基層中小學(xué)開展創(chuàng)客教育實(shí)踐研究

李茗妍，張曉勝

（1.長(zhǎng)興縣洪橋鎮(zhèn)中心小學(xué)，浙江長(zhǎng)興313106；2.溫州市百里路小學(xué)，浙江溫州325000）

基層中小學(xué)開展創(chuàng)客教育實(shí)踐研究

李茗妍1，張曉勝2

（1.長(zhǎng)興縣洪橋鎮(zhèn)中心小學(xué)，浙江長(zhǎng)興313106；2.溫州市百里路小學(xué)，浙江溫州325000）

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)再也無(wú)法只停留于應(yīng)試教育。對(duì)動(dòng)手能力、探究技術(shù)、操作技能的要求，與日俱增。國(guó)內(nèi)國(guó)外對(duì)創(chuàng)客的培養(yǎng)都非常重視，創(chuàng)客教育為全民創(chuàng)客提供人才的保障。但基層中小學(xué)教師對(duì)于創(chuàng)客教育的理解還存在很多誤區(qū)，開展創(chuàng)客教育存在多重困難。文章討論了在基層學(xué)校開展創(chuàng)客教育存在的問題，并提出了開展的思路。

創(chuàng)客教育；編程思維；Arduino；結(jié)構(gòu)件

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)再也無(wú)法只停留于應(yīng)試教育。對(duì)動(dòng)手能力、探究技術(shù)、操作技能的要求，與日俱增。今年李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告提到“大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新”。美國(guó)地平線報(bào)告2014年高等教育版中指出，在未來五年內(nèi)，美國(guó)高校學(xué)生有從知識(shí)的消費(fèi)者轉(zhuǎn)換為創(chuàng)造者的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)國(guó)外，對(duì)創(chuàng)客的培養(yǎng)都非常重視。

創(chuàng)客教育近幾年發(fā)展如火如荼，但在基層學(xué)校出現(xiàn)的形勢(shì)卻是兩頭熱中間冷。一頭指的是上面領(lǐng)導(dǎo)專家挺重視，另一頭指的是下面學(xué)生挺喜歡，中間指的是除一部分感興趣的老師外，大部分老師冷眼旁觀，事不關(guān)己，高高掛起，另外還有一部分老師是搞不清創(chuàng)客教育到底怎么回事。筆者認(rèn)為，出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要有以下三個(gè)原因：①教育體制問題。應(yīng)試教育讓出身寒門的學(xué)子有了出頭的機(jī)會(huì)，但現(xiàn)行的教育體制造成學(xué)生不需要?jiǎng)趧?dòng)和技術(shù)，考試成績(jī)好就行。②“創(chuàng)客教育”過度包裝問題。草根教師沒有高深的理論，只把動(dòng)手能力的天性保留下來。隨著創(chuàng)客教育這塊蛋糕越做越大，很多專家對(duì)創(chuàng)客教育進(jìn)行了深入研究，理論基礎(chǔ)逐漸扎實(shí)，但各種理論紛紛出現(xiàn)，讓很多理論基礎(chǔ)不太扎實(shí)的老師感到迷茫，甚至敬而遠(yuǎn)之。這也許是一線老師不太熱情的原因之一。③基層學(xué)校經(jīng)濟(jì)條件限制?；鶎訉W(xué)校由于經(jīng)濟(jì)條件的限制，師資缺乏，條件艱苦，教師課務(wù)繁多，增加教學(xué)設(shè)備、培訓(xùn)師資都非易事，開展創(chuàng)客教育面臨著很大的難度。

但是，全球一體化要求我們把目光放遠(yuǎn)，現(xiàn)在和將來不再是國(guó)內(nèi)人的競(jìng)爭(zhēng)，作為基層學(xué)校的老師，我們同樣希望學(xué)生能成為一個(gè)健康全面、擁有創(chuàng)新能力的人。那么，在有限的條件下，基層中小學(xué)應(yīng)該如何著手開展創(chuàng)客教育呢？

