在科學(xué)教學(xué)中實施創(chuàng)客教育初探

劉曼晴

2016年7月，筆者參加了“多彩創(chuàng)客，智能無限”貴州省首屆青少年創(chuàng)客教育教師培訓(xùn)，認(rèn)識到創(chuàng)客教育是一項鼓勵創(chuàng)造、實踐和分享的面向全體學(xué)生甚至全體人民的教育，并引發(fā)了筆者及所在學(xué)校在科學(xué)教學(xué)中落實創(chuàng)客教育的探索與實踐。

一、確定適合開展創(chuàng)客教育的內(nèi)容與形式

解讀2017年1月頒布的義務(wù)教育《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》可以發(fā)現(xiàn)，技術(shù)與工程領(lǐng)域是新增加的內(nèi)容，它需要學(xué)生綜合多學(xué)科的知識，在實踐活動中體會“做中學(xué)”，積累動手解決問題的經(jīng)驗，認(rèn)識科學(xué)技術(shù)對個人生活和社會發(fā)展的影響。為此，科學(xué)教師要更新教育觀念，開創(chuàng)適合新課標(biāo)的教學(xué)途徑。而科學(xué)課涉及知識領(lǐng)域較寬，教師要通過這門課程引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識適應(yīng)和改造世界，創(chuàng)客教育提供了最好的理念和方法。

科學(xué)教師在每周的教研活動時間學(xué)習(xí)創(chuàng)客教育的理念與內(nèi)容，包括3D One、Scratch、開源套件、機(jī)器人的拼裝方法及編程控制、模型的制作及使用、科學(xué)DV的制作、水火箭發(fā)射等。對于新的理念與知識，教師們也要從零開始，并需要充分利用一切可以學(xué)習(xí)的機(jī)會，如參加各種相關(guān)培訓(xùn)，依靠專家引領(lǐng)，參考與借鑒各種成功的作品和案例。在一年多的時間里，教師們于教學(xué)實踐中不斷更新知識，提高能力，營造愛學(xué)、樂學(xué)的氛圍，與學(xué)生一起成長。

通過科學(xué)課實施創(chuàng)客教育是面向全體學(xué)生的，教師要善于把握時機(jī)，引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生大膽實踐自己的創(chuàng)想，同時也要善于為學(xué)生搭建廣闊的平臺。在校領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，學(xué)校成立了三個科技社團(tuán)，分別是3D社團(tuán)、Scratch社團(tuán)和機(jī)器人社團(tuán)，并配備了兩個社團(tuán)教室：一個是3D教室，裝備了40臺電腦和4臺3D打印機(jī)；另一個是Scratch、機(jī)器人教室，裝備了40臺電腦。學(xué)校積極打造創(chuàng)客空間，鼓勵異想天開和大膽創(chuàng)造，令許多學(xué)生流連忘返。

二、有效利用科學(xué)課堂開展創(chuàng)客教育

科學(xué)課程中的內(nèi)容與生活緊密相連。學(xué)生往往容易在課堂里學(xué)習(xí)了科學(xué)知識，卻不能在實際中運用。教師要善于發(fā)現(xiàn)和挖掘，讓學(xué)生能夠使用技術(shù)實現(xiàn)自己的想法。比如在生命科學(xué)領(lǐng)域，教師讓學(xué)生自己設(shè)計制作一個孵蛋器，學(xué)生很快畫出了設(shè)計圖，但是卻沒有可操作性，很沮喪。教師抓住這個時機(jī)，向?qū)W生介紹Scratch開源硬件，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識并選用恰當(dāng)?shù)墓ぞ?，來幫助判定孵蛋時的溫度是否保持在35～42攝氏度，學(xué)生頓時解開了眉頭。

又如在物理領(lǐng)域，學(xué)生學(xué)會電路連接方法后，教師讓學(xué)生為一個新房屋設(shè)計并制作電路，學(xué)生在設(shè)計圖中安排了聲控?zé)?、防盜警報、雙開雙控、太陽能電源……很多想法讓人贊嘆，頗有新意。這時候，只差用作品來實現(xiàn)想法了。學(xué)生經(jīng)過討論達(dá)成共識，用紙盒來搭建房屋，用模塊電路和LED燈完成照明系統(tǒng)，但是遇到聲控、防盜警報、雙開雙控、太陽能電源等問題時就犯難了。于是教師又利用這個機(jī)會，向?qū)W生介紹解決這些問題的相關(guān)開源硬件。學(xué)生立刻又充滿信心，投入制作。雖然學(xué)生的作品往往是不成熟的，但只要他們敢想敢做，總會有更好的作品出現(xiàn)，并且能力會不斷提高。

