豎琴制作主題學(xué)習(xí)方法

1、豎琴制作”主題學(xué)習(xí)方案項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與 STEAM 的融合案例一、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與 STEAM 教育概述：基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)（Project-based Learning ，簡稱PBL），是以學(xué)科的概念和原理為中心，學(xué)生通過參與真實(shí)的活動(dòng)項(xiàng)目，進(jìn)行調(diào)查、研究、協(xié)作，最終形成產(chǎn)品或解決問題， 從而建構(gòu)知識(shí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。 這種學(xué)習(xí)通過能推動(dòng)“學(xué)生探究”的 拓展任務(wù)和“真實(shí)”性的學(xué)習(xí)產(chǎn)品和表現(xiàn)來開發(fā)內(nèi)容領(lǐng)域知識(shí)和技能。 基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是由 幾個(gè)重要問題組成的，這些問題將內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和高級(jí)思維與真實(shí)世界情境緊密聯(lián)系在一起。PBL項(xiàng)目內(nèi)容貼近學(xué)生實(shí)際生活，目標(biāo)設(shè)定一般略高于學(xué)生實(shí)

2、際水平，因此，對學(xué)生具 有挑戰(zhàn)性。 在項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程中， 學(xué)生具有較大的自主性， 這樣有利于激發(fā)學(xué)生興趣，有利于 培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和解決實(shí)際問題的能力。PBL是一種新的教學(xué)思路，但它并不排斥其他教學(xué)法。相反，在使用不同教學(xué)法和不同教材的背景下都可以成功地運(yùn)用PBL。當(dāng)前，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（ ProjectBased Learning, PBL ）及 STEAM （科學(xué)、技術(shù)、工程、 藝術(shù)及數(shù)學(xué)）教育均迅速發(fā)展， STEAM 注重各方面內(nèi)容的整合，因此 STEAM 和項(xiàng)目式 學(xué)習(xí)的結(jié)合不僅涉及 STEAM 專題內(nèi)容， 還覆蓋了 STEAM 核心主題以外的領(lǐng)域， 如語言和 社會(huì)研究等。隨著 STEAM 和 P

3、BL 的不斷推進(jìn)，要求教師能夠在課程與教學(xué)實(shí)踐中將二者 相結(jié)合。 而且， 這兩種方法還可以優(yōu)勢互補(bǔ)。 教師在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)有意識(shí)地認(rèn)識(shí)到各種方 法的不足之處，進(jìn)行課程統(tǒng)整，并與志趣相投的實(shí)踐者分享自己的作品。21 世紀(jì)技能，它通常被定義為 4C 技能，即創(chuàng)意、協(xié)作、批判性思維和溝通技能，當(dāng) 然還包括其他能力， 如技術(shù)素養(yǎng)和健康素養(yǎng)等。 在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中， 教師教授并評估學(xué)生的某 一項(xiàng)或幾項(xiàng)能力。 教師一方面將通過有效的評分標(biāo)準(zhǔn)， 對學(xué)生的協(xié)作能力、 實(shí)地調(diào)查和反思 能力進(jìn)行形成性評價(jià)和總結(jié)性評價(jià)。另一方面，還將建構(gòu)整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量指標(biāo)和協(xié)作技能。 STEAM 設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的過程就是如此， 而項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

4、使教學(xué)變得積極主動(dòng)， 并能夠評估 STEAM 教學(xué)中所涵蓋的 21 世紀(jì)技能。我們學(xué)校始終堅(jiān)持以生為本，比較早就開始進(jìn)行了課程整合方面的探索，現(xiàn)以“豎琴 制作”為案例呈現(xiàn) PBL 與 STEAM 教育的相融合。二、豎琴制作項(xiàng)目實(shí)施方案（一）制作設(shè)計(jì)要求：用激光當(dāng)做虛擬琴弦， 手撥到琴弦時(shí)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)， 從而達(dá)到模仿豎琴演奏簡單樂 曲的目的。整體的設(shè)計(jì)要求主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)和功能兩個(gè)方面。1、結(jié)構(gòu)要求：(1) 該系統(tǒng)由八個(gè)激光管構(gòu)成的發(fā)射部分、八個(gè)光敏電阻與 51 單片機(jī)的 p2 口構(gòu)成的感 應(yīng)部分和一個(gè)喇叭與八個(gè)彩色LED燈構(gòu)成的響應(yīng)部分三部分組成；(2) 通過單片機(jī)串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。2、功