一、編程思維的建立

讀書一個(gè)很重要的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)規(guī)律、認(rèn)識(shí)規(guī)律。在今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，利用編程控制物體運(yùn)動(dòng)將會(huì)成為主流，日常生活和工作都離不開編程思維。所以作為創(chuàng)客教育的一條主線，必須要理解編程思維，甚至要學(xué)會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)編程，但計(jì)算機(jī)語(yǔ)言學(xué)習(xí)非常困難，為了讓普通教師和學(xué)生能夠掌握編程，創(chuàng)客制作出來的圖形化編程環(huán)境不需要記住繁多復(fù)雜的命令，只要理解編程的思維，把自己的想法用積木式的圖形疊放在一起。這種編程模式降低了編程技術(shù)的門檻，讓普通的信息老師、半路出家的信息老師、科學(xué)老師、通用技術(shù)老師及其他學(xué)科的老師和學(xué)生都能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速掌握編程，應(yīng)用硬件，做出自己想做的作品。因此，如果老師想?yún)⑴c創(chuàng)客教育，至少要掌握一門圖形化編程手段。

目前國(guó)際比較流行和通用的圖形化編程環(huán)境是Scratch，它是美國(guó)麻省理工大學(xué)為6歲孩子從小培養(yǎng)編程思維所做出來的編程環(huán)境，既然6歲的小孩子都能掌握，所有參與創(chuàng)客教育的老師都應(yīng)該能掌握，不要認(rèn)為它太簡(jiǎn)單而不去掌握。大道至簡(jiǎn)，甚至其他科目的老師也可以學(xué)習(xí)一下這種編程思維，理解孩子的世界。對(duì)初高中的老師來說，要求要高一點(diǎn)，在掌握Scratch的基礎(chǔ)上，最好能再掌握一門高級(jí)點(diǎn)的圖形化編程軟件，如App Inventor或Mixly等，凡是圖形化的軟件都不會(huì)太困難，如果再能掌握一門代碼形式的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言就更好了。

圖1　Scratch編程界面

圖2　Mixly編程界面

二、簡(jiǎn)單硬件的入門

除了學(xué)好計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，我們還需要用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言控制硬件，目前最容易上手的硬件是Arduino及其傳感器。Arduino在國(guó)際上被稱為電子積木，使用不是太困難，它不但能夠用在學(xué)習(xí)上，而且能夠直接在實(shí)際生產(chǎn)工作中使用。如果掌握了它，那么目前創(chuàng)客教育的主線就把握住了。Arduino及其傳感器非常便宜，而且現(xiàn)在可用圖形化編程來控制它，結(jié)合起來，用編程控制Arduino硬件就形成一條創(chuàng)客教育的主線。它并不需要花多少錢，甚至不需要專門的創(chuàng)客空間，花少量的錢，在機(jī)房上就可以開展創(chuàng)客教育。

圖3　積木加傳感器的結(jié)合易于上手

圖4　跳蚤市場(chǎng)中酷樂宅展示

浙江省長(zhǎng)興縣洪橋鎮(zhèn)中心小學(xué)，作為一所農(nóng)村基層學(xué)校，受到經(jīng)濟(jì)條件和師資能力的制約，在研究與分析后，我們采用Arduino及積木相結(jié)合的方式，展開了基礎(chǔ)的創(chuàng)客教育。從玩具入手，學(xué)生極易接受，再將普通玩具改造成智能玩具，就實(shí)現(xiàn)了從玩家到創(chuàng)客的轉(zhuǎn)變。

機(jī)械原理與電路知識(shí)，對(duì)于小學(xué)生來說生澀難懂，但是通過這樣的操作，不僅突破了硬件與軟件銜接的障礙，而且會(huì)充分調(diào)動(dòng)起孩子愛動(dòng)手敢動(dòng)腦的天性。通過高效的小組合作，學(xué)生可以在3分鐘的時(shí)間內(nèi)自由拼搭出復(fù)雜的坦克，可以用最普通的塑料積木件及尋線傳感器，制作出小車循跡。在這樣的自由自在的舞臺(tái)上，他們就是最閃亮的星，他們就是蘊(yùn)藏在小學(xué)校園的創(chuàng)客高手。

但是，目前很多公司為了賺錢，把Arduino改裝或包裝一下出售，為了不讓客戶發(fā)現(xiàn)秘密，必須要包裝好，藏著掖著，我們稱這樣的硬件為不開源的硬件，學(xué)其內(nèi)容猶如隔靴搔癢，不但浪費(fèi)錢，而且浪費(fèi)時(shí)間，本來許多老師動(dòng)手能力就不強(qiáng)，被商家一忽悠，就更加迷茫了。這樣魚龍混雜的市場(chǎng)對(duì)基層學(xué)校開展創(chuàng)客教育造成了一定的困擾。

