凌秋虹

現(xiàn)代社會(huì)全面、高速的發(fā)展要求人才必須能夠全方位地掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，而原有的各學(xué)科間壁壘大大阻礙了知識(shí)的共融互通，不利于通才的培養(yǎng)。因此，如今所推行的創(chuàng)客教育以及STEAM教育都旨在打破學(xué)科間的界限，將多門學(xué)科內(nèi)容整合到新的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，形成結(jié)構(gòu)化的課程體系，這樣跨學(xué)科的學(xué)習(xí)理念既符合時(shí)代的要求，也是培育學(xué)生核心素養(yǎng)的必然體現(xiàn)。葉圣陶先生曾言：“學(xué)校里的分科是由于不得以，做人做事是不分科目的。”可見，無學(xué)科界限的學(xué)習(xí)正是教育的原生態(tài)。為此，在《坐姿矯正儀》的教學(xué)中，筆者將來源于實(shí)際生活需求的創(chuàng)意引入，以項(xiàng)目的方式開展多學(xué)科通聯(lián)整合教學(xué)，將各學(xué)科知識(shí)點(diǎn)融入貫穿到自然的主題內(nèi)容教學(xué)中，最終創(chuàng)作出可直接應(yīng)用到生活中去的作品，形成“源于生活—融合創(chuàng)作—用于生活”的良性循環(huán)，真正還原智慧生成的全過程，還學(xué)生一個(gè)“原生態(tài)”的教育。下面，筆者談一談執(zhí)教《坐姿矯正儀》一課的教學(xué)體會(huì)與收獲。

● 注重項(xiàng)目設(shè)計(jì)合理性，還學(xué)生“原生態(tài)”教育

“創(chuàng)客”面向的對(duì)象是學(xué)生，教師在開展課程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以學(xué)生為本的原則，從兒童的視角去設(shè)計(jì)。小學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備比較少，能力較弱，因此教師在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)一定要考慮到學(xué)習(xí)對(duì)象的年齡特征、發(fā)展差異、興趣愛好及能力水平。在創(chuàng)作過程中，教師要以解決實(shí)際生活問題為導(dǎo)向，借助學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，從生產(chǎn)、生活實(shí)際中尋找項(xiàng)目原型，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生活情境，讓學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)與研究?；谝陨纤伎?，筆者根據(jù)現(xiàn)在學(xué)生普遍視力較差的情況，創(chuàng)編了“坐姿矯正儀”項(xiàng)目，主要實(shí)現(xiàn)“當(dāng)孩子眼睛離電腦屏幕距離太近時(shí)，就發(fā)出聲音或亮燈提醒”。為了讓學(xué)生能夠完成任務(wù)，筆者對(duì)該任務(wù)進(jìn)行抽象剝離，形成學(xué)生易于上手、能實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目，還學(xué)生一個(gè)“原生態(tài)”教育，讓學(xué)生在實(shí)踐創(chuàng)新中體驗(yàn)一個(gè)類似真實(shí)的工程開發(fā)、項(xiàng)目實(shí)施的過程，從需求出發(fā)有意義地去設(shè)計(jì)、搭建、編程與完善。

1.以實(shí)際需求為導(dǎo)向，還原真實(shí)的問題情境

“創(chuàng)客”的設(shè)計(jì)與實(shí)施要以現(xiàn)實(shí)生活為基點(diǎn)，讓生活與知識(shí)建立起有意義的關(guān)聯(lián)，以解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題為導(dǎo)向。為此，在“坐姿矯正儀”項(xiàng)目實(shí)施中，筆者從現(xiàn)實(shí)生活中引出問題，產(chǎn)生需求，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)創(chuàng)作產(chǎn)品，體驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、解決問題。上課伊始，筆者呈現(xiàn)學(xué)生視力不佳的圖片并引導(dǎo)學(xué)生分析其原因，提出改進(jìn)措施，從而引出課題——制作“坐姿矯正儀”。在本環(huán)節(jié)中，筆者抓住“眼睛到電腦屏幕的距離不低于40厘米”這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，讓學(xué)生充分交流，發(fā)表觀點(diǎn)，并在媒體上呈現(xiàn)學(xué)生的所思所想，然后基于學(xué)生的認(rèn)知逐個(gè)分析，主要按照“觀察生活現(xiàn)象—分析現(xiàn)狀原因—討論解決方案”的思路展開，引導(dǎo)學(xué)生一步步理清“坐姿矯正儀”的整體設(shè)計(jì)思路。學(xué)生通過以往接觸過的傳感器來思考所需硬件設(shè)備，并結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，分析其結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)原理，從而形成“坐姿矯正儀”的初步方案，在師生交流互動(dòng)中構(gòu)建起“坐姿矯正儀”的模型，在潤物細(xì)無聲中鍛煉了學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力，使他們的個(gè)性、自主性、創(chuàng)造力得到較好的發(fā)揮。

