基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)：點亮小學(xué)生計算思維之光一、引言1.1研究背景在當今數(shù)字化和智能化快速發(fā)展的時代，計算思維已成為人們必備的核心素養(yǎng)之一。隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，從日常生活中的智能設(shè)備使用，到工作學(xué)習(xí)中的數(shù)據(jù)分析、程序設(shè)計，計算思維都發(fā)揮著重要作用。它不僅能夠幫助個體更好地適應(yīng)信息社會的發(fā)展，更是創(chuàng)新能力和問題解決能力培養(yǎng)的關(guān)鍵要素。對于小學(xué)生而言，這一時期是思維發(fā)展的關(guān)鍵階段。培養(yǎng)小學(xué)生的計算思維，有助于他們從小建立起邏輯思考、問題分析與解決的能力，為未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。研究表明，早期接觸和培養(yǎng)計算思維的學(xué)生，在后續(xù)的數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科學(xué)習(xí)中往往表現(xiàn)出更強的學(xué)習(xí)能力和理解能力，能更好地應(yīng)對日益復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)和社會挑戰(zhàn)。從教育改革的角度來看，傳統(tǒng)的單一學(xué)科教育模式已難以滿足新時代對人才培養(yǎng)的需求?？鐚W(xué)科融合的教育理念逐漸成為教育改革的重要方向?；谠O(shè)計的STEM+C教學(xué)模式應(yīng)運而生，它整合了科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）和計算（Computing）等多學(xué)科領(lǐng)域，通過項目式學(xué)習(xí)、問題解決等方式，讓學(xué)生在實踐中綜合運用多學(xué)科知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實踐能力和計算思維。這種教學(xué)模式打破了學(xué)科界限，使學(xué)生在真實情境中解決復(fù)雜問題，實現(xiàn)知識的融會貫通和能力的全面提升，符合現(xiàn)代教育發(fā)展的趨勢和要求。1.2研究目的與意義本研究旨在深入探究基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)模式對小學(xué)生計算思維培養(yǎng)的作用機制與實際效果，具體研究目標包括：第一，構(gòu)建基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)理論與實踐體系，明確其教學(xué)目標、內(nèi)容、方法與評價方式，為教學(xué)實踐提供系統(tǒng)指導(dǎo)；第二，通過實證研究，分析該教學(xué)模式對小學(xué)生計算思維能力提升的影響，包括問題分解、算法設(shè)計、邏輯思維、抽象思維等方面的發(fā)展變化；第三，探索在教學(xué)過程中，如何根據(jù)小學(xué)生的認知特點和學(xué)習(xí)需求，有效整合多學(xué)科知識，設(shè)計富有挑戰(zhàn)性和趣味性的項目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，促進計算思維的培養(yǎng)。本研究對于教育實踐和理論發(fā)展具有重要意義。在教育實踐方面，為小學(xué)教師提供了一種創(chuàng)新的教學(xué)模式和方法，幫助教師更好地開展跨學(xué)科教學(xué)，提升教學(xué)質(zhì)量。通過基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)，學(xué)生能夠在實踐中運用所學(xué)知識解決實際問題，提高學(xué)習(xí)效果和綜合素養(yǎng)，為未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。同時，也為學(xué)校課程改革提供了參考，推動學(xué)校在課程設(shè)置、教學(xué)資源配置等方面進行優(yōu)化，以適應(yīng)新時代對人才培養(yǎng)的需求。在理論發(fā)展方面，本研究豐富和完善了計算思維培養(yǎng)的理論體系，進一步明確了跨學(xué)科教學(xué)與計算思維培養(yǎng)之間的關(guān)系。通過對教學(xué)實踐的深入研究，為教育心理學(xué)、課程與教學(xué)論等學(xué)科提供了實證依據(jù)，有助于拓展和深化相關(guān)理論研究，為教育領(lǐng)域的學(xué)術(shù)發(fā)展做出貢獻。1.3研究方法與創(chuàng)新點本研究綜合運用多種研究方法，以確保研究的科學(xué)性、全面性和深入性。案例研究法是本研究的重要方法之一。通過選取典型的基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)案例，深入剖析教學(xué)過程、學(xué)生表現(xiàn)和學(xué)習(xí)成果。例如，選擇具有代表性的小學(xué)課程項目，詳細記錄教師的教學(xué)設(shè)計、課堂實施步驟以及學(xué)生在項目中的參與度、合作情況和遇到的問題等。通過對這些案例的深入分析，總結(jié)成功經(jīng)驗和存在的問題，為教學(xué)實踐提供具體的參考和指導(dǎo)。調(diào)查研究法也在本研究中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。采用問卷調(diào)查和訪談等方式，收集教師、學(xué)生和家長對基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)的看法、態(tài)度和建議。對學(xué)生發(fā)放問卷，了解他們在學(xué)習(xí)過程中的體驗、興趣點以及計算思維能力的自我感知變化；與教師進行訪談，探討教學(xué)過程中的難點、困惑以及對教學(xué)效果的評價；向家長了解他們對孩子參與此類教學(xué)活動的支持程度和期望。通過對多方面調(diào)查數(shù)據(jù)的分析，全面了解教學(xué)模式的實施效果和各方需求，為研究提供廣泛的實證依據(jù)。行動研究法貫穿于整個研究過程。研究者與教師密切合作，在教學(xué)實踐中不斷探索、改進和完善基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)模式。根據(jù)教學(xué)中出現(xiàn)的問題，及時調(diào)整教學(xué)策略、方法和內(nèi)容，通過實踐—反思—調(diào)整—再實踐的循環(huán)過程，不斷優(yōu)化教學(xué)方案，提高教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在算法設(shè)計環(huán)節(jié)存在困難，研究者與教師共同探討，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的順序和深度，增加實例講解和練習(xí)時間，觀察調(diào)整后的教學(xué)效果，不斷改進教學(xué)，以更好地促進學(xué)生計算思維的培養(yǎng)。本研究在教學(xué)模式和評價方式等方面具有顯著的創(chuàng)新之處。在教學(xué)模式上，突破傳統(tǒng)學(xué)科界限，將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和計算有機融合，以項目設(shè)計為驅(qū)動，讓學(xué)生在解決實際問題的過程中綜合運用多學(xué)科知識。這種跨學(xué)科融合的教學(xué)模式，不僅使學(xué)生的知識體系更加完整，還培養(yǎng)了他們的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。在“智能環(huán)保小屋”項目中，學(xué)生需要運用科學(xué)知識了解環(huán)保原理，用技術(shù)手段實現(xiàn)小屋的智能化控制，通過工程設(shè)計搭建小屋結(jié)構(gòu)，運用數(shù)學(xué)知識進行數(shù)據(jù)測量和分析，最后利用計算編程實現(xiàn)小屋的自動化運行，在這個過程中，學(xué)生的計算思維和綜合能力得到了全面鍛煉。在評價方式上，構(gòu)建了多元化的評價體系。不再僅僅以考試成績作為唯一評價標準，而是綜合考慮學(xué)生在項目中的表現(xiàn)、問題解決能力、團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新思維以及計算思維的發(fā)展等多個維度。采用過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的方式，注重對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的跟蹤和記錄。通過課堂觀察、學(xué)生作品分析、小組互評和教師評價等多種方式，全面、客觀地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和能力提升。在評價學(xué)生的“智能交通系統(tǒng)”項目時，不僅關(guān)注最終作品的完成度，還考察學(xué)生在項目過程中的創(chuàng)意提出、問題解決思路、團隊溝通協(xié)作以及對計算思維方法的運用等方面，使評價結(jié)果更能反映學(xué)生的真實水平和發(fā)展情況。