摘  要：笔者以《普通高中信息技术课程标准》（2017年版）中选修模块6“开源硬件项目设计”为依据，设计了基于Micro:bit开发板为基础的开源硬件教学内容。新课标课程结构设计依据中指出：“依据信息技术学科理论性、工具性和实践性并重的特征，设计活动情境，重注学生在项目中学习”。据此，课程教学内容设计为七个探究项目，每个项目采用2课时，在课程开展时以“解决问题”为主线来学习开源硬件Micro：bit相关知识，即开展“项目式学习”。本文主要以学生通过基于Micro：bit的智能灯光项目式学习为例，说明项目式学习更适合培养学生利用信息技术解决问题的意识和能力、更能激发学生的创新精神。

关键词 Micro：bit 项目式学习 小组合作

1. 什么是项目式学习

项目式学习（project based learning）起源于美国，是一种以建构主义理论为指导，以小组合作方式进行项目规划及解决项目任务的学习方式。在组织项目式学习时，学生围绕教师给出的某一个具体的学习项目，综合运用所学的各科学知识进行分析问题、规划方案、解决问题、评价改进和分享交流。学生可以在项目操作中进行实践体验，在探索创新中获得较为完整而具体的知识。

1. 开展项目式学习注意要点

通过Micro：bit开源硬件项目教学的实施和总结，在开展项目式学习时，需要注意一下几个方面：

首先是项目要来自于生活中的真实问题，还要与学科核心概念相结合，学生通过项目的完成建构出信息技术学科知识体系。同时，项目要具有一定的挑战性，要能激发学生兴趣，使学生产生学习动机，太简单或者过难都不利于项目学习活动的开展。

其次、项目式学习对教师的要求：1、能根据学生知识水平，设计所学习项目的目标要求；2、指导小组学生如何进行项目分析、资料查找、问题调研；3、在学生方案制作过程中给予团队分工管理、时间管理、项目完善建议等给予帮助；4、给学生提供展示优秀作品的机会并给予表扬；对于项目完成不是很理想的小组，给他们提供交流项目完成时遇到的难点的机会。在整个项目式学习的过程中，教师要成为学生学习过程中的引导者和监督者。

此外，项目式学习对学生的要求：有积极主动的探究问题解决问题的能力、有较强的自主学习能力和资料搜集能力、有小组内分工与合作能力。

1. 基于智能灯光项目式学习实践

笔者在基于项目式学习的Micro：bit的智能灯光项目学习过程设计为以下几个环节：

1、情境导入，激发兴趣：在该项目案例教学中，教师首先在讲台上展示一个基于Micro:bit控制的人体感应灯项目：运动传感器检测到有学生经过后，Micro:bit打开节能灯，亮3秒后灯自动关闭。教师引导学生简单分析其中的原理，并引导学生该如何运用Micro：bit开发板进行问题解决。

2、分析问题，提出挑战：通过项目情景的展示与观察，提出本节课的基础任务：制作人体感应灯。教师根据任务要求，提炼原理性知识点，做到必要的讲解。组织学生共同思索，应用前期所学知识，尝试解决该问题。

3、讨论交流，解决问题：在老师的分析讲解后，教师将课堂活动交还给学生，让学生结合任务中电路图和算法的知识点，完成项目的初步需求。在此期间，教师巡堂并进行适当的点拨性指导。

4、作品评价，改进方案：在各小组基本完成第一个初步项目：人经过灯点亮的功能后，请学生思考这个灯光控制系统可以作为教室灯光控制系统吗？组织学生讨论项目需要改进的地方。学生思考后会发现：即使在白天，当有人经过后，灯就亮，存在浪费电的现象。让学生思考并讨论如何进一步完善作品：只有在光线比较暗，同时有人在教室，灯才会亮。此时，教师指导学生如何利用Micro：bit开发板自带的环境亮度监测传感器来测量环境光。有了测量环境光的方法后，让各小组成员讨论改进程序的算法。最后总结出教室智能灯光控制算法：先判断环境光，在环境光满足小于一定数值时，再进行运动检测判断，把运动传感器和环境光传感器结合起来，共同来控制灯光。有了算法后，让学生进行程序编写并验证实验结果。

5、分享交流，丰富作品：在课堂的最后环节，由教师总结本次项目中的所涉及到的重要知识点，并就各小组最后的作品进行适当的点评。鼓励学生课后对作品进行进一步改进，把有趣的想法或用途加入其中，使得灯光控制项目能够更智能。教师和学生一起对项目的完成过程进行反思，结合活动过程和结果表现做出综合评价。在肯定学生学习成果的同时，提示其可能忽略的环节，进一步促使小组成员反思自己的学习过程，总结所获得的知识与技能。

根据Micro:bit项目式学习过程的探索与总结，笔者把项目式学习过程总结为三部分：一是项目式学习教学流程，起着主导作用，是课堂的核心。另外两个部分是教师的行为和学生的行为。 

首先在课程开始时，教师设置项目情景，导入新课，提出项目需要解决的问题，并对分析进行问题，通过问题的引入激发学生的挑战欲望。教师在此过程中起到的是引导作用，提出问题，展示情景。接下来就是各小组学生观察思考与交流，在此过程中学生以小组为单位对问题进行探究与实践，并且安排好分工合作，查询资料，共同解决问题，继而总结反思，意义构建。学生在此过程中的行为重点是进行总结，小组汇报解决问题的成果，教师对此进行点评并且指出不足，总结成果。最后是结合实际进行作品改进，进一步完善项目，学生对教师的观点进行反思，并且进行思维的拓展，整理最终结果。教师在此过程中起到的作用就是对学生不理解的问题进行适当的指点及纠正，使学生有所收获。

1. 总结与反思

对项目式学习的思考：与传统讲授式教学方式，项目式学习追求的目标不再把将知识和技能直接传递给学生，或者说让教师不再以填鸭式的教学一步步把知识点灌输给学生。项目式学习更注培养学生解决问题的能力和在项目的基础上进行创新的能力。项目式学习的重点在于问题的解决过程而非结果，项目式学习要求学生运用知识和方法进行项目分析、规划与实施，寻找得到问题的途径，逐步掌握处理问题的步骤。在解决问题的过程中让学生学会分享，学会交流，互相帮助，共同提高，最终得到知识的应用和迁移，以及操作技能，分析问题、解决问题能力的提升。

最后，笔者通过基于Micro:bit开发板为基础的开源硬件项目式学习实践，希望能为新课程方案《开源硬件项目设计》探索出一套适合信息技术教学实际的、具有实践指导意义的教学模式。

参考资料：

1 方凌雁. 综合实践活动课程中项目学习应用的实践探讨[J]. 上海教育科研, 2006(2).

2 杨金燕. 项目式学习的特点[J]. 课程教材教学研究(中教研究), 2017(7):36-36.