劉春開 凌慧

近年來，隨著教育理念的變革，創(chuàng)客教育得到了廣泛的認(rèn)可。創(chuàng)客教育是創(chuàng)客文化與教育的結(jié)合，是基于學(xué)生興趣，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式，使用數(shù)字化工具，倡導(dǎo)創(chuàng)造，鼓勵(lì)分享，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科解決問題能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質(zhì)教育。

山西省青少年機(jī)器人教育協(xié)會(huì)自2016年以來，以太原市第十二中學(xué)校和杏花嶺區(qū)三橋小學(xué)為實(shí)驗(yàn)基地，全面開展創(chuàng)客教育教學(xué)活動(dòng)，建立了自己的專家、教師研發(fā)團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行創(chuàng)客教育教學(xué)理論研究及教材開發(fā)，開創(chuàng)了山西省創(chuàng)客教育教學(xué)的先河。通過不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐，總結(jié)出創(chuàng)客教學(xué)的四個(gè)特點(diǎn)、五個(gè)內(nèi)涵、六個(gè)環(huán)節(jié)。

一、創(chuàng)客教學(xué)的四個(gè)特點(diǎn)

1.教學(xué)管理特點(diǎn)。創(chuàng)客教學(xué)打亂學(xué)校原有的學(xué)習(xí)小組，男女生搭配三人為一組，五組為一隊(duì)，以完成項(xiàng)目任務(wù)為目的，旨在培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的能力，使其在合作的過程中認(rèn)識(shí)自我、提升自我、發(fā)展自我。同時(shí)，創(chuàng)設(shè)相對(duì)活躍的課堂氛圍，讓學(xué)生在輕松愉悅的環(huán)境中，積極參與實(shí)踐項(xiàng)目，產(chǎn)生積極主動(dòng)思考問題的驅(qū)動(dòng)力。

2.教學(xué)模式特點(diǎn)。創(chuàng)客課程是真實(shí)的體驗(yàn)、創(chuàng)新、實(shí)踐過程，是一種經(jīng)驗(yàn)型課程，需要各類課程的鋪墊和基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，比如3D打印、人工智能、機(jī)器人等；需要在理論上給予講解和了解實(shí)際案例，比如無人機(jī)、汽車自動(dòng)駕駛、醫(yī)療、交通紅綠燈、生活中等等利用人工智能的實(shí)際案例，開闊學(xué)生視野，使學(xué)生能夠充分發(fā)揮想象力。在確定活動(dòng)制作項(xiàng)目的情況下，小組成員在制作活動(dòng)中，需要團(tuán)結(jié)合作，互相配合，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，這也是創(chuàng)客課程教學(xué)模式的特點(diǎn)。

3.教學(xué)設(shè)計(jì)特點(diǎn)。在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，運(yùn)用問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，組織學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)客活動(dòng)。在教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中，要注重通過設(shè)計(jì)讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的步驟，引導(dǎo)學(xué)生一步步發(fā)現(xiàn)和提出問題、探究和解決問題，在此過程中讓學(xué)生學(xué)會(huì)思考，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和推理能力。

創(chuàng)客教學(xué)與傳統(tǒng)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)不同，它更注重學(xué)生實(shí)際操作的親身體驗(yàn)，按照項(xiàng)目活動(dòng)形式讓學(xué)生自己設(shè)想、自己動(dòng)手、自己修改、自己調(diào)整，完成創(chuàng)意物化。創(chuàng)客教學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)重在培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新精神、研究與實(shí)踐能力，重在開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。實(shí)踐中得來的知識(shí)尤為寶貴，唯有在實(shí)踐中才能培養(yǎng)學(xué)生的真知灼見與創(chuàng)新精神。

4.教學(xué)手段特點(diǎn)。創(chuàng)客教學(xué)充分利用網(wǎng)絡(luò)、多媒體教學(xué)手段，以學(xué)生為主體進(jìn)行開放式教學(xué)，在評(píng)價(jià)過程中將項(xiàng)目評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)有機(jī)結(jié)合。創(chuàng)客教學(xué)尊重和發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)，使學(xué)生真正感到他們是課堂的主體、是學(xué)習(xí)的主人，在這樣的認(rèn)知環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的養(yǎng)成。