5、能要求：(1 )用手擋住八根激光中的一根時(shí)，對應(yīng)的LED指示燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，喇叭響起與之對應(yīng)的八個(gè)音節(jié)中的一個(gè)。( 2)連續(xù)擋住不同的激光管時(shí)能演奏簡單的音樂。3、總體設(shè)計(jì)：3.1 系統(tǒng)組成及各工作原理：整個(gè)激光豎琴系統(tǒng)分為發(fā)射、感應(yīng)及響應(yīng)三部分。1 )發(fā)射部分：由八個(gè)激光管模仿豎琴琴弦構(gòu)成。 激光管發(fā)射的集中且亮度較高的紅外線有利于感應(yīng)部分的光敏電阻較敏感的感應(yīng)光亮 變化從而產(chǎn)生較明顯的阻值變化。激光發(fā)出的是平行光，不會(huì)對臨近的光敏電阻產(chǎn)生影響。2) 感應(yīng)部分：主要由光敏電阻和AT89C52單片機(jī)兩部分部分組成。激光管發(fā)射的光束被擋住時(shí)，對應(yīng)的光敏電阻感應(yīng)并產(chǎn)生阻值變化，由于分壓的原理，八個(gè)光

6、敏電阻兩端產(chǎn)生高低電位的變化，并由單片機(jī)檢測讀取P2 口高低電位變化，完成操作指令的輸入， 單片機(jī)根據(jù)指令信息來控制數(shù)據(jù)通過串行口傳輸數(shù)據(jù)， 對其輸入信號(hào)進(jìn)行判 斷，然后既對接喇叭的 p0A2 口和接流水燈的pl 口進(jìn)行高低電平的賦值， 使其產(chǎn)生相應(yīng)的反 應(yīng)。注：當(dāng)給定某個(gè)串口低電平時(shí)，該支路導(dǎo)通， led 發(fā)光，喇叭發(fā)聲。3) 響應(yīng)部分： 由一個(gè)喇叭和彩色的發(fā)光二極管構(gòu)成。喇叭負(fù)責(zé)發(fā)出聲響，八個(gè)發(fā)光二極管可以對應(yīng)不同豎琴琴弦發(fā)出不同頻率的音調(diào)而閃爍。3.2 工作原理：當(dāng)有激光照射時(shí)，單片機(jī)讀取光敏電阻的電壓，令此時(shí)它的邏輯電平為0。當(dāng)無激光照 射時(shí)， 單片機(jī)讀取光敏電阻的電壓， 則這時(shí)它的邏

7、輯電平為 1。這樣， 當(dāng)遮擋激光的光線時(shí)， 就能在電路中產(chǎn)生開關(guān)的效果。人耳能聽到的聲音頻率為20Hz20kHz,通過51單片機(jī)自帶的16位定時(shí)器就可以產(chǎn)生上述音頻。 一般音樂電路是以正弦波信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭以產(chǎn)生音樂， 而在數(shù)位電路里則是以脈動(dòng) 信號(hào)驅(qū)動(dòng)。（二）課程整合依據(jù)： “豎琴制作”中應(yīng)用了物理中的電學(xué)、聲學(xué)、電子線路等知識(shí)，數(shù)學(xué)中的測量及計(jì)算， 音樂中的音調(diào)、節(jié)奏、音階等樂理知識(shí)，美術(shù)中的外形設(shè)計(jì)、制作及技術(shù)領(lǐng)域中的電腦、互 聯(lián)網(wǎng)、交互式電子白板、 GPS 設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、 3D 打印以及相關(guān)編輯設(shè)備。豎琴 設(shè)計(jì)完成后， 學(xué)生們要多次驗(yàn)證自己的想法并完善自己的作品。 最后，學(xué)生的設(shè)