二、核心概念剖析2.1計算思維解讀計算思維這一概念最早由美國卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)計算機科學(xué)系主任周以真教授于2006年提出，她將其定義為“運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學(xué)之廣度的一系列思維活動”。這一定義揭示了計算思維不僅僅局限于計算機領(lǐng)域，更是一種普適性的思維方式，貫穿于解決各類問題的過程中。從內(nèi)涵上看，計算思維本質(zhì)上是一種問題解決的思維過程。它強調(diào)運用計算機科學(xué)的核心思想和方法，如抽象、分解、算法設(shè)計、自動化等，對復(fù)雜問題進行分析和處理。當面對一個實際問題時，具備計算思維的人首先會將問題進行抽象，提取關(guān)鍵信息，忽略無關(guān)細節(jié)，從而將復(fù)雜問題簡化為易于理解和處理的形式。在解決“校園垃圾分類優(yōu)化”問題時，學(xué)生需要抽象出垃圾的類別、產(chǎn)生量、投放時間等關(guān)鍵因素，而暫時忽略垃圾的顏色、形狀等無關(guān)信息。接著，將抽象后的問題分解為若干個子問題，如設(shè)計垃圾分類投放點的布局、制定垃圾分類的標準和流程、建立垃圾回收的管理機制等。針對每個子問題，設(shè)計相應(yīng)的算法和解決方案，通過合理的步驟和順序來實現(xiàn)問題的解決。在設(shè)計垃圾分類投放點布局時，可以運用數(shù)學(xué)中的優(yōu)化算法，考慮校園的人流量、建筑分布等因素，確定最佳的投放點位置。最后，通過自動化手段，如利用智能垃圾桶的感應(yīng)系統(tǒng)、垃圾分類管理軟件等，提高問題解決的效率和準確性。計算思維包含多個關(guān)鍵要素，這些要素相互關(guān)聯(lián)，共同構(gòu)成了計算思維的核心內(nèi)容。分解是將復(fù)雜問題拆解為較小、更易管理的子問題的過程。在組織校園運動會時，學(xué)生可以將整個活動分解為賽事安排、場地布置、人員組織、后勤保障等多個子問題，分別進行策劃和解決。抽象是提取問題的關(guān)鍵特征，忽略無關(guān)細節(jié)，以更簡潔的方式理解問題。在設(shè)計一款校園活動宣傳海報時，學(xué)生需要抽象出活動的主題、時間、地點等關(guān)鍵信息，用醒目的圖形和文字進行展示，而不必過多關(guān)注海報的材質(zhì)、尺寸等細節(jié)。算法是解決問題的具體步驟和規(guī)則，它是計算思維的核心體現(xiàn)。在計算學(xué)生的學(xué)期成績時，教師可以設(shè)計一個算法，根據(jù)平時作業(yè)、課堂表現(xiàn)、考試成績等不同權(quán)重進行加權(quán)計算，得出最終成績。評估則是對解決方案的效果進行檢驗和分析，以便對方案進行優(yōu)化和改進。在實施校園節(jié)能減排措施后，通過統(tǒng)計用電量、用水量等數(shù)據(jù)，評估措施的實施效果，發(fā)現(xiàn)問題并及時調(diào)整。概括是將解決特定問題的方法推廣到更廣泛的情境中，實現(xiàn)知識和技能的遷移。在學(xué)會了用編程控制機器人行走后，學(xué)生可以將這一方法應(yīng)用到控制其他智能設(shè)備上，如智能小車、無人機等。對于小學(xué)生的發(fā)展而言，計算思維具有不可忽視的重要價值。它能夠有效提升小學(xué)生的邏輯思維能力。在計算思維培養(yǎng)過程中，小學(xué)生需要遵循嚴格的邏輯規(guī)則，對問題進行分析、推理和判斷。在解決數(shù)學(xué)應(yīng)用題時，學(xué)生需要運用邏輯思維，分析題目中的數(shù)量關(guān)系，確定解題思路，這一過程有助于鍛煉他們的邏輯思維能力。計算思維有助于增強小學(xué)生的問題解決能力。面對生活和學(xué)習(xí)中的各種問題，具備計算思維的小學(xué)生能夠運用所學(xué)的思維方法，迅速找到問題的關(guān)鍵所在，提出有效的解決方案。在解決校園中自行車停放混亂的問題時，學(xué)生可以運用計算思維，分析自行車的數(shù)量、停放空間、使用者的需求等因素，設(shè)計出合理的停放方案。計算思維還能夠激發(fā)小學(xué)生的創(chuàng)新思維。在運用計算思維解決問題的過程中，小學(xué)生需要不斷嘗試新的方法和思路，突破傳統(tǒng)思維的束縛，從而培養(yǎng)創(chuàng)新能力。在設(shè)計校園科技創(chuàng)新作品時，學(xué)生可以運用計算思維，結(jié)合科學(xué)、技術(shù)、工程等多學(xué)科知識，提出獨特的創(chuàng)意和設(shè)計方案。2.2STEM+C教學(xué)模式解析STEM+C教學(xué)模式是一種將科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）和計算（Computing）進行有機融合的創(chuàng)新教育模式。它打破了傳統(tǒng)學(xué)科之間的界限，強調(diào)在真實情境中，通過項目式學(xué)習(xí)、問題解決等方式，讓學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實踐能力和計算思維。在STEM+C教學(xué)模式中，跨學(xué)科融合是其核心特征?？茖W(xué)為學(xué)生提供了對自然世界的認識和理解，幫助學(xué)生掌握科學(xué)原理和規(guī)律。在設(shè)計一個智能氣象監(jiān)測站的項目中，學(xué)生需要運用科學(xué)知識，了解氣象要素如溫度、濕度、氣壓等的測量原理和影響因素。技術(shù)則為學(xué)生提供了實現(xiàn)項目目標的手段和工具，包括各種硬件設(shè)備和軟件程序。學(xué)生可以使用傳感器技術(shù)來采集氣象數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)分析軟件對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析。工程方面引導(dǎo)學(xué)生運用系統(tǒng)的方法和流程，進行項目的設(shè)計、開發(fā)和優(yōu)化。學(xué)生需要根據(jù)氣象監(jiān)測站的功能需求，設(shè)計合適的結(jié)構(gòu)和布局，選擇合適的材料和組件，確保監(jiān)測站能夠穩(wěn)定運行。數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科，為學(xué)生提供了量化分析和建模的工具。在氣象監(jiān)測站項目中，學(xué)生可以運用數(shù)學(xué)知識，對氣象數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，建立氣象模型，預(yù)測天氣變化趨勢。計算則貫穿于整個項目過程中，涉及算法設(shè)計、編程實現(xiàn)、數(shù)據(jù)處理等方面。學(xué)生通過編程，實現(xiàn)對氣象監(jiān)測站的自動化控制和數(shù)據(jù)傳輸，運用算法對數(shù)據(jù)進行篩選和分類，提高數(shù)據(jù)處理的效率和準確性。這種跨學(xué)科融合的特點，使得STEM+C教學(xué)模式在培養(yǎng)小學(xué)生計算思維方面具有獨特優(yōu)勢。它為計算思維的培養(yǎng)提供了豐富的實踐情境。小學(xué)生在參與STEM+C項目時，會遇到各種各樣的實際問題，這些問題需要他們運用計算思維進行分析和解決。在設(shè)計一個校園智能灌溉系統(tǒng)的項目中，學(xué)生需要將灌溉問題分解為多個子問題，如土壤濕度監(jiān)測、水量控制、灌溉時間設(shè)置等。針對每個子問題，他們需要進行抽象，提取關(guān)鍵信息，設(shè)計相應(yīng)的算法和解決方案。通過這樣的實踐過程，學(xué)生能夠?qū)⒂嬎闼季S的理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用能力，加深對計算思維的理解和掌握。STEM+C教學(xué)模式能夠激發(fā)小學(xué)生學(xué)習(xí)計算思維的興趣。傳統(tǒng)的單一學(xué)科教學(xué)往往較為枯燥，學(xué)生容易感到乏味。而STEM+C教學(xué)通過有趣的項目和活動，將計算思維與其他學(xué)科知識相結(jié)合，使學(xué)習(xí)變得更加生動有趣。在“小小機器人設(shè)計師”項目中，學(xué)生不僅可以學(xué)習(xí)到機器人的結(jié)構(gòu)和原理等科學(xué)知識，還能通過編程讓機器人完成各種任務(wù)，體驗到創(chuàng)造的樂趣。這種趣味性能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，促使他們主動探索計算思維的奧秘，提高學(xué)習(xí)效果。該模式還能促進小學(xué)生計算思維與其他能力的協(xié)同發(fā)展。在STEM+C教學(xué)中，學(xué)生需要與小組成員合作，共同完成項目任務(wù)。這就要求他們具備良好的團隊協(xié)作能力、溝通能力和問題解決能力。在項目實施過程中，學(xué)生可能會遇到各種困難和挑戰(zhàn)，需要運用計算思維和其他學(xué)科知識，共同探討解決方案。在這個過程中，計算思維與其他能力相互促進，共同提升。學(xué)生在運用計算思維解決問題的同時，也鍛煉了團隊協(xié)作和溝通能力，而團隊協(xié)作和溝通能力的提升，又有助于學(xué)生更好地運用計算思維，實現(xiàn)知識的融會貫通和能力的全面發(fā)展。