三、結(jié)構(gòu)件的延伸

除圖形化編程、Arduino主板和各種傳感器外，還有作品結(jié)構(gòu)的問題。對(duì)于結(jié)構(gòu)件有這樣幾種選擇：

1.利用生活中的器材

利用生活中的器材，類似于科技創(chuàng)新比賽中的作品，缺點(diǎn)是系統(tǒng)性不強(qiáng)，對(duì)老師和學(xué)生要求比較高，這類作品是一種最像創(chuàng)客行為的創(chuàng)客作品，用實(shí)際生活中器材改造，做出來的作品千變?nèi)f化，我們可以用圖畫、陶泥、布頭、冰條棒、木材、鐵罐、塑料瓶、鋁型材等器材制作出創(chuàng)客作品，這種材料對(duì)出身通用技術(shù)和科學(xué)的老師更加熟悉，對(duì)信息技術(shù)出身的老師要求會(huì)高一點(diǎn)。

2.利用3d打印機(jī)或激光切割機(jī)等工具做機(jī)械結(jié)構(gòu)

利用3d打印機(jī)或激光切割機(jī)等工具做機(jī)械結(jié)構(gòu)，這種做法可能比第一種還要難，熟練的技術(shù)工人都無(wú)法做好機(jī)械的整個(gè)體系，何況我們的老師和普通學(xué)生，它要求除了平面繪畫外和3D建模外，還得了解很多機(jī)械和結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，這恰恰是在校老師所最缺乏的，所以使用3d打印機(jī)和激光切割機(jī)對(duì)大部分初入門的老師來說還只是一種概念，有興趣的老師可以先學(xué)一下autocad和3D建模簡(jiǎn)單軟件，如草圖大師和123d等，等稍有基礎(chǔ)再買設(shè)備不遲，另外如果沒有那么多東西經(jīng)常要打印和切割的，網(wǎng)絡(luò)上有代工生產(chǎn)的，費(fèi)用比較低，不必購(gòu)買設(shè)備。

3.用積木做結(jié)構(gòu)件

用積木做結(jié)構(gòu)件，現(xiàn)行常見的積木有樂高類、螃蟹王國(guó)類、扁平洞洞板類（如龍?jiān)椒e木等），其中龍?jiān)椒e木實(shí)際上是一種玩具，學(xué)生非常喜歡，可以作為機(jī)械結(jié)構(gòu)，甚至可以做出機(jī)器人，另外可以把第一種和第二種方式結(jié)合到這種方式中，因?yàn)辇堅(jiān)綑C(jī)器人是一種洞洞板結(jié)構(gòu)，可以把生活生產(chǎn)中的材料、3d打印機(jī)制作出來的零件用螺絲安裝到積木上，作為目前創(chuàng)客教育初級(jí)階段的機(jī)械結(jié)構(gòu)的器材非常合適。它的缺點(diǎn)在于如果使用的人多了，會(huì)出現(xiàn)視覺疲勞，特別是參加比賽會(huì)讓評(píng)委產(chǎn)生千篇一律的感覺，但它作為教學(xué)和作品原型吸引學(xué)生進(jìn)入創(chuàng)客之門非常合適，因?yàn)樗鼘?duì)老師和學(xué)生的要求比較低，而且便宜，誰(shuí)都可以玩得起。

四、百花齊放，形散神聚

掌握了圖形化編程，微控制Arduino板，傳感器和機(jī)械結(jié)構(gòu)以后，創(chuàng)客教育的主體就出來了，它是創(chuàng)客教育的主干，一棵大樹除了主干外，還得有枝枝葉葉，才能形成豐富多彩的創(chuàng)客教育體系。但不管怎么樣，我們必須先要掌握主線，這樣才不會(huì)讓開展創(chuàng)客教育的老師感到迷茫，創(chuàng)客作品是千變?nèi)f化的，但教育必須要有系統(tǒng)性，先有規(guī)矩，才能成方圓，就像書法作品，創(chuàng)作不是亂涂亂畫，哪怕狂草也有其中主線，不然只能成為涂鴉。在這條主線中，我們要學(xué)會(huì)編程，學(xué)會(huì)動(dòng)手，學(xué)會(huì)機(jī)械，在動(dòng)手動(dòng)腦的過程中產(chǎn)生創(chuàng)意。