二、創(chuàng)客教學(xué)的五個(gè)內(nèi)涵

創(chuàng)客教學(xué)課堂中，學(xué)生的活動(dòng)過程基本是：項(xiàng)目—問題—假設(shè)—需求分析—器材選擇—器材功能分析—思維導(dǎo)圖—編程意向—撰寫學(xué)案—成員角色分工—開始制作—出現(xiàn)偏差—進(jìn)行修改—作品完成—小結(jié)歸納—反思。從整個(gè)過程看，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式是自主學(xué)習(xí)，所學(xué)的內(nèi)容是學(xué)科課程里沒有的，學(xué)習(xí)形式是小組團(tuán)隊(duì)互助合作，在學(xué)習(xí)過程中需要充分地交流、溝通、分工、合作。所以，創(chuàng)客教學(xué)具有如下五個(gè)內(nèi)涵。

1.知識(shí)外延。目前，中小學(xué)生的創(chuàng)客課程時(shí)間有限，絕大多數(shù)時(shí)間還是以語、數(shù)、外等課程為主，創(chuàng)客課程僅僅是在其他課程以外的一些知識(shí)學(xué)習(xí)和能力訓(xùn)練。也就是說，創(chuàng)客課程以學(xué)科課程為載體，包括人工智能、機(jī)器人、編程、STEAM等，是學(xué)科課程知識(shí)的外延，旨在豐富學(xué)生的知識(shí)面，讓他們?cè)趧?chuàng)客實(shí)踐中體驗(yàn)創(chuàng)新，同時(shí)結(jié)合自己的生活環(huán)境，了解和感受智慧生活、智慧服務(wù)、智慧城市。

2.思維拓展。創(chuàng)客教學(xué)是項(xiàng)目式的實(shí)操活動(dòng)，學(xué)生在實(shí)操活動(dòng)中分析問題、解決問題，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維。但是創(chuàng)新思維的開拓需要更開闊的視野，所以我們?yōu)閷W(xué)生提供了科普讀物和實(shí)際案例的視頻資料?？破兆x物有《我的科普MOOK》《物質(zhì)科學(xué)》《技術(shù)與工程》《地球與宇宙》《地球科學(xué)》《人體科學(xué)》《動(dòng)物科學(xué)》《植物科學(xué)》《動(dòng)物世界》《動(dòng)物的結(jié)構(gòu)》《遠(yuǎn)古生命》等，學(xué)生在隨手翻閱時(shí)就會(huì)產(chǎn)生很多與之相關(guān)聯(lián)的問題，并對(duì)其產(chǎn)生興趣。我們還為學(xué)生提供了人工智能的教學(xué)視頻，包含交通、醫(yī)療、機(jī)械臂、無人機(jī)、救援、消防等等領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維模式，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生的思維拓展。

3.能力培養(yǎng)。創(chuàng)客教學(xué)重在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。創(chuàng)客學(xué)習(xí)動(dòng)手項(xiàng)目較多，必須在教師的引導(dǎo)下自己動(dòng)手才能完成。在動(dòng)手實(shí)踐的過程中，學(xué)生不僅要理解項(xiàng)目的需求，還要和小組成員親力親為地完成項(xiàng)目，在此過程中遇到的大大小小的問題都需要自己去分析、解決。也就是說，必須手腦并用、合作完成作品。不同的作品要求不同，也涉及到不同學(xué)科的知識(shí)，所以在一次一次的創(chuàng)作和歷練中，學(xué)生自然而然會(huì)在動(dòng)手、思維、創(chuàng)新能力方面得到很好的提升。

4.潛能激發(fā)。創(chuàng)客教學(xué)能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維與意識(shí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)從生活經(jīng)驗(yàn)中尋找問題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移，為學(xué)生埋下創(chuàng)新的種子。同時(shí)由于創(chuàng)客教學(xué)注重過程性評(píng)價(jià)，學(xué)生互評(píng)、反思的過程也是學(xué)習(xí)、交流、互動(dòng)的一種有效方式，能夠促進(jìn)其思維發(fā)展。

例如，學(xué)生接到制作一個(gè)智能垃圾桶的項(xiàng)目任務(wù)后，先通過小組協(xié)商，進(jìn)行需求分析，制定整體創(chuàng)作方案，確定做垃圾桶的原材料以及開啟垃圾桶蓋的方式（如紅外線識(shí)別、攝像識(shí)別、聲控等），進(jìn)而確定使用的材料和舵機(jī)及感應(yīng)硬件，設(shè)計(jì)打開垃圾桶的框架結(jié)構(gòu)，從而繪制思維導(dǎo)圖。隨后小組成員分工創(chuàng)作，編程并測(cè)試，合作完成。

