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秦健:中小学如何开展“三位一体”的创客教育

2019-7-29 14:53| 发布者: admin| 查看: 1| 评论: 0

摘要: ​  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 ...

​  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。

  创客教育需各学科师资共同支持

  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。


  建设校园创客空间,服务创客教育活动

  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。

  重构原有课程资源,建立创客课程体系

  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:我们认为取次于下列因素: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Scrath、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)、基于项目式的学习(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,主要体观在注重作品评价、小组合作评价、过程性评价以及表现性评价。

  组织创客教育活动,培养推广创客文化

  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,不要替代学生去设计作品,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。


  (作者:秦健 陕西师范大学教育学院教育技术系副教授,硕士生导师,曾任教育技术系软件教研室主任、党支部书记,现任陕西师范大学技术教育与创新实验室与中小学机器人实验室日常负责人,园丁创客空间负责人;陕西师范大学教育仪器研发中心教育机器人研究方向负责人。

  1996年至今担任全国计算机辅助教育学会常务理事(现改名为人工智能与教育学会),中国人工智能学会人工智能专业委员会委员,第四、第五届理事;陕西省模式识别委员会委员。陶行知研究学会创客教育分会专家委员;工业和信息化学部“RoboMaker”机器人创客培训专家组成员。研究方向:人工智能基础理论及教育应用研究、机器人教育应用、通用技术和创客教育应用。

  近五年来主持国家级、省级、校级科研项目十几项,国家级、省级各一项;在国家级刊物上及国家会议上公开发表发表论文近40多篇,参与计算机学科教育实习教材编写并获省级二等奖。获奖:2013年度获得陕西师范大学校级教学质量优秀奖;2015年校级高校微课教学比赛优秀奖;2017年校级教学成果一等奖;2017年陕西省科技工作者创新创业大赛金奖;在大学慕课爱课程平台开设教师能力提升慕课Tmooc----“如何做创客教育”。  


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