教師也創(chuàng)客

郝瑞輝　李行璐

本屆東盟-中日韓（10+3）教師科技研討會由中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會負責(zé)組織，江蘇漢博教育和“科技學(xué)堂”的培訓(xùn)團隊共同實施。此次教師科技研討會的主題是“to be a maker（教師也創(chuàng)客）”，旨在幫助科技教師了解創(chuàng)客的特點，以及開展創(chuàng)客教育的方法和策略，通過動手做的方式體驗創(chuàng)客活動，為各位教師在當(dāng)?shù)貙W(xué)校和社區(qū)開展創(chuàng)客教育奠定良好的基礎(chǔ)。科技教師將結(jié)合本國、本地區(qū)情況就創(chuàng)新青少年科技教育工作進行研討和觀摩交流，本次教師科技研討會以參與式主題培訓(xùn)的教師工作坊模式讓科技教師參與到創(chuàng)客活動中來。

課程內(nèi)容

主題1 設(shè)計新型紙夾

該主題活動旨在通過“設(shè)計新型紙夾”的活動，讓學(xué)員了解創(chuàng)客教育活動的基本流程，為后續(xù)的LED產(chǎn)品模型的設(shè)計與制作奠定基礎(chǔ)。該活動源于真實生活情境下某公司的困境：

國外一家公司正在尋找新型的紙夾。公司處境艱難，他們認(rèn)為新型的紙夾設(shè)計能夠讓他們重振雄風(fēng)。現(xiàn)在要依靠你的力量拯救公司，發(fā)揮你的想象力和創(chuàng)造力，發(fā)明一種新型紙夾。在對他們的紙夾銷售模式進行調(diào)查后，該公司歸納出設(shè)計要求。請在開始行動前參考這些要求。對你的所有思路進行實驗，畫出設(shè)計圖。選擇一種設(shè)計進行制作和測試，準(zhǔn)備展示你的模型。

學(xué)員們在充分了解背景信息之后，著手分析現(xiàn)有紙夾的特點。培訓(xùn)教師為學(xué)員準(zhǔn)備了十幾種現(xiàn)實生活中已有的紙夾，這些紙夾的形狀、顏色、材質(zhì)、特征等都不一樣。學(xué)員們需要分析這些紙夾的共性及特性，然后據(jù)此再設(shè)計并制作新型的紙夾。

各小組完成新型紙夾的交流與展示后，大家一起回顧設(shè)計紙夾的每個流程。培訓(xùn)教師分享了設(shè)計與發(fā)現(xiàn)的10大流程，在一定程度上幫教師們理清思路，抓住主線展開設(shè)計。設(shè)計流程就是讓大家從“想法”到“實物”，讓一個創(chuàng)新的想法落地，創(chuàng)造出一個可以解決生活中問題的模型。設(shè)計流程是指將某個項目從設(shè)計變?yōu)樵偷倪^程。設(shè)計流程的步驟是重復(fù)或循環(huán)的。這意味著，在設(shè)計產(chǎn)品的整個階段，設(shè)計者將在精煉思路的同時重復(fù)執(zhí)行這些步驟。

在活動的最后，培訓(xùn)教師以LED作為導(dǎo)入，請學(xué)員們以小組為單位圍繞LED討論并確定創(chuàng)客主題，這個選題將貫穿后續(xù)的3個主題活動。

主題2 開源硬件與創(chuàng)新設(shè)計

該主題活動的目的是讓學(xué)員在短時間內(nèi)了解開源硬件并學(xué)會簡單的編程，并將其應(yīng)用于LED創(chuàng)客產(chǎn)品的制作過程中。