2.以合適軟硬件為平臺(tái)，構(gòu)建自然的學(xué)習(xí)環(huán)境

在短短的40分鐘內(nèi)，學(xué)生要完成“坐姿矯正儀”的設(shè)計(jì)與制作，難度很大。因此，因地制宜地選擇器材和編程軟件尤為重要。在本課教學(xué)中，筆者將Ardubits逐日套件與Mblock軟件相結(jié)合，主要使用套件中的超聲波傳感器、蜂鳴器和紅外感知等傳感器設(shè)備搭建“坐姿矯正儀”的外部構(gòu)造。選用Ardubits逐日套件主要是因?yàn)槠渲靼宀蹇诘膭?chuàng)新設(shè)計(jì)避免了學(xué)生接線錯(cuò)誤的問題，提高了搭建的成功率；而傳感器的豐富性為本課教學(xué)提供了多種可能。同時(shí)，Ardubits逐日套件自帶的結(jié)構(gòu)件為學(xué)生搭建矯正儀的外形提供了方便。而Mblock軟件的圖形化、模塊化、積木式的架構(gòu)特點(diǎn)，為學(xué)生搭建腳本實(shí)現(xiàn)“坐姿矯正儀”的功能提供了軟件基礎(chǔ)，很好地解決了學(xué)生因編程軟件抽象、語句結(jié)構(gòu)復(fù)雜而不易理解的困難。本課所選擇的軟硬件有效配合運(yùn)用，符合小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和能力水平，使學(xué)生自主探究、合作學(xué)習(xí)、分享交流得以順利實(shí)施，最終在短短40分鐘就完成了各具特色、充滿個(gè)性且能真正實(shí)現(xiàn)坐姿矯正功能的產(chǎn)品?？傊處熯x擇合適的軟硬件環(huán)境為學(xué)生將自己的設(shè)計(jì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)提供了良好的環(huán)境，為他們完成真實(shí)任務(wù)提供了有力的支持。

● 注重項(xiàng)目的實(shí)踐性，提升實(shí)際問題解決能力

創(chuàng)客教育的實(shí)施離不開學(xué)生實(shí)際的動(dòng)手能力，學(xué)生通過動(dòng)手造物，將奇思妙想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，通過參與動(dòng)手制作，了解、體驗(yàn)、學(xué)習(xí)和掌握現(xiàn)有的高端科技，激發(fā)對(duì)未知領(lǐng)域的探究欲，培養(yǎng)分析問題與解決問題的能力。在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生在制作“坐姿矯正儀”的過程中，會(huì)遇到很多實(shí)際問題，如在自然環(huán)境中數(shù)據(jù)的獲取是否精準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)件搭建是否合理、編寫程序結(jié)構(gòu)是否科學(xué)等，因此筆者對(duì)學(xué)生能力做了充分的預(yù)設(shè)，將學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)的問題包含在具體的任務(wù)中，通過一系列任務(wù)的解決，引導(dǎo)他們從分析問題入手，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，尋求方法，最終解決實(shí)際問題。

