中小学如何开展“三位一体”的创客教育

创客教育起源于全球创客运动热潮,在国内“大众创业、万众创新”的时代背景下,伴随着国家、省、市各级政府出台的一系列促进创客教育发展的政策,全国各地中小学掀起了创客教育的浪潮。
中小学创客教育的实施需要“三位一体”,即以“创客教师”为主体,以“空间建设、课程开发、组织活动”为主要内容。创客教育是一项系统工程,以上几个环节缺一不可。创客教师是创客教育开展的主体;创客空间为学生提供“造物”的工具和场所,以及交流的平台;创客课程教学生如何使用工具去 “造物”,将创意变为现实;创客活动和创客空间密切结合,学生在活动中交流分享、共同提升。
创客教育作为一种典型的跨学科教育,需要各学科师资共同支持,包括语、数、英等基础类课程教师,科学、信息技术、通用技术等技术类课程教师,及音乐、美术等艺术类课程教师。以西安长安一中为例,该校虽然是通用技术教师在从事创客教育,但同时会呼吁各个学科的教师都加入创客团体, 包括语文、数学、物理、化学等各学科的优秀教师,成立了长安一中教师创客联盟,制作了各种来自不同学科的创客作品。
我们常说开展创客教育需要有一个环境,这个环境就是创客空间。创客空间的建设不需要高投入,但其运营维护需要成本。STEAM教育、创客教育及综合实践课程实验室的建设,给学校经济和空间都带来巨大压力。其实,可以换种思路,将STEAM、创客、 艺术以及综合实践活动实验室建设成一个多功能综合型的实验室。中小学创客空间至少配备1-2位指导老师。理想的创客空间要做到一周七天,全天开放。考虑到不能影响学生的正常学习,建议中小学创客空间可以在课余时间开放,如果可行,还要做到双休日向学校周边的学生开放。
校园创客空间的建设可以从三个方面着手:配置场地、划分区域、配置硬件资源。第一步,配置场地。这需要考虑学校实际情况,可专门建设创客空间,也可利用原有教室进行改造。在配置场地时,可结合创客空间的五大基本功能:教育学习功能、产品制造功能、分享交流功能、作品展示功能和储物功能。在发展初期只需实现“造物”功能,发展中期可以考虑实现“分享交流”功能,发展后期可以开设创客类课程。第二步,划分区域。初期——主要是操作区域、器材收纳区域、工具管理区域;中期——在初期基础上加入作品展示区域、讨论交流区域;后期——在中期基础上加入学生学习区域、教师教学区域。第三步,配置硬件资源。如果学校资金有限,就采购Arduino、树莓派等开源类硬件;如果资金比较充裕,可采购3D 打印机、小型车床、焊台、万用表等工具,还可以购买小型激光切割机;如果资金特别充裕,可购买乐高、VEX、优必选等机器人或人工智能套装。
目前的创客课程主要分为四大类:结构创意类、电 子机械类、逻辑程序类和艺术创作类。但究竟应该建设什么类型的创客课程?我们认为取决于下列要素:一是创客教师的学科基础,二是学校自身的资金投入。例如:数学教师可以将Scratch、3D打印等课程与学科知识相结合,物理、信息技术等学科教师可以考虑将电子机械类、逻辑程序类课程融入学科知识中,所有学科的教师都可以尝试对艺术创作类课程进行重构。除此之外,还需要考虑资金的投入,结构创意类、电子机械类课程需要购买硬件设备,逻辑程序类课程需要用到可联网的计算机,艺术创作类课程则需要作品制作的原材料,学校可以根据自身的实际情况综合考虑、选择。
创客课程的设计需要从课程目标、课程内容、教学活动、教学评价这四个要素入手,创客教育的重点在于培养学生面向“问题解决”的核心素养。创客课程内容建设关键在于创客课题的设定,创客课程的内容和形式要更加多元化,注重基于真实情景和生活问题的解决,强调跨学科知识的整合。创客教育活动设计以项目式学习和设计型学习为主,常用的创客教育活动设计模式有:基于设计的学习(DBL)、基于项目的学习(PBL)、4C教学模式、4P学习法、SCS创客教学法。创客教育课程的评价方式更加多元化,评价结果更加依赖数据,主要体现在注重作品评价、小组合作评价、过程性评价以及表现性评价。
开展创客活动的形式多样,如选修课、社团定期活动、定期讲座、科研等,教师可以自行设计挑战任务,进行教学互动。创客文化的建设可以采用跨学科的方式搜集相关资料,不断完善,可以是创意或艺术手工,如纸艺、陶艺、PVC、3D打印、折纸等。
除此之外,还可以组织学生参与国内外的活动与比赛,激发学生对工程技术的学习兴趣,培养学生的创新意识、动手实践能力和团队精神,提高科学素质,锻炼解决真实问题的能力。创客类比赛有很多,如全国中小学电脑制作活动、中国青少年机器人竞赛、全国青少年科技创新大赛、国际科学与工程大赛、中国少年科学院小院士评选活动、“明天小小科学家”奖励活动等。教师在指导学生参加比赛时需注意以下几个问题:第一,不要把传统竞赛模式和创客类比赛结合在一起,创客类比赛更注重造物;第二,不要扼杀学生的想法,而要鼓励学生大胆去尝试,并引导他们一步步将创意变为看得见、摸得着的实物;第三,不要代替学生去设计作品,而要引导学生,在关键问题上给予点拨,让学生学会通过网上资源解决问题。
创客时代已经到来,传统教育理念与教学模式逐渐发生转变,创客教育将为我国创新型人才的培养做出重要贡献。

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