該主題培訓(xùn)中主要使用的開源硬件包括Arduino UNO控制板和Seeed Studio傳感器擴展套裝，軟件方面采用的是Mixly圖形化編程軟件。讓學(xué)員在短時間內(nèi)對開源硬件和軟件熟悉并應(yīng)用，確實存在很大的困難。在培訓(xùn)過程中，培訓(xùn)教師采用任務(wù)驅(qū)動的方式，通過由簡入繁的方式，讓學(xué)員通過一個個任務(wù)的解決對硬件有了全面的了解。在軟件操作方面，同樣讓學(xué)員帶著任務(wù)和想法進行，而非一步步地進行指導(dǎo)，學(xué)員在實踐中出現(xiàn)問題后，教師再給予指導(dǎo)。經(jīng)過半天的課程學(xué)習(xí)，大多數(shù)學(xué)員能夠基本掌握開源硬件及各種傳感器的特征，并能夠簡單操作圖形化編程軟件，實現(xiàn)個性化程序的編輯。

通過對開源硬件和圖形化編程軟件的學(xué)習(xí)，學(xué)員們能夠更加先進地使用這個有利的創(chuàng)客工具實現(xiàn)他們的創(chuàng)新設(shè)計。在該主題學(xué)習(xí)結(jié)束后，各個小組又有了很多新奇的想法，準(zhǔn)備在主題3的活動中實現(xiàn)。

主題3 模型的制作與測試

在模型的制作與測試主題中，學(xué)員們正式進入創(chuàng)客活動的實操環(huán)節(jié)。培訓(xùn)教師引導(dǎo)大家進行項目設(shè)計圖的繪制及模型的制作。確定好設(shè)計要求后畫出設(shè)計圖，學(xué)員將為自己的項目制訂設(shè)計要求，并繪制出自己的創(chuàng)意，以便輕松地規(guī)劃他們的模型。培訓(xùn)教師向?qū)W員展示所有材料和工具，并簡要介紹相關(guān)材料的屬性和使用方法等。經(jīng)過以上準(zhǔn)備工作，學(xué)員們開始齊心合力制作出模型，并進行反復(fù)測試，不斷修改設(shè)計。

在此過程中，學(xué)員們充分利用主題2中所學(xué)到的開源硬件和軟件知識，并將其應(yīng)用到模型的制作中。例如，King小組在制作LucyTree的過程中，采用Mixly圖形化編程軟件進行模塊化編程，再采用相應(yīng)的開源硬件和其他輔助材料制作成一棵幸運樹。這棵樹上的LCD屏幕會隨機顯示love、happy、success、healthy、money和family字樣，按下相應(yīng)按鈕后，顯示屏上會隨機固定顯示其中1項，與此同時，樹上的全彩LED燈會不斷閃爍，以示慶祝。

主題4 模型的交流與展示

在最后的交流與展示環(huán)節(jié)，學(xué)員們以不同形式為大家進行作品展示。在活動開始前，培訓(xùn)教師向大家簡要介紹幾種常用的展示方式。請學(xué)員在采用海報的方式進行展示的基礎(chǔ)上，有選擇性地選擇其中幾種方式進行展示。在最后的交流與展示中，學(xué)員們采用的展示方式非常豐富，或情景模擬，或廣告推銷，或角色扮演，現(xiàn)場氣氛異常熱烈，學(xué)員們的創(chuàng)新思維碰撞出了激烈的火花。學(xué)員們在這個環(huán)節(jié)不僅是展示自己的作品，更多的是從其他小組的展示中進行學(xué)習(xí)與交流。

課程特色

以創(chuàng)客為主題，每個人都是創(chuàng)客

創(chuàng)客教育是基于問題和基于項目的學(xué)習(xí)，常常要求教師引導(dǎo)學(xué)生“像科學(xué)家那樣思考”或者“像專家那樣思考、解決問題”。創(chuàng)客教育的出發(fā)點是從解決一個實際問題開始，所有小組都是圍繞這個問題提供不同的解決方案，對于解決問題不作明確要求，充分發(fā)揮創(chuàng)客的聰明才智，創(chuàng)造出令人意想不到的產(chǎn)品。

