体系进行开发，目前已经形成一个相对完整的创客教育课程群。

北京景山学校也很早开展了创客教育的尝试，开设了创客课程，将原有机器人课程的教学资源进行重组整合，让机器人竞赛小组学生的压力得到释放。

王小根等从机器人教育出发，构建出集“知识学习过程”“模仿过程”“创造过程”“分享过程”于一体的教学模型。

张颖解读了美国图书馆青少年创客教育LearningLabs项目，建议深化发展创客教育与个人价值、社会发展相衔接的实践机制。

　　国内基于创客项目学习的新型学习模式，依托“智创空间”搭建创客教育平台的“ZCspace创客教育模型”、基于社团选修课的创客教育模式和基于环保社团的创客教育模式。

杨现民以“创造、快乐、协作、分享”为基本理念，从创客环境、创客课程、创客学习、创客文化、创客教师队伍等多个维度提出创客教育时间框架。

祝智庭从理念的融合、教学内容与方法、教师角色的重构、学习者全人发展等方面将创客教育与传统教育相区别，构建了重塑全人发展的创客教育。

王佑镁通过创客增强学、创客融合课程、创客变革学习等三个层次，递进形成一种整合式的创客教育新生态框架；傅骞提出了基于“中国创造”的全新创客教育支持生态架构，描述了该生态各个部分的初步实现。

　　国内对于基于项目的学习（PBL）模式研究起步较晚，第一篇研宄论文出现于2001年，2010年以后受到很大关注。

少有自己的观点，大部分是借鉴国外的研究，主要偏向于理论研究，将PBL模式应用到课堂教学实践中的很少。

医学、工程学以及职业教育领域尚能把PBL模式应用到课堂教学中，基础教育阶段应用很少。

目前国内对基于项目的学习（PBL）模式的研宄主要以下几个方面：

在实践性和操作性强的学科教学中进行应用。

结合我国教育现状，研究PBL模式在课堂教学中的适用性。

在PBL模式理论基础上，针对特定教学内容进行教学流程和方法的设计。

（二）国外研究现状

　　在美国，从政策到实践层面，创客文化已经开始在教育中站稳脚跟。

作为一个符号化的群体，“创客”（maker）产生于西方20世纪60年代DIY文化，泛指那些勇于创新、努力将自己的创意变为现实的人。

ChrisAndersen在2012年出版的《创客：

新工业革命》，预示着“创客”正式进入全球公共视野。

2013年，美国越来越多的中小学开始加入“创客行动”，实施创客教育。

2014年，在白宫创客大会上，奥巴马总统提出的要全国范围内倡导创新教育，并发布了《全国创客教育现状》报告。

美国政府在2012年初推出了一个新项目，将在未来四年内在1000所美国中小学校引入“创客空间”，配备开源硬件、3D打印机和激光切割机等数字开发和制造工具。

创客教育已经成为美国推动教育改革、培养科技创新人才的重要内容。

一些学校也意识到他们已经失去了激发学生主动学习的办法。

他们开始尝试把创客精神带到学校教育中。

过去几年内，美国高校中的学术性创客空间和制造类实验室迅速多了起来。

而一些K12学校也纷纷尝试在图书馆设立创客空间，或者改装教室以适应基于项目和实践的学习。

　　基于项目的学习（Project-basedlearning，PBL），是以现实为驱动的教学模式，它最大的特点是通过情境体验和解决现实生活中的问题来获取新知。

美国教育家杜威（JohnDewey）和威廉姆基尔帕特里克（WilliamH.Kilpatrick）是PBL模式的发起者。

PBL模式在20世纪初期开始出现，杜威首次提出“做中学”，以教育学和心理学为基础建构出“基于项目的学习（PBL）模式”。

1970年代出现一波应用高潮。

著名教育家杜威的徒弟W.H.kilpatrick在《项目方法：

有目的的行为在教学过程中的使用》中首次提出Project-basedLearning。

20世界八十年代以后，项目式教学进入了应用低潮期。

目前，Project-basedLearning作为一种非常受欢迎的教学模式，再次开始在世界范围内得到广泛研究和应用。

　　近十年来，国外针对PBL模式开展的研究很多，有这对PBL模式教学适用性的研宄，对PBL模式的构成要素实施的研究，也有针对PBL教学效果的影响因素的研宂。

相比较而言，国外对于PBL的理论和实践研究都比较深入，比如美国SallyBerman设计的PBL模式、BruceCampbell的LearningCentre等。