1.巧設(shè)外型搭建結(jié)構(gòu)，用工程的思維解決問題

如何將超聲波傳感器固定在顯示器上，這是能否做成“坐姿矯正儀”的重要環(huán)節(jié)之一。科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能讓超聲波傳感器測(cè)出的數(shù)值更為穩(wěn)定與準(zhǔn)確，并將直接影響到后續(xù)的測(cè)量與效果。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，筆者并沒有將超聲波傳感器與樂高結(jié)構(gòu)件搭建圖直接給學(xué)生，而是提出了“如何將超聲波傳感器穩(wěn)穩(wěn)地固定在顯示器上”這一問題，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)外部環(huán)境與條件去構(gòu)思，去嘗試，以小組的形式讓學(xué)生根據(jù)顯示器的外部特征去選擇合適的器材搭建，并通過“比一比”活動(dòng)看誰的搭建使超聲波傳感器更科學(xué)、更穩(wěn)定。雖然只有幾分鐘的時(shí)間，但學(xué)生都能根據(jù)自己的設(shè)想借助樂高結(jié)構(gòu)件，將超聲波傳感器穩(wěn)穩(wěn)地固定在顯示器上。然后，筆者組織學(xué)生對(duì)各自的搭建進(jìn)行交流點(diǎn)評(píng)，通過不同的搭建結(jié)構(gòu)及效果，直觀地將工程學(xué)中相關(guān)知識(shí)融入其中，如三角形的穩(wěn)定性、凹凸槽結(jié)構(gòu)的作用等，從而增加了學(xué)生對(duì)工程設(shè)計(jì)思想的理解與認(rèn)識(shí)。

2.有效測(cè)量感知數(shù)值，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換能力

將實(shí)際距離轉(zhuǎn)換為超聲波傳感器測(cè)值是本課中的難點(diǎn)。在本課教學(xué)中，筆者首先讓學(xué)生通過觀察得出“實(shí)際距離應(yīng)不少于40厘米”應(yīng)是眼睛與屏幕的距離的結(jié)論，然后引導(dǎo)他們?nèi)绾螌ⅰ皩?shí)際距離應(yīng)不少于40厘米”轉(zhuǎn)換為超聲波傳感器相對(duì)應(yīng)的數(shù)值。面對(duì)這樣的問題，筆者讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行充分地討論、嘗試，通過觀察、分析、測(cè)量、編程等方法讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)值獲取的過程，通過師生互動(dòng)交流得出測(cè)量中可能存在的問題及解決方法，要求學(xué)生在實(shí)際操作中要做到方法得當(dāng)和操作規(guī)范，從而培養(yǎng)了他們做事細(xì)致、認(rèn)真的態(tài)度與作風(fēng)。

3.避免干擾重現(xiàn)生活，構(gòu)建原生態(tài)測(cè)試環(huán)境

作為一個(gè)產(chǎn)品必須在真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，由于環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性，只用一個(gè)超聲波傳感器來制作“坐姿矯正儀”是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。筆者創(chuàng)設(shè)情境，無意中揮手，超聲波傳感器就做出了響應(yīng)。那么，如何避免外界干擾呢？面對(duì)這樣的問題，筆者從生活實(shí)際出發(fā)，以臺(tái)燈、汽車安全帶引發(fā)學(xué)生思考：如何再裝個(gè)設(shè)備來感知確實(shí)有人坐在電腦前，減少誤判呢？筆者組織學(xué)生圍繞安裝什么傳感器、安裝在哪兒更合適展開討論，鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象，動(dòng)手嘗試與設(shè)計(jì)，再通過腳本搭建、反復(fù)測(cè)試來解決外界干擾的問題，引導(dǎo)學(xué)生從硬件安裝、修改程序兩個(gè)方面去思考解決的思路與方法，在真實(shí)的環(huán)境下鍛煉他們對(duì)實(shí)際問題的解決能力。

● 注重技能訓(xùn)練實(shí)效性，培養(yǎng)面向市場(chǎng)化的意識(shí)