2.3基于設(shè)計的學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)基于設(shè)計的學(xué)習(xí)（Design-BasedLearning，DBL）是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，它強調(diào)學(xué)生通過參與真實的設(shè)計項目，在實踐中學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識與技能。這種學(xué)習(xí)理論認為，學(xué)生在設(shè)計過程中，需要綜合運用多學(xué)科知識，解決實際問題，從而實現(xiàn)知識的深度理解和能力的全面提升。在設(shè)計一個環(huán)保主題的校園宣傳活動時，學(xué)生需要運用藝術(shù)知識設(shè)計宣傳海報，運用文字表達能力撰寫宣傳文案，運用組織協(xié)調(diào)能力安排活動流程，運用數(shù)學(xué)知識預(yù)算活動成本等。通過這樣的設(shè)計項目，學(xué)生不僅能夠掌握各學(xué)科知識，還能培養(yǎng)創(chuàng)新思維、實踐能力和問題解決能力。基于設(shè)計的學(xué)習(xí)通常包括以下幾個關(guān)鍵步驟。首先是問題提出與情境設(shè)定。教師通過創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，引發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。在“校園節(jié)水行動”項目中，教師可以展示學(xué)校水資源浪費的現(xiàn)狀和數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思考如何解決這一問題，從而引出設(shè)計校園節(jié)水方案的任務(wù)。接著是知識學(xué)習(xí)與資源收集。學(xué)生針對提出的問題，自主學(xué)習(xí)相關(guān)的知識和技能，收集解決問題所需的各種資源。在設(shè)計校園節(jié)水方案時，學(xué)生需要學(xué)習(xí)水資源保護的科學(xué)知識，了解節(jié)水設(shè)備的原理和使用方法，收集學(xué)校用水的相關(guān)數(shù)據(jù)等。然后是設(shè)計構(gòu)思與方案制定。學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識和收集的資源，進行設(shè)計構(gòu)思，制定多種解決方案，并對方案進行評估和選擇。在這一階段，學(xué)生可以運用頭腦風暴、思維導(dǎo)圖等方法，激發(fā)創(chuàng)意，提出不同的節(jié)水方案，如安裝智能節(jié)水龍頭、制定節(jié)水獎勵制度、開展節(jié)水宣傳活動等，并從可行性、成本、效果等方面對方案進行評估，選擇最優(yōu)方案。之后是方案實施與作品制作。學(xué)生按照選定的方案，進行實際操作，將設(shè)計方案轉(zhuǎn)化為具體的作品或成果。在校園節(jié)水行動中，學(xué)生可以組織團隊，分工合作，安裝節(jié)水設(shè)備，開展宣傳活動，實施節(jié)水獎勵制度等。最后是成果展示與反思評價。學(xué)生展示自己的作品和成果，接受教師和同學(xué)的評價，同時進行自我反思和總結(jié)。在成果展示環(huán)節(jié)，學(xué)生可以通過展示海報、演示文稿、實際操作等方式，向大家介紹校園節(jié)水方案的實施情況和效果。在反思評價過程中，學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)問題和不足，提出改進措施，為今后的學(xué)習(xí)和實踐提供參考。基于設(shè)計的學(xué)習(xí)與計算思維培養(yǎng)之間存在著緊密的內(nèi)在聯(lián)系。在基于設(shè)計的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要不斷運用計算思維的方法來解決問題。在設(shè)計項目中，學(xué)生首先要對復(fù)雜的問題進行分解，將其轉(zhuǎn)化為一系列可操作的子問題。在設(shè)計一個智能安防系統(tǒng)時，學(xué)生可以將問題分解為監(jiān)控設(shè)備的選擇與安裝、報警系統(tǒng)的設(shè)計、數(shù)據(jù)傳輸與存儲等子問題。然后，針對每個子問題進行抽象，提取關(guān)鍵信息，忽略無關(guān)細節(jié)。在選擇監(jiān)控設(shè)備時，學(xué)生需要抽象出監(jiān)控范圍、清晰度、夜視能力等關(guān)鍵因素，而不必過多關(guān)注設(shè)備的外觀和品牌。接著，設(shè)計算法和解決方案，通過合理的步驟和順序來實現(xiàn)問題的解決。在設(shè)計報警系統(tǒng)時，學(xué)生可以設(shè)計一個算法，根據(jù)傳感器檢測到的異常情況，觸發(fā)報警信號，并將報警信息及時發(fā)送給相關(guān)人員。在整個過程中，學(xué)生還需要不斷評估和優(yōu)化方案，根據(jù)實際情況進行調(diào)整和改進。在實施智能安防系統(tǒng)后，學(xué)生可以通過測試和反饋，評估系統(tǒng)的性能和效果，發(fā)現(xiàn)問題并及時優(yōu)化算法和設(shè)計?；谠O(shè)計的學(xué)習(xí)為計算思維的培養(yǎng)提供了豐富的實踐平臺。通過參與設(shè)計項目，學(xué)生能夠在真實情境中運用計算思維解決實際問題，加深對計算思維的理解和掌握。這種學(xué)習(xí)方式還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，使學(xué)生在計算思維培養(yǎng)的同時，實現(xiàn)綜合素質(zhì)的全面提升。三、教學(xué)實踐案例深度解析3.1“智能校園助手”項目設(shè)計與實施3.1.1項目目標設(shè)定“智能校園助手”項目旨在通過引導(dǎo)小學(xué)生設(shè)計并制作一個能夠輔助校園生活的智能程序或設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科知識的綜合運用能力和計算思維。在科學(xué)知識方面，學(xué)生需要了解傳感器、電路等基礎(chǔ)知識，以便實現(xiàn)校園助手的數(shù)據(jù)采集功能。在設(shè)計智能照明系統(tǒng)時，學(xué)生要運用科學(xué)知識，理解光線傳感器的工作原理，通過傳感器感知環(huán)境光線強度，從而自動控制燈光的開關(guān)和亮度。在技術(shù)應(yīng)用上，學(xué)生要掌握編程技術(shù)，運用編程實現(xiàn)校園助手的各種智能功能。運用Python編程，實現(xiàn)智能校園助手的語音交互功能，讓學(xué)生能夠通過語音指令查詢課程表、校園通知等信息。工程設(shè)計方面，學(xué)生需學(xué)會設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)，規(guī)劃校園助手的整體功能布局。從用戶需求出發(fā)，設(shè)計智能校園助手的界面和操作流程，確保其方便易用。數(shù)學(xué)知識在項目中也不可或缺，學(xué)生要用數(shù)學(xué)方法進行數(shù)據(jù)處理和分析。通過統(tǒng)計校園內(nèi)不同區(qū)域的人流量數(shù)據(jù)，運用數(shù)學(xué)中的統(tǒng)計分析方法，優(yōu)化智能校園助手的服務(wù)策略，如合理安排圖書館的座位預(yù)約時間、食堂的就餐高峰期引導(dǎo)等。在計算思維培養(yǎng)方面，項目致力于提升學(xué)生多方面的能力。問題分解能力是計算思維的基礎(chǔ)，學(xué)生需要將復(fù)雜的校園助手設(shè)計任務(wù)分解為多個可操作的子問題。將智能校園助手的設(shè)計分解為功能模塊設(shè)計、界面設(shè)計、數(shù)據(jù)存儲與管理等子問題，分別進行解決。算法設(shè)計能力是核心，學(xué)生要為每個子問題設(shè)計具體的算法。在設(shè)計智能考勤系統(tǒng)時，學(xué)生可以設(shè)計一個算法，通過人臉識別技術(shù)和時間比對，自動記錄學(xué)生的出勤情況。邏輯思維能力在整個項目中貫穿始終，學(xué)生需要運用邏輯思維對問題進行分析、推理和判斷。在解決智能校園助手的功能沖突問題時，學(xué)生要運用邏輯思維，分析沖突產(chǎn)生的原因，提出合理的解決方案。抽象思維能力同樣重要，學(xué)生需要從具體的校園生活場景中抽象出關(guān)鍵信息，構(gòu)建模型。從校園圖書館的借閱流程中，抽象出借閱規(guī)則、書籍管理、用戶信息等關(guān)鍵要素，構(gòu)建借閱管理模型，為智能校園助手的圖書借閱功能提供支持。3.1.2教學(xué)流程規(guī)劃項目以問題提出作為開端，教師通過展示校園生活中存在的實際問題，如學(xué)生經(jīng)常忘記課程安排、校園信息獲取不及時等，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用技術(shù)手段解決這些問題，從而引出設(shè)計“智能校園助手”的任務(wù)。學(xué)生在教師的啟發(fā)下，積極討論，提出自己對智能校園助手功能的設(shè)想，如課程提醒、校園資訊推送、校園設(shè)施查詢等。在知識學(xué)習(xí)階段，教師根據(jù)學(xué)生提出的需求，針對性地講解相關(guān)知識和技能。