通過這樣模式的實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生能在這個(gè)小小的團(tuán)隊(duì)中找到自己的位置，可以提出自己的思路和想法，獨(dú)立完成部分任務(wù)，合作完成小組項(xiàng)目。在這個(gè)過程中，學(xué)生能夠充分發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，產(chǎn)生自主學(xué)習(xí)的自信，體驗(yàn)創(chuàng)作成功的喜悅，激發(fā)出創(chuàng)新的潛能。

5.蓄勢(shì)創(chuàng)新。學(xué)生通過系列的實(shí)踐活動(dòng)，能夠經(jīng)歷更多的創(chuàng)作過程，積累更多的創(chuàng)作經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)更多的跨學(xué)科知識(shí)，掌握更多的制作技巧。不僅能夠?qū)W會(huì)解決問題的思維方法，還能激發(fā)創(chuàng)新的潛在能力，為日后的創(chuàng)新應(yīng)用積聚了能量。

三、創(chuàng)客教學(xué)的六個(gè)環(huán)節(jié)

1.社團(tuán)建立。社團(tuán)由對(duì)創(chuàng)客教學(xué)內(nèi)容有著極強(qiáng)興趣的學(xué)生組成，10～20人為一個(gè)社團(tuán)，開展小組實(shí)操教學(xué)活動(dòng)。每周進(jìn)行一課時(shí)的創(chuàng)客教學(xué)。

2.社團(tuán)課程。在創(chuàng)客空間的平臺(tái)上，開設(shè)金工、木工、紙工、結(jié)構(gòu)搭建、機(jī)器人、3D打印、STEAM項(xiàng)目、無人機(jī)、人工智能等課程，學(xué)生完成各類項(xiàng)目任務(wù)。

3.教學(xué)規(guī)劃。社團(tuán)教學(xué)活動(dòng)要有長(zhǎng)期規(guī)劃和課程教學(xué)計(jì)劃，對(duì)課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、時(shí)間安排、活動(dòng)任務(wù)、具體要求、活動(dòng)安全等設(shè)定具體要求。每一節(jié)課的課程設(shè)計(jì)以完成項(xiàng)目任務(wù)（或競(jìng)賽）為目的，如掌握結(jié)構(gòu)搭建方法、電子知識(shí)、物理知識(shí)、編程實(shí)踐知識(shí)以及使用相關(guān)工具的技能等。

4.教學(xué)方法。在社團(tuán)教學(xué)中，教師是一個(gè)引領(lǐng)者、關(guān)鍵時(shí)刻的幫扶者。在創(chuàng)客教學(xué)活動(dòng)中，教師綜合運(yùn)用項(xiàng)目學(xué)習(xí)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、合作學(xué)習(xí)法、問題教學(xué)法，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，讓學(xué)生手動(dòng)、心動(dòng)、神動(dòng)。對(duì)學(xué)生在活動(dòng)中出現(xiàn)的問題，教師不是直接指出原因，而是進(jìn)行啟發(fā)式的詢問，追尋學(xué)生的思維過程，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、自己解決問題。

5.能力訓(xùn)練。創(chuàng)客教學(xué)要求教師清楚每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，具體課程具體要求，如，了解搭建結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)、功能、穩(wěn)定性等；又如，掌握項(xiàng)目制作材料的選用、下料、加工、組建等工序。讓學(xué)生自己構(gòu)思設(shè)計(jì)，撰寫設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行方案可行性的研討，提出合理化建議，逐步修改，完成制作?？偠灾?，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和綜合實(shí)踐能力，開拓其創(chuàng)新思維，激發(fā)其創(chuàng)新潛能，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才奠定良好的基礎(chǔ)。

6.競(jìng)賽活動(dòng)。創(chuàng)客、機(jī)器人、人工智能等活動(dòng)備受社會(huì)重視，每年都會(huì)有由各個(gè)組織舉辦的競(jìng)賽活動(dòng)。競(jìng)賽能夠?yàn)閷W(xué)生提供作品展示和學(xué)習(xí)交流平臺(tái)，能夠?qū)W(xué)生創(chuàng)新思維產(chǎn)生刺激與強(qiáng)化，整個(gè)比賽的過程與感受是學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的動(dòng)力源泉。

我們將繼續(xù)在創(chuàng)客教育教學(xué)的實(shí)踐與探索中砥礪前行，在課程開發(fā)、教師培訓(xùn)、教學(xué)指導(dǎo)、課題研究等方面總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為創(chuàng)客教育教學(xué)提供更多成熟的案例與經(jīng)驗(yàn)，為推廣STEAM教育和培養(yǎng)STEAM人才做出更多的努力。

（作者單位：山西省青少年機(jī)器人教育協(xié)會(huì)）