此外还有创客教育方面的项目式学习（如PBL+MM项目），和诸多在线学习网站，例如（http:

//www.bie.org/pbl）。

　　综上所述，创客教育研究缺乏跨学科、多领域的碰撞与参与。

项目式学习如何在创客教育中开展？

创客教育以何种形式实现多学科的融合？

创客教育的课程教学策略是什么？

等一系列的问题将是本研究的实践探索内容。

　　四、选课意义与研究价值

　　本研究项目对促进教学工作、提高教学质量、促进教育改革作用和意义。

（一）理论意义

　　理论层面，创客教育作为一种新兴的教育形态，有关创客教学模式的相关理论还不够成熟，从内容选择、教学模式及评价都需要做更深入的探索。

本文探讨了有关创客教育的特征与内涵，在项目式学习视角下，分析构建出高中生项目式创客教学一般模式。

期望所设计的高中生项目式创客教学模式能够为创客教师教学提供有力的理论指导，丰富创客教学形式与方法，同时为完善与发展有关创客教育的系统理论做出力所能及的贡献。

（二）实践意义

　　实践层面，创客教育中将“教”与“学”变成一种新的教学实践，创客教师扮演着教练员、指导员的角色，学生则是学习的主体，由知识的消费者转变为内容的创造者。

PBL创客教学模式的提出，有助于教师在创客教学中更好地贯彻“做中学”等理念，注重对学生创新能力的培养；有利于学生通过动手操作、自由探索，将知识不断地内化、巩固和提升，激发其对创造的兴趣。

　　（三）学术价值

　　探索信息时代新型教育模式和方法，挖掘新理念的优势，促进教学工作。

通过教学研究，结合专业知识和教学实践经验，探索创客教育中最优教学模式和方法，通过对比分析，挖掘创客教育最大的优势以促进课程教学工作。

（一）社会影响

　　推广教研结果，完善课程团队建设。

积极组织教学团队开展教学研究，并形成新高考背景下的创客教育教学改革研究报告，不断壮大并完善课程团队的建设，推动创客教育的快速发展。

　　在本项目中充分利用学校的创客资源：

信息技术老师前期开发的基于项目式学习体例的校本课程；创客空间的3D打印机、开源硬件掌控板、软件Mpython编程软件等创客教育的技术工具；让学生实现自己的创意制造，优化教育教学内容。

　　五、课题研究目标

　　本课题的研究目标是基于创客与创客教育蓬勃发展的现实需要，通过PBL在高中创客教育中的实践研究，使得创客教师在教学中能有效促进学生逻辑思维、动手操作等能力的长足发展，培养创新意识与智能创造意识。

　　立足于创客及创客教育尚未成熟的现实，本研究旨在从理论与实践层面上探索高中生创客PBL教学模式，以期为致力于探索创客教育的创客教师和学者们在研究上提供一定的参照和借鉴。