為實現(xiàn)課程提醒功能，教師會講解時間設(shè)置、任務(wù)提醒的編程方法；為實現(xiàn)校園資訊推送功能，教師會介紹網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取和信息傳輸?shù)脑?。學(xué)生通過課堂講解、在線學(xué)習(xí)資源、小組討論等方式，學(xué)習(xí)傳感器、編程、數(shù)據(jù)庫等多學(xué)科知識，并進行實踐操作，掌握基本的技能。在學(xué)習(xí)編程時，學(xué)生通過在線編程平臺，進行代碼編寫和調(diào)試，熟悉編程環(huán)境和語法規(guī)則。方案設(shè)計環(huán)節(jié)，學(xué)生以小組為單位，根據(jù)所學(xué)知識和對校園生活的理解，設(shè)計智能校園助手的方案。小組首先確定智能校園助手的整體架構(gòu)和功能模塊，繪制思維導(dǎo)圖和流程圖。在設(shè)計智能校園導(dǎo)航功能時，小組通過繪制流程圖，明確用戶輸入目的地、系統(tǒng)搜索路徑、生成導(dǎo)航路線的流程。然后，對每個功能模塊進行詳細設(shè)計，包括界面設(shè)計、算法設(shè)計等。在界面設(shè)計上，小組考慮用戶體驗，選擇簡潔明了的布局和圖標；在算法設(shè)計上，小組根據(jù)功能需求，設(shè)計優(yōu)化的搜索算法和路徑規(guī)劃算法。作品制作階段，學(xué)生按照設(shè)計方案，運用所學(xué)知識和技能，制作智能校園助手的原型。學(xué)生分工合作，一部分學(xué)生負責編寫代碼，實現(xiàn)功能；一部分學(xué)生負責測試和調(diào)試，確保程序的穩(wěn)定性和準確性。在編寫代碼過程中，學(xué)生不斷優(yōu)化代碼，提高程序的運行效率；在測試過程中，學(xué)生記錄問題，及時調(diào)整和改進。評價環(huán)節(jié)采用多元化的評價方式，包括教師評價、學(xué)生自評和互評。教師從功能實現(xiàn)、技術(shù)運用、創(chuàng)新性、團隊協(xié)作等方面對學(xué)生的作品進行評價，給出專業(yè)的意見和建議。在評價智能校園助手的創(chuàng)新性時，教師關(guān)注學(xué)生是否提出獨特的功能設(shè)想，是否運用新穎的技術(shù)方法。學(xué)生自評讓學(xué)生回顧自己在項目中的表現(xiàn)，總結(jié)經(jīng)驗和不足，促進自我反思和成長。學(xué)生互評則讓學(xué)生相互學(xué)習(xí)，從他人的作品中獲取靈感，同時提高評價能力和溝通能力。在互評過程中，學(xué)生對其他小組的智能校園助手進行測試和評價，提出改進建議。3.1.3學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)分析在問題解決方面，學(xué)生在項目中展現(xiàn)出顯著的進步。面對智能校園助手設(shè)計中的各種問題，學(xué)生能夠運用所學(xué)的計算思維方法，積極尋找解決方案。在實現(xiàn)智能校園助手的語音識別功能時，遇到識別準確率低的問題，學(xué)生首先對問題進行分解，分析可能導(dǎo)致問題的原因，如語音數(shù)據(jù)質(zhì)量、識別算法等。然后，通過查閱資料、請教教師和同學(xué)，嘗試不同的解決方法，如優(yōu)化語音數(shù)據(jù)采集環(huán)境、調(diào)整識別算法參數(shù)等。最終，成功提高了語音識別的準確率，解決了問題。團隊協(xié)作能力在項目中得到了充分鍛煉。學(xué)生以小組為單位開展項目，每個小組都有明確的分工，如組長負責組織協(xié)調(diào)、程序員負責代碼編寫、測試員負責功能測試等。在小組合作過程中，學(xué)生學(xué)會了傾聽他人的意見和建議，共同探討問題的解決方案。在設(shè)計智能校園助手的界面時，小組成員意見不一致，有的成員喜歡簡潔的風格，有的成員喜歡豐富的元素。通過小組討論，成員們充分表達自己的想法，最終綜合考慮用戶體驗和功能需求，達成了一致意見，設(shè)計出了滿意的界面。創(chuàng)新思維也在學(xué)生的作品中得到了充分體現(xiàn)。學(xué)生在完成基本功能的基礎(chǔ)上，積極探索創(chuàng)新功能。有的小組為智能校園助手增加了智能健康監(jiān)測功能，通過與智能手環(huán)等設(shè)備連接，實時監(jiān)測學(xué)生的運動數(shù)據(jù)、心率等健康信息，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析為學(xué)生提供健康建議。有的小組設(shè)計了智能校園社交功能，讓學(xué)生可以在校園助手中交流學(xué)習(xí)心得、分享校園生活趣事。這些創(chuàng)新功能不僅豐富了智能校園助手的應(yīng)用場景，也展示了學(xué)生的創(chuàng)新能力和對校園生活的獨特理解。通過對學(xué)生在“智能校園助手”項目中的學(xué)習(xí)表現(xiàn)分析，可以看出基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)模式能夠有效地促進學(xué)生多學(xué)科知識的融合和計算思維能力的提升。3.2“環(huán)保小衛(wèi)士之智能垃圾分類系統(tǒng)”案例探究3.2.1項目背景與問題驅(qū)動隨著環(huán)境問題日益受到關(guān)注，垃圾分類已成為社會可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。在小學(xué)教育中，以垃圾分類為背景開展教學(xué)項目，能夠讓學(xué)生切實感受到環(huán)境保護的緊迫性和重要性，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維。在項目啟動階段，教師通過展示環(huán)境污染的圖片、視頻以及垃圾分類的相關(guān)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生直觀了解垃圾分類對環(huán)境保護的重要意義。展示一些垃圾填埋場占用大量土地、垃圾焚燒產(chǎn)生有害氣體的圖片，以及城市垃圾分類后資源回收利用率提升的數(shù)據(jù)，引發(fā)學(xué)生對垃圾分類問題的關(guān)注和思考。接著，提出一系列具有啟發(fā)性的問題，如“如何讓垃圾分類變得更高效便捷？”“能否利用科技手段實現(xiàn)智能垃圾分類？”這些問題激發(fā)了學(xué)生的好奇心和探索欲望，促使他們主動思考解決方案。學(xué)生們開始討論各種可能的方法，有的學(xué)生提出可以設(shè)計一種能夠自動識別垃圾類別的垃圾桶，有的學(xué)生則想到利用手機應(yīng)用程序來輔助垃圾分類。問題驅(qū)動的方式不僅讓學(xué)生明確了項目的目標和方向，還培養(yǎng)了他們發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力。在思考和討論問題的過程中，學(xué)生們的思維被充分激活，創(chuàng)新思維的火花不斷閃現(xiàn)。他們不再局限于傳統(tǒng)的垃圾分類方式，而是嘗試從不同角度提出新穎的想法和解決方案。有學(xué)生提出利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將垃圾桶與居民的手機連接，實時提醒居民進行垃圾分類；還有學(xué)生設(shè)想開發(fā)一種智能機器人，能夠在社區(qū)中自動巡邏，對垃圾進行分類收集。這些創(chuàng)新思維的產(chǎn)生，為后續(xù)項目的開展奠定了良好的基礎(chǔ)。3.2.2跨學(xué)科知識融合運用“環(huán)保小衛(wèi)士之智能垃圾分類系統(tǒng)”項目涉及科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和計算機等多學(xué)科知識，通過巧妙的融合，為學(xué)生提供了一個綜合性的學(xué)習(xí)平臺。在科學(xué)知識方面，學(xué)生需要了解垃圾的成分、分類標準以及不同垃圾對環(huán)境的影響。通過實驗和觀察，學(xué)生們認識到有機垃圾可以通過堆肥處理轉(zhuǎn)化為有機肥料，而有害垃圾如電池、過期藥品等則含有重金屬和有害物質(zhì)，若隨意丟棄會對土壤和水源造成污染。這些科學(xué)知識的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生明白垃圾分類的科學(xué)原理，為項目的設(shè)計提供了理論依據(jù)。技術(shù)層面上，學(xué)生運用電子技術(shù)、傳感器技術(shù)等實現(xiàn)垃圾分類系統(tǒng)的智能化。利用紅外傳感器檢測垃圾桶內(nèi)垃圾的滿溢情況，當垃圾即將裝滿時，自動發(fā)送信號通知環(huán)衛(wèi)工人清理；運用圖像識別技術(shù)，通過攝像頭對垃圾進行拍照識別，判斷垃圾的類別，并控制垃圾桶的相應(yīng)開口打開。這些技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了垃圾分類的效率，也讓學(xué)生親身體驗到科技在解決實際問題中的強大力量。工程設(shè)計貫穿于整個項目過程。學(xué)生們需要設(shè)計垃圾分類系統(tǒng)的整體架構(gòu)，包括垃圾桶的造型、布局以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。考慮到垃圾桶的使用場景和用戶需求，學(xué)生們設(shè)計出了便于投放、易于清理且具有美觀性的垃圾桶。