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创客教育的DNA
2017年01月16日 15:28 来源:《人民教育》 作者:谢作如 字号

内容摘要:创客教育从边缘的技术学科做起,逐步结合科学、艺术和数学等学科,选择学生最感兴趣的“造物”来展开,让学生在学以致用的造物过程中不仅提高实践能力,还可以加深对学科知识的理解,激发学习兴趣……教育正在悄然改变。

关键词:创客教育;创客空间;《2015年地平线报告(基础教育版)》

作者简介:

  作者简介:谢作如,浙江省温州中学

  《2015年地平线报告(基础教育版)》将“创客空间”列为1年以内影响基础教育的两项关键技术之一。目前,创客教育从边缘的技术学科做起,逐步结合科学、艺术和数学等学科,选择学生最感兴趣的“造物”来展开,让学生在学以致用的造物过程中不仅提高实践能力,还可以加深对学科知识的理解,激发学习兴趣……教育正在悄然改变。

  创客教育的关键是找到以学生为中心、跨学科和基于真实情境的课程内容

  创客与教育的“碰撞”改变的不仅仅是学习方式,更重要的价值在于教学内容的改变。真正的创客教育的课程内容应该是什么样?美国非营利组织Maker Ed(Maker Education Initiative,创客教育倡议)提出,创客教育的任务是给年轻人创造更多制造的机会,使其通过动手制造,建立自信,培养创造力,点燃对科学、技术、工程、数学、艺术以及综合学习的兴趣。深入解读可以发现,创客教育的课程内容设计包含着以学生为中心、跨学科和基于真实情境下的学习等关键因素。

  创客教育课程内容设计应该基于一个源于真实世界的问题。源于真实世界的问题往往是复杂而需要综合应用各学科知识才可以解决的,天然具有跨学科的优势;这个问题应该是学生感兴趣的,最好由学生自己发现和提出,最终也由学生在真实情景下解决。比如,我的学生提出想要研究人的睡眠质量,他们用加速度传感器来记录人的翻身次数,需要编程和制作实验器材,在整个过程中不仅要运用计算机和数学知识来统计分析,还得在生物学中找到相关研究用来衡量人的睡眠质量是否良好。教师在其中最大的任务是帮助学生找到这个相对复杂又力所能及的真实问题,然后在学生的研究过程中提供各种帮助,还要不断提出新的要求,促使学生在“设计—实现—评价”的循环中螺旋上升。

  温州中学先后开发了一系列以学生为中心、基于真实问题的创客类选修课程,注重培养学生综合运用知识的能力。比如,“Arduino创意机器人”课程运用开源机器人平台Arduino开发,结合3D打印、打孔器、激光切割等技术和工具,进行机器人的个性化设计。“App Inventor手机编程”课程结合App Inventor软件展开教学,引导学生充分掌握利用手机上的各种传感器,通过编程对这些数据进行建模、应用。“物联网和大数据实验”课程关注的是物联网技术,学生根据各自实际需求,搭建硬件,编写程序,体验物物相连给生活带来的便利。“互动媒体技术”课程则是一门涵盖计算机、智能手机、传感器技术和人工智能技术相关教学内容的课程,学生通过研究互动媒体作品中“有趣”的人机互动技术,最终能够动手设计、制作互动媒体作品,体验技术在生活中的应用。

  清华大学创客教育实验室和现代教育技术杂志社联合发布的《中国创客教育蓝皮书2015》提出,创客课程不是一门课程,而是一系列课程的组合。温州中学参照STEAM(科学、技术、工程、艺术和数学)课程体系进行开发,目前已经形成一个相对完整的创客教育课程群(详见图1),能很好地培养学生综合运用学科知识理解并改造物理世界的能力,使其具备对技术工程设计与开发过程的理解能力。

  图1 温州中学创客教育课程群

  创客课程建设还存在两大挑战。其一是需要更多低成本的课程实施方案。比如温州中学设计的“Arduino创意机器人”教学套件,不仅可以用来上机器人课程,还可以用于“互动媒体技术”和“物联网和大数据实验”课程,甚至还能用于“基于Arduino电子控制技术”课程,这大大节省了课程开设的成本。其二是需要建立开源课程的分享平台。目前,温州中学的“Arduino创意机器人”课程是国内应用范围较广的开源课程,提供了教学套件设计方案、电子教材、教学设计、课件、微课等一系列完整的课程资源,依靠创客教育小圈子流传。如果建立起开源课程分享平台,就能够让更多的老师将课程分享出去,并且形成一个“创客课程书架”,自然而然地构成一个和而不同的教学体系,教师和学生都可以在这一平台选择课程教学或者自学。

  创客教育需要并将培养出具有技术应用能力、跨学科学习经验和课程开发能力的复合型教师

  创客是一项高度复杂的、综合性极强的创造性活动,学生在创客学习的过程中,必然会遇到诸多困难,需要在学科知识、技术工具、灵感启发、心灵安慰等方面得到专业的指导和及时的反馈。因而,创客教育要进入中小学校园,肯定需要大批能够开设创客课程、指导学生创客活动的创客教师。

  对于要做创客教育的学校领导来说,最头疼的是不知道应该让什么学科的教师去指导创客活动。回顾国内创客教育的发展历程,最早进入创客教育的是信息技术教师,随后,通用技术、小学科学和艺术学科的教师相继介入,创客教育的跨学科学习特征越发明显。正因如此,其实学科背景并不重要,创客教师的首要条件是“自己就是一名创客”,热爱创造,热爱学生,喜欢挑战自我并具有一定的动手能力。

  合格的创客教师应该是复合型人才,并具备一些核心素质,具体包括:对新事物的好奇心和主动学习能力;一定的技术应用能力,掌握各种软硬件技术和常见加工设备的操作能力;文理兼修,具有跨学科学习经验;人际宽广,尤其在创客圈子有一定的人脉,能借助外力更好地指导学生创造;具备良好的课程开发能力。

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