同时，希望通过自身的实践探索，提升研究者自身的专业素养和反思实践的能力。

　　本课题以创客教育为出发点，探究项目式学习在创客教育中的实践成效研究。

以真实的问题导向，开展创客课程教学，在创客课题的完成中，实现多科学知识的融合，最终以作品的形式展示创客成果。

以创客思想优化教学，撰写《新高考背景下项目式学习在创客教育中的实践研究报告》，为各学科的创客教育提供借鉴。

　　六、研究内容

　　本课题的研究内容从项目式学习在创客教育中的现状研究、应用实施、教学策略三方面开展研究。

（一）项目式在创客教育中的现状研究

　　通过阅读中外文献，分析创客教育目前的研究现状。

并对比分析，跨学科的创客教育与单一学科的创客（指创客早期仅信息技术课程或通用技术课程中实施的创客教育）的优势，进而了解项目式学习在创客教育中实践研究的现状。

在熟知创客教育现状的前提下，完善本校创客空间场地的设备工具，并组建校内来自多学科的创客教师团队。

（二）项目式学习在创客教育中的应用实施

　　1.创客空间建设

　　我校在创客教育方面已初步进行了探索，并带领学生完成了一些创意作品，如极具楚文化的编钟、多彩黄鹤楼和具有智能化的扫地机器人等作品。

在创客空间已有的3D打印机、掌控板、教学一体机等硬件设施，目前正进一步逐步完善创客空间的建设。

　　2.创客队伍建设

　　依托来自各学科的创客教师，设计融合多学科的创客主题，开展创客教学。

广泛选取有创客兴趣并具有计算机基础的学生，构建创客学生团队。

　　3.创客课程实施

　　课程实施采取开放时间与特定时间相结合的方式。

专门特定创客课程的开设时间展开集体课堂，并于中午课余时间开放创客空间场所，随时供有创意灵感的同学及时到创客空间尝试探索和实现自己的想法。

设计项目式学习在创客教育中实践的多元评价机制，如项目选题评价、方案设计评价活动探究评价、展示交流评价、制作量规评价，及时对创科课程与创客作品进行评价。

　　（三）项目式学习在创客教育中的教学策略

　　1.技术基本功教学

　　创客教育的基础是要学会基本的信息技术，如会用编程实现简单的物体功能、会用3D打印机实现物品的现实化。

因此，对于新组建的学生团队，根据学生的具体技术水平，由信息技术教师通过mpython软件开展简单的编程培训，并通过3D建模软件进行与3D打印机相关的知识培训。

　　2.项目学习式创客教学

　　选取课前准备好的项目开展创意制造，各学生小组合作交流由产品设计、完成实物到编程实现功能，让学生主动沉浸在探索知识，动手制作的过程中。

课程实施期间，教师要时刻反思项目式学习在创客教育中的教学策略应用效果，根据创客教育中多元评价的反馈，及时发现问题，并进行教学策略的调整。

　　七、研究重点和创新之处

（一）研究重点

　　如何师生结成共同体，开展创客教育，让课堂更有价值？

如何综合运用在生物、地理、物理、数学、信息技术等课程中学习到的知识，开项目式创客教学？

如何借助计算机软硬件技术、现代制造技术进行创客？

（二）创新之处

　　跨学科开展创客教育的研究较少。

本研究着力结合各学科教师，致力于多学科知识运用，真正让学生做课堂的主人，运用项目式学习的模式打造创客教育课程。

　　现下多数创客教学是以独立于课程外的形式在校园中实施，能够与“主流”如语文、数学、英语等学科融合的范例较为少见。

若能将“在做中学”理念的载体与学科整合，可以活化当前已被固化已久的教学方式。

　　将创客融合于学科教学，从学科的角度来思考，也就是以学科单元所要达到的教学目标为出发点，探索创客教学能为达到这个目标做出的贡献，从而确定创客元素在教学活动中所应扮演的角色。

在课程教学中融入创客元素就不会仅仅受限于实物创造，也可丰富创客的内涵。

　　八、研究思路

　　具体研究思路如下图所示

　　九、研究方法

　　本文拟采用调查研究法、文献资料法和行动研究法开展研究。

（一）调查研究法

　　为了更加深入的剖析和诊断高中生项目式创客教学模式的效果，在实施创客教学行动后，制定调查提纲，分别对学生和教师进行调查问卷，观察并判断他们对项目式创客教学模式的态度及接受情况，进一步了解一线教师和学生对这种教学模式的真实想法及困惑，逐步完善该模式。