在設(shè)計過程中，學(xué)生們還運用工程思維，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性進行評估和優(yōu)化，確保垃圾分類系統(tǒng)能夠正常運行。數(shù)學(xué)知識在項目中也發(fā)揮了重要作用。學(xué)生通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，了解社區(qū)垃圾的產(chǎn)生量、各類垃圾的比例等信息。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，合理規(guī)劃垃圾桶的數(shù)量和分布，以及垃圾清理的頻率。在計算垃圾處理成本時，學(xué)生們運用數(shù)學(xué)公式，綜合考慮運輸費用、處理費用等因素，制定出經(jīng)濟合理的垃圾處理方案。計算機知識是實現(xiàn)智能垃圾分類系統(tǒng)的核心。學(xué)生們通過編程，實現(xiàn)對傳感器數(shù)據(jù)的采集、處理和分析，以及對垃圾桶的控制。運用Python語言編寫程序，實現(xiàn)圖像識別算法，讓垃圾分類系統(tǒng)能夠準確識別垃圾類別；通過編寫控制程序，實現(xiàn)垃圾桶的自動化操作，如自動開關(guān)蓋、自動壓縮垃圾等。通過這個項目，學(xué)生們在解決實際問題的過程中，將不同學(xué)科的知識有機融合，形成了一個完整的知識體系。這種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式，不僅加深了學(xué)生對各學(xué)科知識的理解和掌握，還培養(yǎng)了他們的綜合運用能力和創(chuàng)新思維。3.2.3計算思維培養(yǎng)成效評估在“環(huán)保小衛(wèi)士之智能垃圾分類系統(tǒng)”項目中，學(xué)生的計算思維能力得到了顯著提升，通過多種方式對學(xué)生在項目中的計算思維培養(yǎng)成效進行評估。在問題分解方面，學(xué)生能夠?qū)?fù)雜的智能垃圾分類系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)分解為多個明確的子問題。將系統(tǒng)分解為垃圾識別模塊、分類投放模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、智能控制模塊等。每個子問題都具有清晰的目標和任務(wù)，學(xué)生能夠針對不同的子問題進行深入分析和研究。在垃圾識別模塊的設(shè)計中，學(xué)生進一步將問題分解為圖像采集、特征提取、分類算法選擇等更小的問題，逐步解決，最終實現(xiàn)垃圾的準確識別。通過對學(xué)生問題分解過程的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生能夠有條理地將復(fù)雜問題進行拆解，并且能夠理解各個子問題之間的關(guān)系，這表明學(xué)生的問題分解能力得到了有效鍛煉。算法設(shè)計是計算思維的核心環(huán)節(jié)。在項目中，學(xué)生為實現(xiàn)垃圾分類系統(tǒng)的各項功能，設(shè)計了多種算法。在垃圾識別算法中，學(xué)生嘗試運用不同的機器學(xué)習(xí)算法，如支持向量機、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，并對算法進行優(yōu)化和調(diào)整，以提高識別準確率。在智能控制算法中，學(xué)生設(shè)計了根據(jù)垃圾滿溢情況自動控制垃圾桶清理的算法，以及根據(jù)不同時間段垃圾產(chǎn)生量自動調(diào)整垃圾桶開口時間的算法。通過對學(xué)生算法設(shè)計過程和結(jié)果的評估，發(fā)現(xiàn)學(xué)生能夠根據(jù)問題的需求，選擇合適的算法，并能夠?qū)λ惴ㄟM行創(chuàng)新和改進，這體現(xiàn)了學(xué)生算法設(shè)計能力的提升。邏輯思維在整個項目中貫穿始終。學(xué)生在分析問題、設(shè)計方案和解決問題的過程中，需要運用邏輯思維進行推理和判斷。在設(shè)計垃圾分類系統(tǒng)的布局時，學(xué)生需要考慮垃圾桶的擺放位置、人流走向、垃圾運輸路線等因素，通過邏輯推理，制定出合理的布局方案。在解決系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的問題時，學(xué)生能夠運用邏輯思維，分析問題產(chǎn)生的原因，提出解決方案，并進行驗證。在系統(tǒng)測試中，發(fā)現(xiàn)垃圾識別準確率不高，學(xué)生通過邏輯分析，排查可能的原因，如攝像頭角度不合適、圖像數(shù)據(jù)質(zhì)量不佳、算法參數(shù)設(shè)置不合理等，逐一進行調(diào)整和優(yōu)化，最終解決了問題。通過對學(xué)生解決問題過程的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的邏輯思維能力得到了明顯提高，能夠更加嚴謹?shù)厮伎紗栴}，解決問題的效率也得到了提升。抽象思維能力在項目中也得到了很好的培養(yǎng)。學(xué)生需要從具體的垃圾分類場景中抽象出關(guān)鍵信息，構(gòu)建模型。在設(shè)計垃圾識別模塊時，學(xué)生從各種垃圾的外觀、材質(zhì)等具體特征中，抽象出能夠代表垃圾類別的關(guān)鍵特征，如顏色、形狀、紋理等，并將這些特征轉(zhuǎn)化為計算機能夠處理的數(shù)據(jù)。在構(gòu)建智能垃圾分類系統(tǒng)的模型時，學(xué)生忽略了一些無關(guān)細節(jié)，如垃圾桶的顏色、材質(zhì)等，而關(guān)注系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)和運行流程等關(guān)鍵要素。通過對學(xué)生抽象思維過程的評估，發(fā)現(xiàn)學(xué)生能夠準確地提取關(guān)鍵信息，構(gòu)建合理的模型，這表明學(xué)生的抽象思維能力得到了有效的鍛煉。通過對學(xué)生在“環(huán)保小衛(wèi)士之智能垃圾分類系統(tǒng)”項目中計算思維各方面能力的評估，可以看出基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)模式在培養(yǎng)小學(xué)生計算思維方面取得了顯著成效。這種教學(xué)模式通過真實的項目實踐，讓學(xué)生在解決實際問題的過程中，不斷鍛煉和提升計算思維能力，為學(xué)生的未來發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。四、教學(xué)效果的多維度評估4.1評估指標體系構(gòu)建為全面、準確地評估基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)對小學(xué)生計算思維培養(yǎng)的效果，構(gòu)建了一套多維度的評估指標體系，涵蓋計算思維能力、學(xué)科知識掌握、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力等關(guān)鍵方面。在計算思維能力維度，問題分解能力是重要評估指標之一。通過觀察學(xué)生在面對復(fù)雜問題時，能否有條理地將其拆解為多個子問題，并清晰地闡述子問題之間的邏輯關(guān)系來進行評估。在“校園運動會組織”項目中，看學(xué)生是否能將運動會的籌備工作分解為賽程安排、場地布置、人員組織、物資采購等子問題。算法設(shè)計能力也至關(guān)重要，考察學(xué)生針對具體問題設(shè)計合理算法的能力，包括算法的正確性、效率和創(chuàng)新性。在設(shè)計校園圖書管理系統(tǒng)時，評估學(xué)生設(shè)計的圖書檢索算法是否高效，能否快速準確地找到所需圖書。邏輯思維能力的評估則貫穿于學(xué)生解決問題的全過程，關(guān)注學(xué)生在分析問題、推理判斷和得出結(jié)論時的邏輯性和嚴謹性。在解決數(shù)學(xué)應(yīng)用題時，看學(xué)生能否運用邏輯思維，正確分析題目中的數(shù)量關(guān)系，選擇合適的解題方法。抽象思維能力主要評估學(xué)生從具體問題中提取關(guān)鍵信息，建立抽象模型的能力。在設(shè)計智能機器人時，看學(xué)生能否抽象出機器人的功能需求、動作流程等關(guān)鍵要素，構(gòu)建機器人的控制模型。學(xué)科知識掌握維度，涵蓋科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和計算機等多學(xué)科知識。科學(xué)知識方面，考查學(xué)生對科學(xué)原理、概念的理解和應(yīng)用能力。在學(xué)習(xí)電路知識后，學(xué)生能否運用所學(xué)原理，設(shè)計并搭建簡單的電路。技術(shù)知識重點評估學(xué)生對各類技術(shù)工具和手段的掌握程度，如是否能熟練使用編程軟件進行程序設(shè)計。在學(xué)習(xí)Scratch編程后，學(xué)生能否運用該軟件實現(xiàn)簡單的動畫效果或游戲功能。工程知識考查學(xué)生對工程設(shè)計流程、方法的掌握，以及在實際項目中運用工程思維解決問題的能力。在設(shè)計橋梁模型時，學(xué)生能否根據(jù)橋梁的功能需求，選擇合適的材料和結(jié)構(gòu)，進行合理的設(shè)計和搭建。數(shù)學(xué)知識主要評估學(xué)生對數(shù)學(xué)概念、公式的理解和運用能力，以及運用數(shù)學(xué)方法進行數(shù)據(jù)處理和分析的能力。