三、以科學(xué)課題引領(lǐng)創(chuàng)客教育

可利用科學(xué)課題研究活動，確定學(xué)生缺失的系統(tǒng)知識，再以小項目學(xué)習(xí)的方式，讓學(xué)生參與實踐。以2017年科學(xué)組課題“有效利用區(qū)域環(huán)境對學(xué)生進(jìn)行植物科普教育的實踐研究”為例，學(xué)生平時對植物的認(rèn)識不夠豐富和系統(tǒng)，在這一實踐研究中，可以讓學(xué)生從了解校園里的植物開始。以往，學(xué)生使用硬紙卡片為學(xué)校的樹木掛牌，但經(jīng)過日曬雨淋，卡片都損壞了。教師以此為由，向?qū)W生提出了以小組合作的方式為校園植物制作二維碼的任務(wù)。具體要求如下：

1.各組通過上網(wǎng)和查閱書籍的方式收集整理校園植物信息；

2.思考如何把大量的植物信息通過二維碼介紹給大家；

3.確定用哪種軟件來制作植物二維碼；

4.討論使用哪種材料制作二維碼更便于為植物“配戴”，并能長期保存；

5.完成二維碼的制作。

學(xué)生抱著極大的熱情投入活動，收集了大量校園植物的圖片與文字資料，但是卻不知道如何把植物信息與二維碼結(jié)合，這時教師將通過必要的演示和指導(dǎo)，教會學(xué)生如何應(yīng)用二維碼制作生成器軟件，然后由學(xué)生親自把收集到的植物圖文信息做成二維碼圖片。進(jìn)入選材料階段后，學(xué)生經(jīng)過討論，決定用塑料制作二維碼，這樣能夠更好地適應(yīng)戶外條件并長期保留，但是要怎樣制作呢？教師再利用這一時機(jī)自然地引入3D打印技術(shù)。以上完整的實踐過程，充分利用了每周一次的社團(tuán)活動時間，學(xué)生在教師的引導(dǎo)與幫助下，逐漸掌握了如何用3D One自己設(shè)計植物二維碼，學(xué)會了將平面二維碼轉(zhuǎn)化成立體二維碼，并對新科技的興趣越來越濃厚，學(xué)習(xí)熱情越來越高。當(dāng)學(xué)生用3D打印技術(shù)把自己設(shè)計的二維碼制作出來之后，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生用丙烯顏料把二維碼凸出的部分刷上顏色，既美觀又便于掃描。

通過這一活動，學(xué)生開始用自己學(xué)到的知識去關(guān)注所生活小區(qū)的植物、關(guān)注整個地區(qū)的植物及整個世界的植物，既達(dá)成了科學(xué)教學(xué)的目標(biāo)，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)客精神。

四、利用科技活動推動創(chuàng)客教育

學(xué)校積極組織學(xué)生參加各種科技活動，展示新技術(shù)，發(fā)明新事物。每年可以參加的校外常規(guī)活動有：全國創(chuàng)新實踐大賽、貴州省3D建模比賽、貴州省創(chuàng)客嘉年華、貴陽市機(jī)器人大賽、觀山湖區(qū)科技藝術(shù)節(jié)等。在各種科技海選活動和比賽中，使學(xué)生有更多機(jī)會應(yīng)用知識去實踐創(chuàng)新。學(xué)生在活動中收獲了獎項與名次，開闊了視野，進(jìn)一步提升了對科學(xué)的興趣與學(xué)習(xí)熱情。

學(xué)校也會舉辦校內(nèi)科技節(jié)以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)作并普及科技知識。科技節(jié)的活動內(nèi)容由全體科學(xué)教師協(xié)商制定，內(nèi)容包括：3D建模、Scratch開源設(shè)計制作、機(jī)器人入場、投籃、足球三對三、四驅(qū)車拼裝及軌道賽、科技小制作發(fā)明、科學(xué)DV、科幻畫等，活動主陣地就是學(xué)校的創(chuàng)客空間，活動項目的設(shè)置與全國創(chuàng)新實踐大賽保持一致。在2016年學(xué)校科技節(jié)活動中，社團(tuán)學(xué)生的3D模型展吸引了各年級的學(xué)生參觀與學(xué)習(xí)，更有學(xué)生用Scratch等軟件制作的小游戲受到大家歡迎。以上的各種科技活動在創(chuàng)客教育中發(fā)揮了積極影響，在全體師生心中播下了“創(chuàng)客”的種子，并使這些種子悄悄萌芽，慢慢長大。

綜上，科學(xué)是一門實踐性、綜合性較強(qiáng)的課程，科學(xué)教師正在向多樣性科技應(yīng)用的方向轉(zhuǎn)變，并需要通過不斷探索，結(jié)合學(xué)生實際、生活實際，設(shè)計學(xué)生想做和能做的活動，利用多樣性的方法和技術(shù)，幫助學(xué)生走出書本，走出校園，關(guān)注生活，發(fā)展實踐能力，開創(chuàng)新的生活和新的世界。

（責(zé)任編輯 郭向和）