竖琴制作主题学习方法

1、竖琴制作”主题学习方案项目式学习与 STEAM 的融合案例一、项目式学习与 STEAM 教育概述：基于项目学习（Project-based Learning ，简称PBL），是以学科的概念和原理为中心，学生通过参与真实的活动项目，进行调查、研究、协作，最终形成产品或解决问题， 从而建构知识的学习活动。基于项目的学习是一种以学生为中心的教学模式。 这种学习通过能推动“学生探究”的 拓展任务和“真实”性的学习产品和表现来开发内容领域知识和技能。 基于项目的学习是由 几个重要问题组成的，这些问题将内容标准和高级思维与真实世界情境紧密联系在一起。PBL项目内容贴近学生实际生活，目标设定一般略高于学生实

2、际水平，因此，对学生具 有挑战性。 在项目学习过程中， 学生具有较大的自主性， 这样有利于激发学生兴趣，有利于 培养创新意识和解决实际问题的能力。PBL是一种新的教学思路，但它并不排斥其他教学法。相反，在使用不同教学法和不同教材的背景下都可以成功地运用PBL。当前，项目式学习（ ProjectBased Learning, PBL ）及 STEAM （科学、技术、工程、 艺术及数学）教育均迅速发展， STEAM 注重各方面内容的整合，因此 STEAM 和项目式 学习的结合不仅涉及 STEAM 专题内容， 还覆盖了 STEAM 核心主题以外的领域， 如语言和 社会研究等。随着 STEAM 和 P

3、BL 的不断推进，要求教师能够在课程与教学实践中将二者 相结合。 而且， 这两种方法还可以优势互补。 教师在设计的过程中应有意识地认识到各种方 法的不足之处，进行课程统整，并与志趣相投的实践者分享自己的作品。21 世纪技能，它通常被定义为 4C 技能，即创意、协作、批判性思维和沟通技能，当 然还包括其他能力， 如技术素养和健康素养等。 在项目式学习中， 教师教授并评估学生的某 一项或几项能力。 教师一方面将通过有效的评分标准， 对学生的协作能力、 实地调查和反思 能力进行形成性评价和总结性评价。另一方面，还将建构整个项目的质量指标和协作技能。 STEAM 设计挑战的过程就是如此， 而项目式学习

4、使教学变得积极主动， 并能够评估 STEAM 教学中所涵盖的 21 世纪技能。我们学校始终坚持以生为本，比较早就开始进行了课程整合方面的探索，现以“竖琴 制作”为案例呈现 PBL 与 STEAM 教育的相融合。二、竖琴制作项目实施方案（一）制作设计要求：用激光当做虚拟琴弦， 手拨到琴弦时会发出相应的音调， 从而达到模仿竖琴演奏简单乐 曲的目的。整体的设计要求主要体现在结构和功能两个方面。1、结构要求：(1) 该系统由八个激光管构成的发射部分、八个光敏电阻与 51 单片机的 p2 口构成的感 应部分和一个喇叭与八个彩色LED灯构成的响应部分三部分组成；(2) 通过单片机串行口进行数据传输。2、功

5、能要求：(1 )用手挡住八根激光中的一根时，对应的LED指示灯会自动点亮，喇叭响起与之对应的八个音节中的一个。( 2)连续挡住不同的激光管时能演奏简单的音乐。3、总体设计：3.1 系统组成及各工作原理：整个激光竖琴系统分为发射、感应及响应三部分。1 )发射部分：由八个激光管模仿竖琴琴弦构成。 激光管发射的集中且亮度较高的红外线有利于感应部分的光敏电阻较敏感的感应光亮 变化从而产生较明显的阻值变化。激光发出的是平行光，不会对临近的光敏电阻产生影响。2) 感应部分：主要由光敏电阻和AT89C52单片机两部分部分组成。激光管发射的光束被挡住时，对应的光敏电阻感应并产生阻值变化，由于分压的原理，八个光

6、敏电阻两端产生高低电位的变化，并由单片机检测读取P2 口高低电位变化，完成操作指令的输入， 单片机根据指令信息来控制数据通过串行口传输数据， 对其输入信号进行判 断，然后既对接喇叭的 p0A2 口和接流水灯的pl 口进行高低电平的赋值， 使其产生相应的反 应。注：当给定某个串口低电平时，该支路导通， led 发光，喇叭发声。3) 响应部分： 由一个喇叭和彩色的发光二极管构成。喇叭负责发出声响，八个发光二极管可以对应不同竖琴琴弦发出不同频率的音调而闪烁。3.2 工作原理：当有激光照射时，单片机读取光敏电阻的电压，令此时它的逻辑电平为0。当无激光照 射时， 单片机读取光敏电阻的电压， 则这时它的逻

7、辑电平为 1。这样， 当遮挡激光的光线时， 就能在电路中产生开关的效果。人耳能听到的声音频率为20Hz20kHz,通过51单片机自带的16位定时器就可以产生上述音频。 一般音乐电路是以正弦波信号驱动喇叭以产生音乐， 而在数位电路里则是以脉动 信号驱动。（二）课程整合依据： “竖琴制作”中应用了物理中的电学、声学、电子线路等知识，数学中的测量及计算， 音乐中的音调、节奏、音阶等乐理知识，美术中的外形设计、制作及技术领域中的电脑、互 联网、交互式电子白板、 GPS 设备、数码相机、摄像机、 3D 打印以及相关编辑设备。竖琴 设计完成后， 学生们要多次验证自己的想法并完善自己的作品。 最后，学生的设