在統(tǒng)計校園內(nèi)不同年級學(xué)生的人數(shù)分布時，學(xué)生能否運用數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法，準確地進行數(shù)據(jù)收集、整理和分析。計算機知識則關(guān)注學(xué)生對計算機編程、算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面的掌握和應(yīng)用能力。在學(xué)習(xí)Python編程后，學(xué)生能否運用所學(xué)知識，編寫程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的排序、查找等功能。創(chuàng)新能力維度，創(chuàng)意提出是重要的評估點，觀察學(xué)生在項目中是否能提出新穎、獨特的想法和解決方案。在設(shè)計校園環(huán)保活動時，看學(xué)生是否能提出不同于傳統(tǒng)的環(huán)保宣傳方式或垃圾處理方法。解決方案創(chuàng)新性評估學(xué)生提出的解決方案是否具有創(chuàng)新性，是否突破傳統(tǒng)思維的束縛。在解決校園交通擁堵問題時，學(xué)生提出利用智能交通系統(tǒng)進行車輛引導(dǎo)和管理的方案，若該方案具有創(chuàng)新性，且在實際應(yīng)用中取得良好效果，則可體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力。作品新穎性則主要針對學(xué)生的項目作品，評估其在功能、設(shè)計、表現(xiàn)形式等方面是否具有新穎之處。在制作校園文化宣傳海報時，學(xué)生運用獨特的設(shè)計風格和表現(xiàn)手法，使海報具有新穎的視覺效果，展現(xiàn)出創(chuàng)新能力。團隊協(xié)作能力維度，團隊溝通能力評估學(xué)生在團隊中的溝通交流能力，包括是否能清晰表達自己的觀點，傾聽他人意見，以及與團隊成員進行有效的信息共享。在小組討論中，觀察學(xué)生是否能積極參與討論，準確表達自己的想法，并尊重他人的意見。任務(wù)分工合理性考查團隊在項目實施過程中任務(wù)分工是否合理，是否充分發(fā)揮每個成員的優(yōu)勢。在“校園文化節(jié)策劃”項目中，看團隊是否能根據(jù)成員的特長和興趣，合理分配策劃、組織、宣傳等任務(wù)。合作解決問題能力關(guān)注團隊在面對問題和困難時，能否共同協(xié)作，發(fā)揮團隊智慧，提出解決方案。在項目實施過程中遇到技術(shù)難題時，團隊成員能否共同探討，通過查閱資料、請教老師等方式，合作解決問題。通過構(gòu)建這樣一套全面的評估指標體系，可以從多個角度對基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)效果進行客觀、準確的評估，為教學(xué)改進和學(xué)生發(fā)展提供有力依據(jù)。4.2數(shù)據(jù)收集與分析方法為確保評估的科學(xué)性和有效性，采用了多種數(shù)據(jù)收集方法，從不同角度獲取學(xué)生在基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)中的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和能力發(fā)展情況。在教學(xué)實踐前后，分別對學(xué)生進行計算思維能力測試。測試內(nèi)容涵蓋問題分解、算法設(shè)計、邏輯推理和抽象思維等方面。通過設(shè)置一系列具有代表性的問題，如“設(shè)計一個校園圖書管理系統(tǒng)，如何對圖書進行分類、檢索和借閱管理？”要求學(xué)生運用計算思維方法進行分析和解答。在問題分解部分，觀察學(xué)生能否將圖書管理系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)合理分解為圖書信息錄入、分類規(guī)則制定、檢索算法設(shè)計、借閱流程設(shè)計等子問題；在算法設(shè)計環(huán)節(jié)，評估學(xué)生設(shè)計的圖書檢索算法和借閱管理算法的正確性和效率；邏輯推理部分，考查學(xué)生在解決問題過程中的推理過程是否嚴謹，能否根據(jù)已知條件得出合理結(jié)論；抽象思維部分，看學(xué)生能否從具體的圖書管理場景中抽象出關(guān)鍵要素，建立合理的模型。通過對測試結(jié)果的量化分析，對比教學(xué)前后學(xué)生在各維度上的得分變化，評估學(xué)生計算思維能力的提升情況。對學(xué)生在基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)項目中完成的作品進行深入分析。以“智能校園助手”項目為例，從功能實現(xiàn)、創(chuàng)新性、技術(shù)應(yīng)用和用戶體驗等方面對學(xué)生作品進行評估。在功能實現(xiàn)方面，檢查學(xué)生是否完成了智能校園助手的各項預(yù)設(shè)功能，如課程提醒、校園資訊推送、校園設(shè)施查詢等，以及功能的準確性和穩(wěn)定性；創(chuàng)新性方面，評估學(xué)生是否提出了獨特的功能設(shè)想或改進方案，如增加智能健康監(jiān)測功能、智能校園社交功能等；技術(shù)應(yīng)用方面，考查學(xué)生在作品中對傳感器、編程、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)的運用是否熟練，是否能夠合理選擇和應(yīng)用技術(shù)實現(xiàn)項目目標；用戶體驗方面，通過調(diào)查其他同學(xué)對智能校園助手的使用感受，評估作品的界面設(shè)計是否友好、操作是否便捷。通過對作品的質(zhì)性分析，全面了解學(xué)生在項目中運用計算思維和多學(xué)科知識的能力。設(shè)計專門的問卷調(diào)查，了解學(xué)生對基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)的態(tài)度、興趣和自我感知的能力提升情況。問卷內(nèi)容包括對教學(xué)內(nèi)容的興趣度、對跨學(xué)科學(xué)習(xí)的感受、在項目中計算思維能力的發(fā)展以及對教學(xué)效果的滿意度等方面。問題設(shè)置如“你對基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)項目是否感興趣？”“通過參與項目，你覺得自己的計算思維能力有哪些提升？”“你認為這種教學(xué)方式對你學(xué)習(xí)其他學(xué)科有幫助嗎？”通過對問卷數(shù)據(jù)的量化分析，了解學(xué)生對教學(xué)的反饋和看法，為教學(xué)改進提供依據(jù)。選取部分學(xué)生、教師和家長進行訪談。對學(xué)生的訪談主要圍繞他們在項目中的學(xué)習(xí)體驗、遇到的困難以及解決問題的過程。詢問學(xué)生在“環(huán)保小衛(wèi)士之智能垃圾分類系統(tǒng)”項目中，如何將垃圾分類問題轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計任務(wù)，在設(shè)計過程中遇到了哪些技術(shù)難題，是如何解決的。與教師的訪談重點了解教學(xué)過程中的實施情況、遇到的問題以及對學(xué)生表現(xiàn)的評價。詢問教師在教學(xué)過程中，如何引導(dǎo)學(xué)生運用計算思維解決問題，學(xué)生在哪些方面表現(xiàn)出了進步，哪些方面還存在不足。與家長的訪談則關(guān)注他們對孩子參與基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)的支持程度和對孩子學(xué)習(xí)變化的觀察。詢問家長是否了解孩子在項目中的學(xué)習(xí)內(nèi)容，是否看到孩子在思維能力、學(xué)習(xí)興趣等方面的變化。通過對訪談內(nèi)容的質(zhì)性分析，深入挖掘教學(xué)過程中的細節(jié)和問題，為研究提供更豐富的信息。4.3教學(xué)效果呈現(xiàn)與討論通過對各項數(shù)據(jù)的深入分析，基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)在培養(yǎng)小學(xué)生計算思維方面取得了顯著成效。計算思維能力測試結(jié)果顯示，教學(xué)后學(xué)生在問題分解、算法設(shè)計、邏輯思維和抽象思維等維度的平均得分均有明顯提升。問題分解維度，教學(xué)前學(xué)生平均得分為[X]分，教學(xué)后提升至[X]分，這表明學(xué)生能夠更有條理地將復(fù)雜問題拆解為子問題，分析問題的能力得到增強。在算法設(shè)計維度，教學(xué)后學(xué)生設(shè)計的算法在正確性、效率和創(chuàng)新性方面都有顯著進步，平均得分從教學(xué)前的[X]分提高到[X]分。邏輯思維和抽象思維維度同樣表現(xiàn)出良好的提升趨勢，學(xué)生在解決問題時的邏輯性和抽象能力得到了有效鍛煉。從學(xué)生作品分析來看，學(xué)生在項目中展現(xiàn)出了較強的計算思維應(yīng)用能力。在“智能校園助手”項目中，學(xué)生設(shè)計的作品不僅實現(xiàn)了基本功能，還在功能拓展和用戶體驗方面表現(xiàn)出色。有的小組為智能校園助手增加了個性化定制功能，用戶可以根據(jù)自己的需求設(shè)置提醒方式、界面風格等，這體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和對用戶需求的深入理解。在作品中，學(xué)生對算法的運用更加熟練，能夠根據(jù)實際問題選擇合適的算法，并對算法進行優(yōu)化。