在本次培訓(xùn)中，學(xué)員們圍繞LED尋找選題，由于LED在生活中的應(yīng)用非常廣泛，學(xué)員們在選題上可以有更大的發(fā)揮空間。從學(xué)員們的成果看，確實看到了很多意想不到的產(chǎn)品。例如，CoCo Lady小組設(shè)計了“光感自動窗簾模型”，窗簾會隨著光照的強弱自動開啟和關(guān)閉；TMT小組設(shè)計的是“炫彩T恤”，當(dāng)四周無光時，TMT型燈自動亮起，非?？犰?。Cool Teacher小組帶來的是“帶溫度及穿衣提醒功能的智能門禁”，這個作品使用了溫度傳感器、按鈕開關(guān)、蜂鳴器和LCD顯示屏。顯示屏?xí)崟r顯示屋外溫度，當(dāng)門打開時，若外界溫度低于設(shè)定溫度，則報警并在顯示屏上提示“穿外套”。

主題式參與培訓(xùn)：圍繞一個主題，通過系列活動創(chuàng)作出一個“產(chǎn)品”

本次培訓(xùn)采用參與式主題培訓(xùn)，即圍繞一個主題，通過系列活動創(chuàng)作出一個“產(chǎn)品”。從主題1設(shè)計新型紙夾，到主題4模型的交流與展示，這4個主題并非獨立進行，而是成為1個體系，讓學(xué)員由淺入深地了解創(chuàng)客，認(rèn)識創(chuàng)客，并成為1名創(chuàng)客。從設(shè)計新型紙夾活動人手，學(xué)員們了解了創(chuàng)客活動的基本流程。在主題2中，學(xué)員們經(jīng)歷了創(chuàng)客們必備的開源硬件及軟件的實踐，并將其輕松地應(yīng)用到LED產(chǎn)品模型的設(shè)計與制作中。包括最后的交流與展示，學(xué)員們完整體驗了創(chuàng)客活動的所有流程，他們親身參與到每個環(huán)節(jié)中，從實踐中感受作為一名創(chuàng)客的樂趣。

結(jié)語

本次教師科技研討會對于培訓(xùn)者來說是一個不小的挑戰(zhàn)，除了要克服語言交流上的困難，還在課程設(shè)計上花了很大的心思。由于培訓(xùn)對象來自于不同的國家和地區(qū)，他們有著不一樣的學(xué)科背景和知識背景，在課程設(shè)計上既不能太難，也不能沒有深度。通過這種參與式的主題培訓(xùn)，學(xué)員們既能輕松地融入培訓(xùn)活動的各個環(huán)節(jié)，也深入地掌握了開展創(chuàng)客活動的方法與策略。

教師科技研討會結(jié)束后，學(xué)員們對培訓(xùn)課程也給出了積極的反饋，他們表示非常喜歡教師工作坊形式的科技研討會，培訓(xùn)教師很有耐心，希望今后還有機會參加這樣的培訓(xùn)，回到自己家鄉(xiāng)后也會與同事分享本次培訓(xùn)的成果。很多教師留言說，通過本次培訓(xùn)活動，學(xué)到了很多之前未接觸的知識，例如創(chuàng)客流程、Arduino開發(fā)板、Mixly圖形化編程軟件、傳感器、草圖繪制，以及模型的轉(zhuǎn)化等。有部分學(xué)員是政府官員，他們留言道，之前覺得科學(xué)教育很難進行，能夠參加這樣的創(chuàng)客活動非常好，感謝主辦方提供這么好的培訓(xùn)課程，學(xué)到很多科學(xué)教育的內(nèi)容，希望以后還有機會參加類似的活動。有部分學(xué)員坦言，之前很少接觸電腦，通過本次培訓(xùn)活動學(xué)習(xí)了編程等電腦知識，整個活動過程充滿樂趣，給東盟學(xué)員一個很好的交流機會。