（二）文献研究法

　　本研究通过文献研究法收集、整理、分析相关文献和书籍资料，对项目式学习和创客教育活动的研究进行梳理，全面系统地了解掌握本研究的研究现状及发展趋势，为本研究提供足够的理论支持。

同时，通过对研究现状和发展趋势的了解，在此基础上进行本课题的研究。

同时通过阅读文献，了解我国创客教育的现状、多学科融合教育的成功案例，分析进行项目式学习在创客教育中实践的优势。

　　（三）行动研究法

　　以教师为研究主体，通过教师的创客教学实验、反思、总结，再实验、反思、再总结，去芜存精，取得预期成果。

由于创客教育的理论体系还不够完善，教师在开展创客教学活动中缺乏理论指导，导致创客教学不能抓住创客教育的本质，在此基础上，设计并提出高中项目式创客教学模式，采用行动研究的方式，反思并尝试改进模式设计。

　　十、实施步骤

　　阶段

　　时间

　　主要研究任务

　　阶段成果

　　第一阶段

　　2020年9月至2021年1月

Ø组建稳定的创客教师队伍

Ø组建富有创客激情的学生队伍

Ø进一步完善创客空间

Ø开展项目式学习在创客教育中的应用教学一轮实施

Ø设计多套多学科融合的创客主题

Ø制定项目式学习在创客教育中应用的教学效果评价量表

　　第二阶段

　　2021年3月至2021年7月

Ø开展项目式学习在创客教育中的应用教学二轮实施

Ø参加相关的创客类比赛，从中得到锻炼

Ø分析评价量表数据，得出项目式学习在创客教育中应用的初步效果

Ø形成项目式学习在创客教育中应用的课件、教学设计、学生作品若干套

　　第三阶段

　　2021年9月至2022年1月

Ø根据效果评价，调整教学策略。

Ø开展项目式学习在创客教育中的应用教学三轮实施

Ø实证分析结果

Ø学术论文1篇

Ø初步形成《新高考背景下项目式学习在创客教育中的实践研究报告》

　　第四阶段

　　2022年3月至2022年7月

Ø开展项目式学习在创客教育中的应用教学四轮实施

Ø参加相关的创客竞赛，不断提高

Ø形成项目式学习在创客教育中应用的课件、教学设计、学生作品若干套

Ø对教学策略进行评价，回收实证数据进行分析。

Ø学术论文1篇

Ø完善《新高考背景下项目式学习在创客教育中的实践研究报告》

　　十一、预期成果形式

（一）一本创客课程教学案例集

　　包括每个项目的课件、教学设计、项目式学习单元、配套素材等。

（二）一套创客作品集

　　包括每个项目的实物作品、演示视频、演示文档等。

　　（三）一份研究报告

　　撰写完成《新高考背景下PBL在高中创客教育中的实践研究》报告。

　　十二、前期研究成果

（一）创客教育比赛成果

　　1.本课题的主要参与者×××老师2019年已带领学生取得湖北省中小学创客比赛多个一等奖奖项。

　　2.我校信息技术组教师同时也是课题主要参与者×××、×××、×××于2016—2018年连续三年多次带领学生参加省、市、区青少年科技比赛、机器人竞赛等活动，并取得了较好的成绩。

（二）项目式教学科研成果

　　1.2019年武昌区教育局“三优课程”评比我校创客课程《掌控我的未来》获一等奖。

　　2.我校信息技术组教师同时也是课题主要参与者×××、×××、×××已有多次参编项目式创客类教材的成果和经验。

　　3.我校地理学科教师×××于2014年完成武汉市教育科学“十二五”规划教师个人课题《白板技术对高三阶段世界地理高效课堂教学的效能研究》并结题。

　　4.我校地理学科教师×××、×××于2018年12月参与地理校本课程编写《环游地球八十天》获中学三优课程评比二等奖。

　　十三、参考文献

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课题编号：

8503