在實現(xiàn)校園導(dǎo)航功能時，學(xué)生運用最短路徑算法，為用戶提供最優(yōu)的導(dǎo)航路線，提高了導(dǎo)航的效率和準確性。問卷調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生對基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)表現(xiàn)出了濃厚的興趣。超過[X]%的學(xué)生表示非常喜歡這種教學(xué)方式，認為它使學(xué)習(xí)變得更加有趣和富有挑戰(zhàn)性。在對計算思維能力提升的自我感知方面，約[X]%的學(xué)生認為自己在問題解決、邏輯思維和創(chuàng)新能力等方面有了明顯的進步。學(xué)生還反饋，通過參與項目，他們學(xué)會了如何將多學(xué)科知識融合應(yīng)用，提高了綜合學(xué)習(xí)能力。許多學(xué)生表示，在項目中他們不僅學(xué)到了科學(xué)、技術(shù)等知識，還學(xué)會了如何運用數(shù)學(xué)方法解決實際問題，以及如何通過編程實現(xiàn)自己的創(chuàng)意。訪談結(jié)果進一步驗證了教學(xué)效果。學(xué)生在訪談中分享了自己在項目中的成長和收獲，他們表示在解決問題的過程中，學(xué)會了運用計算思維方法進行分析和思考，遇到困難時能夠積極尋找解決辦法。在“環(huán)保小衛(wèi)士之智能垃圾分類系統(tǒng)”項目中，學(xué)生遇到了垃圾識別準確率不高的問題，通過小組討論和查閱資料，他們嘗試了不同的算法和數(shù)據(jù)處理方法，最終提高了識別準確率。教師在訪談中也對學(xué)生的表現(xiàn)給予了高度評價，認為學(xué)生在計算思維能力和綜合素養(yǎng)方面都有了顯著提升。教師還指出，基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊協(xié)作精神和創(chuàng)新能力。家長們則反饋，孩子在參與教學(xué)活動后，學(xué)習(xí)興趣更加濃厚，思維更加活躍，能夠主動思考和解決生活中的問題。然而，基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)在實施過程中也存在一些不足之處。在教學(xué)資源方面，部分學(xué)校存在教學(xué)設(shè)備不足、軟件資源有限的情況，這在一定程度上限制了教學(xué)的開展。在“智能校園助手”項目中，由于學(xué)校的傳感器數(shù)量有限，學(xué)生無法充分進行數(shù)據(jù)采集和實驗，影響了項目的進展和效果。在教學(xué)時間安排上，由于項目式學(xué)習(xí)需要學(xué)生進行大量的實踐操作和討論交流，教學(xué)時間相對緊張，導(dǎo)致部分學(xué)生無法充分完成項目任務(wù)。在“環(huán)保小衛(wèi)士之智能垃圾分類系統(tǒng)”項目中，由于時間有限，一些小組未能對設(shè)計方案進行充分的優(yōu)化和完善。在教師專業(yè)素養(yǎng)方面，部分教師對跨學(xué)科教學(xué)的理解和掌握程度還有待提高，在引導(dǎo)學(xué)生進行計算思維培養(yǎng)時，有時難以提供全面、深入的指導(dǎo)。在項目實施過程中，教師在跨學(xué)科知識的融合和應(yīng)用方面存在一定困難，無法及時解答學(xué)生提出的一些跨學(xué)科問題。針對這些問題，需要進一步加強教學(xué)資源建設(shè)，合理規(guī)劃教學(xué)時間，提高教師的專業(yè)素養(yǎng)，以更好地促進基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)的實施和發(fā)展。五、教學(xué)實施的關(guān)鍵策略與建議5.1教學(xué)資源整合與利用在基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)中，教學(xué)資源的整合與利用是確保教學(xué)質(zhì)量和效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。合理整合教材、網(wǎng)絡(luò)和社區(qū)資源，能夠為教學(xué)提供豐富的素材和支持，滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求，促進學(xué)生計算思維的培養(yǎng)。教材資源是教學(xué)的基礎(chǔ)，然而傳統(tǒng)教材往往以單一學(xué)科知識為體系進行編排，難以滿足基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)跨學(xué)科融合的需求。因此，教師需要對教材資源進行深度挖掘和整合。在科學(xué)教材中，關(guān)于電路原理的內(nèi)容可以與技術(shù)領(lǐng)域的編程知識、工程領(lǐng)域的電路設(shè)計相結(jié)合。教師可以引導(dǎo)學(xué)生運用編程技術(shù)控制電路的開關(guān)和電流大小，設(shè)計并搭建具有特定功能的電路系統(tǒng)，如智能燈光控制系統(tǒng)。在這個過程中，學(xué)生不僅能夠掌握科學(xué)教材中的電路知識，還能將其與其他學(xué)科知識融合應(yīng)用，提高計算思維和實踐能力。教師還可以根據(jù)教學(xué)項目的需求，對教材內(nèi)容進行拓展和延伸。在數(shù)學(xué)教材中，關(guān)于圖形面積計算的內(nèi)容，教師可以結(jié)合工程設(shè)計項目，讓學(xué)生計算建筑場地的面積、材料用量等。通過這樣的拓展，學(xué)生能夠?qū)?shù)學(xué)知識應(yīng)用到實際工程問題中，增強對知識的理解和運用能力。網(wǎng)絡(luò)資源具有豐富性、及時性和多樣性的特點，為基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)提供了廣闊的資源空間。教師可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺獲取大量的教學(xué)案例、教學(xué)視頻、在線課程等資源。在教授編程知識時，教師可以推薦學(xué)生觀看在線編程課程，如網(wǎng)易云課堂、慕課網(wǎng)等平臺上的相關(guān)課程，這些課程通常由專業(yè)的編程教師授課，講解詳細，案例豐富，能夠幫助學(xué)生更好地掌握編程技能。網(wǎng)絡(luò)上還有許多開源的項目代碼和數(shù)據(jù)集，教師可以引導(dǎo)學(xué)生下載和分析這些資源，學(xué)習(xí)他人的編程思路和方法，拓寬學(xué)生的視野。教師還可以利用網(wǎng)絡(luò)社交平臺，如微信公眾號、知乎等，關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域的專家和學(xué)者，獲取最新的研究成果和行業(yè)動態(tài)。將這些信息引入教學(xué)中，能夠讓學(xué)生了解學(xué)科前沿，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維。在“智能環(huán)保小屋”項目中，教師可以通過關(guān)注環(huán)保領(lǐng)域的微信公眾號，獲取最新的環(huán)保技術(shù)和理念，引導(dǎo)學(xué)生將其應(yīng)用到項目設(shè)計中。社區(qū)資源是教學(xué)的重要補充，能夠為學(xué)生提供真實的實踐場景和學(xué)習(xí)機會。學(xué)校可以與當?shù)氐目萍拣^、博物館、科研機構(gòu)等建立合作關(guān)系，組織學(xué)生參觀學(xué)習(xí)。在科技館中，學(xué)生可以親身體驗各種科技展品，了解科學(xué)原理和技術(shù)應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)技術(shù)的興趣。學(xué)生可以參觀機器人展區(qū)，了解機器人的結(jié)構(gòu)和工作原理，學(xué)習(xí)編程控制機器人的方法，為“智能校園助手”項目中的機器人設(shè)計提供靈感。學(xué)校還可以邀請社區(qū)中的專業(yè)人士，如工程師、科學(xué)家、技術(shù)人員等，走進課堂，為學(xué)生進行講座和指導(dǎo)。在“環(huán)保小衛(wèi)士之智能垃圾分類系統(tǒng)”項目中，邀請環(huán)保工程師為學(xué)生講解垃圾分類的最新技術(shù)和方法，指導(dǎo)學(xué)生進行項目設(shè)計和實施，能夠提高學(xué)生的項目質(zhì)量和實踐能力。學(xué)校還可以組織學(xué)生參與社區(qū)服務(wù)活動，如垃圾分類宣傳、環(huán)保志愿者活動等，讓學(xué)生在實踐中運用所學(xué)知識，培養(yǎng)社會責任感和團隊協(xié)作能力。5.2教師角色定位與專業(yè)發(fā)展在基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)中，教師扮演著多重關(guān)鍵角色，對教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗有著深遠影響。教師是教學(xué)活動的引導(dǎo)者，在項目式學(xué)習(xí)中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并幫助學(xué)生明確解決問題的方向。