8、计成果将在 展示日进行最终测试。 这样的设计挑战不仅充满了乐趣， 而且鼓励参与者不惧失败， 运用批 判性思维不断反思并修改设计方案。 PBL 与 STEAM 教育整合并非纯粹地教授知识，而是 关注培养学生成为科学家、数学家、工程师、艺术家和科技型企业家的过程。（三）项目实验步骤（ 1 ）组织小组在作为一个小组探索问题之前， 学生们要互相认识， 为合作学习建立基本的规则， 创设 舒适的气氛。学习者和促进者（ facilitator ）（通常为教师）分别做自我介绍，互通姓名，形 成毫无偏见的氛围。（ 2）提出问题及讨论解决方案 用少量的信息提供给学生一个复杂的问题，这个问题应该尽量与竖琴关键部位制

9、作有 关，能够吸引学生。学生要选一个人做记录员， 负责在一个白板上记录解决问题的过程，包括问题中的事实信息、学生们的想法和假设以及所确定的学习要点和活动计划。在解决问题的开始， 学生和教师要对问题解决的目标形成共同的理解。 教师可以通过如 “通过这个问题你想学到什么？” 这类问题来激发起共同的学习目标， 而参照该目标， 教师 可以更好地监察小组的进步情况， 及时纠偏， 或提醒学生看是否需要调整目标。 学生可以向 教师提问题来获得相关信息，也可以通过自己做实验或其他探究活动来获取更多的事实资 料。教师可以问一些元认知性的问题来鼓励学生的反省性思维， 比如，让学生解释为什么他 认为这种方法是好的，

10、或者在解决问题时为什么会需要某方面的信息。在解决问题的过程中， 学生要确定对解决问题而言很重要而他们又不太理解、 需要进一 步学习的概念，即学习要点。在开始时，教师可能会更多地引导，比如，问学生是否该把某 些概念列在他们的学习要点中。 随着学习的进行， 学生能更多地管理他们的学习要点， 教师 就要慢慢地 “隐退”。 当学生对问题已经形成了一定的理解，而某些知识的缺乏又严重地阻 碍了问题的解决时，学生们就要分头去探索他们所确定的学习要点了。（3）后续行动小组成员再次集合， 沟通他们所学的东西， 基于他们新学习的东西生成新的解决问题的 假设。在分享他们的学习成果时， 很重要的一点是学生们要评价自己

11、的信息以及他人的信息， 看信息是怎样得来的，来源是否可靠等，这是促成自主学习的重要途径。（4）活动汇报 各小组根据自己的设计按照要求组装电路及设计和制作打印外形， 彼此分享和展示各自 的制作。（5）制作后的反思为了提炼他们所学到的东西， 学生们要有意地反思问题解决的过程， 要考虑这个问题与 以前所遇到的问题的共同点与不同点， 这可以帮助他们概括和理解新知识的应用情境。 而且， 在学生们评价自己以及他人的表现时， 他们同时也在对自主学习和合作性问题解决活动进行 反思，这对于高级的思维技能的发展来说是很有意义的。三、“竖琴制作”项目学习的评价 课堂评价的一个重要目的是为了改进学习效果并为教学设计提

12、供信息。 评价不是单个的 事件， 而是贯穿于整个项目过程。融入过程的、持续的评价是项目学习法的核心， 它可以使 学生以多种方式展示他们学到的知识。 评价成为改进学习的工具， 而不是对智力或积累的事 实的测试。 通过将评价融入到单元教学中， 教师可以更加了解学生的需求， 并相应地调整教 学以提高学生的学习成绩。面所附的两份表是形成性评价表，用于对学生参与整个项目的过程进行评价。PBL-STEAM课程形成性评价表 1(师对生)第组姓名:学号：序号内容(1)非常好好良好 及格待努 力-一-脑力激荡1具发现教案重要事实资料的能力2具拟订假设与议题的 能力3具拟定并决定学习目标的能力4拟定之学习目标涵盖

13、 各种不同的观点5分享内容具建设性-二二搜寻数据解决问题能 力6选用参考数据源多样 性7熟悉网络信息或证据 医学搜寻8有效运用数据逻辑思 考解决问题分享所学9课前有效准备学习目 标10主动分享想法与意见11愿意分享数据源四互动及沟通技巧12口头表达清楚易懂13提供适当的回馈14运用简报工具的能力 良好15处理同学间互动或冲 突的能力五责任心和尊重16守时概念强，从无迟到 和缺席现象17认真倾听，不随意打断 他人发言，尊重他人意 见陈述受评学生之优缺点及怎样协助他成为更有效的学习者PBL-STEAM课程形成性评价表 2(学生自评与互评)序号内容非常同意无意见不同意非常同意不同意1本组冋学参与度良好2同学间之互动良好3本组讨论之进行流程掌控良 好4讨论之内容有系统、组织并充 实5本组同学均很认真的搜集资 料6同学们的学习兴趣高昂7本组冋学