8、計(jì)成果將在 展示日進(jìn)行最終測試。 這樣的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)不僅充滿了樂趣， 而且鼓勵(lì)參與者不懼失敗， 運(yùn)用批 判性思維不斷反思并修改設(shè)計(jì)方案。 PBL 與 STEAM 教育整合并非純粹地教授知識(shí)，而是 關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生成為科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、工程師、藝術(shù)家和科技型企業(yè)家的過程。（三）項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)步驟（ 1 ）組織小組在作為一個(gè)小組探索問題之前， 學(xué)生們要互相認(rèn)識(shí)， 為合作學(xué)習(xí)建立基本的規(guī)則， 創(chuàng)設(shè) 舒適的氣氛。學(xué)習(xí)者和促進(jìn)者（ facilitator ）（通常為教師）分別做自我介紹，互通姓名，形 成毫無偏見的氛圍。（ 2）提出問題及討論解決方案 用少量的信息提供給學(xué)生一個(gè)復(fù)雜的問題，這個(gè)問題應(yīng)該盡量與豎琴關(guān)鍵部位制

9、作有 關(guān)，能夠吸引學(xué)生。學(xué)生要選一個(gè)人做記錄員， 負(fù)責(zé)在一個(gè)白板上記錄解決問題的過程，包括問題中的事實(shí)信息、學(xué)生們的想法和假設(shè)以及所確定的學(xué)習(xí)要點(diǎn)和活動(dòng)計(jì)劃。在解決問題的開始， 學(xué)生和教師要對問題解決的目標(biāo)形成共同的理解。 教師可以通過如 “通過這個(gè)問題你想學(xué)到什么？” 這類問題來激發(fā)起共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)， 而參照該目標(biāo)， 教師 可以更好地監(jiān)察小組的進(jìn)步情況， 及時(shí)糾偏， 或提醒學(xué)生看是否需要調(diào)整目標(biāo)。 學(xué)生可以向 教師提問題來獲得相關(guān)信息，也可以通過自己做實(shí)驗(yàn)或其他探究活動(dòng)來獲取更多的事實(shí)資 料。教師可以問一些元認(rèn)知性的問題來鼓勵(lì)學(xué)生的反省性思維， 比如，讓學(xué)生解釋為什么他 認(rèn)為這種方法是好的，

10、或者在解決問題時(shí)為什么會(huì)需要某方面的信息。在解決問題的過程中， 學(xué)生要確定對解決問題而言很重要而他們又不太理解、 需要進(jìn)一 步學(xué)習(xí)的概念，即學(xué)習(xí)要點(diǎn)。在開始時(shí)，教師可能會(huì)更多地引導(dǎo)，比如，問學(xué)生是否該把某 些概念列在他們的學(xué)習(xí)要點(diǎn)中。 隨著學(xué)習(xí)的進(jìn)行， 學(xué)生能更多地管理他們的學(xué)習(xí)要點(diǎn)， 教師 就要慢慢地 “隱退”。 當(dāng)學(xué)生對問題已經(jīng)形成了一定的理解，而某些知識(shí)的缺乏又嚴(yán)重地阻 礙了問題的解決時(shí)，學(xué)生們就要分頭去探索他們所確定的學(xué)習(xí)要點(diǎn)了。（3）后續(xù)行動(dòng)小組成員再次集合， 溝通他們所學(xué)的東西， 基于他們新學(xué)習(xí)的東西生成新的解決問題的 假設(shè)。在分享他們的學(xué)習(xí)成果時(shí)， 很重要的一點(diǎn)是學(xué)生們要評價(jià)自己