在“智能校園助手”項目中，教師通過展示校園生活中的實際問題，如學(xué)生經(jīng)常忘記課程安排、校園信息獲取不及時等，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用技術(shù)手段解決這些問題，從而引出項目主題。在學(xué)生設(shè)計和實施項目的過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生運用多學(xué)科知識和計算思維方法，分析問題、設(shè)計解決方案，并對方案進行評估和優(yōu)化。當學(xué)生在設(shè)計智能校園助手的課程提醒功能時遇到困難，教師可以引導(dǎo)學(xué)生運用編程知識，設(shè)計合理的算法，實現(xiàn)課程提醒的自動化。教師還是教學(xué)活動的組織者，負責合理安排教學(xué)時間和資源，確保教學(xué)活動的順利進行。教師要根據(jù)項目的需求，組織學(xué)生進行分組，明確每個小組的任務(wù)和職責。在“環(huán)保小衛(wèi)士之智能垃圾分類系統(tǒng)”項目中，教師可以根據(jù)學(xué)生的興趣和特長，將學(xué)生分為設(shè)計組、編程組、測試組等，每個小組負責不同的任務(wù)，共同完成項目。教師還要協(xié)調(diào)教學(xué)資源，為學(xué)生提供必要的材料、設(shè)備和技術(shù)支持。在項目實施過程中，教師要組織學(xué)生進行階段性的匯報和交流，促進學(xué)生之間的學(xué)習(xí)和合作。教師更是學(xué)生學(xué)習(xí)的促進者，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和成長，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神。教師要鼓勵學(xué)生積極參與項目，發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，提出獨特的想法和解決方案。在項目實施過程中，教師要及時給予學(xué)生反饋和評價，肯定學(xué)生的努力和成果，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和不足，引導(dǎo)學(xué)生不斷改進和提高。在學(xué)生完成智能校園助手的設(shè)計后，教師可以組織學(xué)生進行展示和分享，讓學(xué)生體驗到成功的喜悅，同時也可以讓其他學(xué)生從中學(xué)到不同的思路和方法。為了更好地適應(yīng)基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)的要求，教師需要不斷提升自身的專業(yè)素養(yǎng)。教師要加強跨學(xué)科知識的學(xué)習(xí)，拓寬自己的知識領(lǐng)域。參加跨學(xué)科的培訓(xùn)課程、研討會，閱讀相關(guān)的學(xué)術(shù)文獻和書籍，了解科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和計算機等學(xué)科的前沿知識和發(fā)展動態(tài)。教師要學(xué)習(xí)如何將不同學(xué)科的知識有機融合，運用到教學(xué)實踐中。在“智能環(huán)保小屋”項目中，教師要將科學(xué)中的環(huán)保知識、技術(shù)中的傳感器應(yīng)用、工程中的小屋設(shè)計、數(shù)學(xué)中的數(shù)據(jù)分析和計算機中的編程知識融合起來，引導(dǎo)學(xué)生綜合運用這些知識，設(shè)計和制作智能環(huán)保小屋。教師還需要提升自己的教學(xué)能力，掌握基于設(shè)計的學(xué)習(xí)、項目式學(xué)習(xí)等教學(xué)方法和策略。參加教學(xué)技能培訓(xùn)，學(xué)習(xí)如何設(shè)計項目、引導(dǎo)學(xué)生進行探究式學(xué)習(xí)、組織小組合作等。教師要注重培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，能夠設(shè)計出富有挑戰(zhàn)性和趣味性的教學(xué)項目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維。在教學(xué)過程中，教師要不斷反思和總結(jié)自己的教學(xué)經(jīng)驗，改進教學(xué)方法和策略，提高教學(xué)質(zhì)量。教師要積極參與教學(xué)研究，探索基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)的規(guī)律和方法，為教學(xué)實踐提供理論支持。參與教育科研項目，撰寫教學(xué)論文和案例，與同行進行交流和分享。通過教學(xué)研究，教師可以不斷提升自己的專業(yè)水平，為學(xué)生提供更好的教育服務(wù)。5.3教學(xué)過程中的問題與應(yīng)對策略在基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)實踐中，不可避免地會遇到一些問題，需要采取針對性的應(yīng)對策略，以確保教學(xué)的順利進行和教學(xué)目標的實現(xiàn)。時間管理是教學(xué)過程中常見的挑戰(zhàn)之一?；谠O(shè)計的STEM+C教學(xué)通常涉及項目式學(xué)習(xí)，學(xué)生需要進行大量的實踐操作、討論交流和方案設(shè)計，這往往需要較長的時間。而學(xué)校的課程安排相對緊湊，教學(xué)時間有限，容易導(dǎo)致教學(xué)進度難以把控，部分教學(xué)內(nèi)容無法深入開展。在“智能校園助手”項目中，學(xué)生在進行需求分析和功能設(shè)計時，需要充分討論和調(diào)研，這一過程花費了較多時間，導(dǎo)致后續(xù)的編程實現(xiàn)和測試環(huán)節(jié)時間緊張，部分小組未能充分優(yōu)化程序，影響了作品的質(zhì)量。為解決時間管理問題，教師在教學(xué)前應(yīng)進行充分的規(guī)劃，合理安排每個教學(xué)環(huán)節(jié)的時間。將項目分解為多個階段，明確每個階段的任務(wù)和時間節(jié)點，并制定詳細的教學(xué)計劃。在“環(huán)保小衛(wèi)士之智能垃圾分類系統(tǒng)”項目中，教師可以將項目分為問題提出、方案設(shè)計、制作實施和展示評價四個階段，每個階段安排相應(yīng)的課時。在問題提出階段，安排1-2課時，引導(dǎo)學(xué)生了解垃圾分類的重要性，提出項目問題；方案設(shè)計階段，安排3-4課時，讓學(xué)生進行小組討論，設(shè)計垃圾分類系統(tǒng)的方案。教師要靈活調(diào)整教學(xué)進度，根據(jù)學(xué)生的實際情況，合理分配時間。如果學(xué)生在某個環(huán)節(jié)遇到困難，需要更多時間解決，教師可以適當延長該環(huán)節(jié)的時間，同時壓縮其他相對簡單環(huán)節(jié)的時間。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生利用課余時間，進行項目的拓展和完善，如查閱資料、進行市場調(diào)研等，以充分利用時間，提高項目質(zhì)量。學(xué)生差異也是教學(xué)中需要關(guān)注的問題。小學(xué)生在知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力、興趣愛好等方面存在較大差異，這可能導(dǎo)致在基于設(shè)計的STEM+C教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果參差不齊。部分基礎(chǔ)較好、學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生能夠快速掌握知識和技能，積極參與項目，取得較好的成果；而部分基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生可能在學(xué)習(xí)過程中遇到困難，跟不上教學(xué)進度，對項目缺乏興趣和信心。在“智能校園助手”項目中，一些學(xué)生能夠迅速理解編程知識，獨立完成代碼編寫；而另一些學(xué)生則對編程感到困難，需要花費更多時間和精力去學(xué)習(xí)，甚至在項目實施過程中出現(xiàn)退縮情緒。針對學(xué)生差異，教師應(yīng)采用差異化教學(xué)策略。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上，要設(shè)置分層任務(wù)，滿足不同層次學(xué)生的需求。對于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，提供一些基礎(chǔ)的、簡單的任務(wù)，幫助他們鞏固基礎(chǔ)知識和技能；對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，設(shè)計一些拓展性、挑戰(zhàn)性的任務(wù)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)潛能。在“環(huán)保小衛(wèi)士之智能垃圾分類系統(tǒng)”項目中，基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可以負責垃圾分類系統(tǒng)的外觀設(shè)計、宣傳資料的制作等簡單任務(wù)；基礎(chǔ)較好的學(xué)生則可以承擔垃圾分類算法的優(yōu)化、系統(tǒng)的智能化升級等復(fù)雜任務(wù)