因此在創(chuàng)客教育初期，筆者認(rèn)為能夠掌握編程控制硬件，做出創(chuàng)客作品已經(jīng)非常不容易了，隨著入門后創(chuàng)作思維的提升，逐漸提升到藝術(shù)和工程上來，合科教育的模式已經(jīng)出現(xiàn)并在不斷發(fā)展。在基層中小學(xué)教師中，信息技術(shù)老師是最年青、最有活力、技術(shù)能力最好的一個(gè)群體，有條件并應(yīng)該走在創(chuàng)客教育的最前列。

五、設(shè)立特色課程

抓住主線，根據(jù)自己的特長(zhǎng)來安排學(xué)校課程，如果能滲透到常規(guī)教學(xué)中是最好的，如果不行，可以安排興趣小組活動(dòng)。有條件建設(shè)創(chuàng)客空間當(dāng)然好，沒有條件在機(jī)房中開展活動(dòng)也并不影響教學(xué)效果。在做完教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，給學(xué)生多一些感興趣的動(dòng)手動(dòng)腦的活動(dòng)，創(chuàng)客任務(wù)和作品就像給學(xué)生閱讀名著一樣開闊了眼界，增長(zhǎng)了見識(shí)，創(chuàng)客的器材讓學(xué)生對(duì)日常生活中的高科技產(chǎn)品不再陌生。

課程的建立是為學(xué)生服務(wù)的，在課程設(shè)立之初，浙江省洪橋鎮(zhèn)中心小學(xué)利用浙江省中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科學(xué)習(xí)平臺(tái)，對(duì)于4-6年級(jí)學(xué)生的興趣與愛好做了科學(xué)的調(diào)查與分析。

我們通過學(xué)生的興趣愛好，對(duì)創(chuàng)客的了解程度，綜合想象力及年齡特點(diǎn)加以分析，初步找出愛好創(chuàng)客，有創(chuàng)造力和想象力的學(xué)生，進(jìn)入社團(tuán)的創(chuàng)客班級(jí)試聽學(xué)習(xí)，在幾次試聽課結(jié)束后，會(huì)讓真正有興趣的孩子留下來，再根據(jù)學(xué)情來設(shè)立課程，才最為合理有效。通過數(shù)據(jù)分析，針對(duì)我們農(nóng)村學(xué)校的實(shí)際情況，在3-4年級(jí)，我們開設(shè)了Scratch趣味編程，5年級(jí)為簡(jiǎn)單的硬件入門，6年級(jí)會(huì)根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)與自身優(yōu)勢(shì)，給予更寬松的環(huán)境，讓學(xué)生自由創(chuàng)作。

唯一要注意的是學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)要重視，其實(shí)基層中小學(xué)老師開展創(chuàng)客教育很多都是無(wú)償奉獻(xiàn)的，如果還要老師自己出錢買器材，參與的老師將會(huì)更少。雖然創(chuàng)客教育可以不需要投入很多的錢，但必須要細(xì)水長(zhǎng)流，持續(xù)少量投入購(gòu)買作品所需器材，一次性買齊是不可取的，是一種浪費(fèi)的行為，因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)和創(chuàng)作的過程中要用到不同的器材才能做出千變?nèi)f化、與眾不同的作品。

六、結(jié)束語(yǔ)

創(chuàng)客是一個(gè)有分享精神的群體，創(chuàng)客教育也一樣，需要一個(gè)團(tuán)體，在這個(gè)團(tuán)體中，大家相互分享學(xué)習(xí)體會(huì)，相互的比賽不再是傳統(tǒng)意義上的競(jìng)爭(zhēng)，而是通過交流，提高自己，創(chuàng)客發(fā)展不是在同一條線上的，它是一個(gè)球上發(fā)出來的很多的射線，開始的時(shí)候大家可能在同一個(gè)球面上有很多交叉重疊，越發(fā)展，越會(huì)發(fā)現(xiàn)大家走的路是不同的，他山之石可以攻玉，相互學(xué)習(xí)和交流，共同提高是非常必要的，也正是因?yàn)檫@樣，才能防止千軍萬(wàn)馬過獨(dú)木橋，才能防止重復(fù)建設(shè)出現(xiàn)的浪費(fèi)，才能防止因?yàn)橄嗖钜环志鸵粋€(gè)在天，一個(gè)在地，才能防止因?yàn)槎嘁环?，你的人生就比我的更精彩?/p>

（編輯：郭桂真）

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1673-8454（2016）22-0016-03