學(xué)生在造物的過程中，學(xué)到了數(shù)學(xué)、物理、工程、機(jī)械、編程、美術(shù)等多學(xué)科知識(shí)。筆者以這種項(xiàng)目化的方式開展了多學(xué)科聯(lián)通整合教學(xué)，將各學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的教育融入貫穿到自然的項(xiàng)目教學(xué)中，讓學(xué)生的多種技能得到了鍛煉。但筆者覺得僅僅做到這一點(diǎn)還不夠，學(xué)生的造物不能脫離社會(huì)，不能脫離市場(chǎng)，創(chuàng)客應(yīng)從學(xué)校生活走向社會(huì)、家庭生活、文化生活、市場(chǎng)營銷等，讓學(xué)生的所思、所做、所創(chuàng)與社會(huì)和市場(chǎng)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，能得到市場(chǎng)的認(rèn)可并經(jīng)得起考驗(yàn)，還原一個(gè)真實(shí)的社會(huì)場(chǎng)景。

1.用藝術(shù)包裝美化產(chǎn)品，提升產(chǎn)品外在價(jià)值

從產(chǎn)品功能與價(jià)值來說，適當(dāng)?shù)乃囆g(shù)包裝是很有必要的。對(duì)兒童來說，將自己所學(xué)到的美術(shù)知識(shí)運(yùn)用到藝術(shù)設(shè)計(jì)，包裝自己的產(chǎn)品使之形成與眾不同、獨(dú)一無二的產(chǎn)品可謂美事。這樣的設(shè)計(jì)不僅美化了產(chǎn)品，而且提升了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。“坐姿矯正儀”中超聲波傳感器兩大圓孔為學(xué)生美化裝飾提供了無限的可能性。在本環(huán)節(jié)中，教師先出示巧克力包裝圖，小小的四塊巧克力經(jīng)過藝術(shù)包裝后變得精致高檔，能激發(fā)顧客的購買欲望和購買行為，在這個(gè)案例中，筆者讓學(xué)生感知適當(dāng)包裝可提升產(chǎn)品的品質(zhì)與價(jià)值，由此引出任務(wù)，讓學(xué)生對(duì)“坐姿矯正儀”的外形特質(zhì)進(jìn)行美化。這一任務(wù)的設(shè)計(jì)充分滿足了學(xué)生求新、求變的心理，很快一個(gè)個(gè)充滿天真與童趣的作品紛紛亮相。有的學(xué)生將超聲波傳感器的兩個(gè)孔當(dāng)作豬鼻子，做成可愛的豬臉形矯正儀；有的學(xué)生把它當(dāng)作太陽的眼睛，做成太陽形矯正儀；還有的學(xué)生把它當(dāng)作汽車的輪子，其外形就變成了一輛汽車……每一個(gè)造型設(shè)計(jì)都充分體現(xiàn)了學(xué)生敢想象、善創(chuàng)造的特質(zhì)，使其個(gè)性得到了充分的張揚(yáng)，既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造和實(shí)踐能力，又實(shí)現(xiàn)了與美術(shù)學(xué)科的融合，開拓了他們的視野與思維。

2.在真實(shí)環(huán)境中檢測(cè)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)自我表達(dá)與提升

作為一個(gè)產(chǎn)品，必須接受消費(fèi)者的檢測(cè)。在本節(jié)課最后，筆者設(shè)計(jì)了這樣的環(huán)節(jié)：要求學(xué)生在產(chǎn)品合格證上寫上有意思的品牌名，并請(qǐng)教師或同學(xué)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，如果矯正儀能實(shí)現(xiàn)其功能，就在合格證上簽字確認(rèn)該產(chǎn)品為“合格”。這一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，一是讓學(xué)生基于產(chǎn)品功能和卡通形象設(shè)計(jì)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，鍛煉學(xué)生的聯(lián)想與表達(dá)能力，如有的學(xué)生就起了“太陽眼”“貓頭鷹”等瑯瑯上口的品牌名。二是讓學(xué)生大膽地介紹自己的產(chǎn)品并指導(dǎo)他人嘗試使用，鍛煉學(xué)生與他人溝通及表達(dá)的能力，此時(shí)的課堂熱鬧非凡。

總之，無論是創(chuàng)客教育還是STEAM教育，都應(yīng)該給學(xué)生一個(gè)真實(shí)的環(huán)境、真實(shí)的任務(wù)，讓學(xué)生解決真實(shí)的問題，最終創(chuàng)造出真實(shí)的、有價(jià)值的產(chǎn)品，這才是創(chuàng)客教育的真諦。