11、的信息以及他人的信息， 看信息是怎樣得來的，來源是否可靠等，這是促成自主學(xué)習(xí)的重要途徑。（4）活動(dòng)匯報(bào) 各小組根據(jù)自己的設(shè)計(jì)按照要求組裝電路及設(shè)計(jì)和制作打印外形， 彼此分享和展示各自 的制作。（5）制作后的反思為了提煉他們所學(xué)到的東西， 學(xué)生們要有意地反思問題解決的過程， 要考慮這個(gè)問題與 以前所遇到的問題的共同點(diǎn)與不同點(diǎn)， 這可以幫助他們概括和理解新知識(shí)的應(yīng)用情境。 而且， 在學(xué)生們評價(jià)自己以及他人的表現(xiàn)時(shí)， 他們同時(shí)也在對自主學(xué)習(xí)和合作性問題解決活動(dòng)進(jìn)行 反思，這對于高級(jí)的思維技能的發(fā)展來說是很有意義的。三、“豎琴制作”項(xiàng)目學(xué)習(xí)的評價(jià) 課堂評價(jià)的一個(gè)重要目的是為了改進(jìn)學(xué)習(xí)效果并為教學(xué)設(shè)計(jì)提

12、供信息。 評價(jià)不是單個(gè)的 事件， 而是貫穿于整個(gè)項(xiàng)目過程。融入過程的、持續(xù)的評價(jià)是項(xiàng)目學(xué)習(xí)法的核心， 它可以使 學(xué)生以多種方式展示他們學(xué)到的知識(shí)。 評價(jià)成為改進(jìn)學(xué)習(xí)的工具， 而不是對智力或積累的事 實(shí)的測試。 通過將評價(jià)融入到單元教學(xué)中， 教師可以更加了解學(xué)生的需求， 并相應(yīng)地調(diào)整教 學(xué)以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。面所附的兩份表是形成性評價(jià)表，用于對學(xué)生參與整個(gè)項(xiàng)目的過程進(jìn)行評價(jià)。PBL-STEAM課程形成性評價(jià)表 1(師對生)第組姓名:學(xué)號(hào)：序號(hào)內(nèi)容(1)非常好好良好 及格待努 力-一-腦力激蕩1具發(fā)現(xiàn)教案重要事實(shí)資料的能力2具擬訂假設(shè)與議題的 能力3具擬定并決定學(xué)習(xí)目標(biāo)的能力4擬定之學(xué)習(xí)目標(biāo)涵蓋

13、 各種不同的觀點(diǎn)5分享內(nèi)容具建設(shè)性-二二搜尋數(shù)據(jù)解決問題能 力6選用參考數(shù)據(jù)源多樣 性7熟悉網(wǎng)絡(luò)信息或證據(jù) 醫(yī)學(xué)搜尋8有效運(yùn)用數(shù)據(jù)邏輯思 考解決問題分享所學(xué)9課前有效準(zhǔn)備學(xué)習(xí)目 標(biāo)10主動(dòng)分享想法與意見11愿意分享數(shù)據(jù)源四互動(dòng)及溝通技巧12口頭表達(dá)清楚易懂13提供適當(dāng)?shù)幕仞?4運(yùn)用簡報(bào)工具的能力 良好15處理同學(xué)間互動(dòng)或沖 突的能力五責(zé)任心和尊重16守時(shí)概念強(qiáng)，從無遲到 和缺席現(xiàn)象17認(rèn)真傾聽，不隨意打斷 他人發(fā)言，尊重他人意 見陳述受評學(xué)生之優(yōu)缺點(diǎn)及怎樣協(xié)助他成為更有效的學(xué)習(xí)者PBL-STEAM課程形成性評價(jià)表 2(學(xué)生自評與互評)序號(hào)內(nèi)容非常同意無意見不同意非常同意不同意1本組冋學(xué)參與度良好2同學(xué)間之互動(dòng)良好3本組討論之進(jìn)行流程掌控良 好4討論之內(nèi)容有系統(tǒng)、組織并充 實(shí)5本組同學(xué)均很認(rèn)真的搜集資 料6同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣高昂7本組冋學(xué)