基于國(guó)家課程實(shí)施創(chuàng)客教育

謝作如

在《創(chuàng)客教育為什么要強(qiáng)調(diào)“造”》一文中，我曾經(jīng)提出“創(chuàng)客活動(dòng)具有社會(huì)化、平民化、強(qiáng)調(diào)動(dòng)手實(shí)踐等特點(diǎn)，是面向大眾的”。從這一點(diǎn)看，創(chuàng)客教育和以課外興趣小組形式開(kāi)展的科技創(chuàng)新活動(dòng)是有區(qū)別的：一個(gè)是普惠教育，一個(gè)是精英教育。既然以普及全體作為目標(biāo)，那創(chuàng)客教育必須要正兒八經(jīng)地進(jìn)入課堂，才有實(shí)現(xiàn)普惠的機(jī)會(huì)。2017年10月，教育部發(fā)布了《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》（下面簡(jiǎn)稱為《綱要》），第一次提出“創(chuàng)意物化”這一目標(biāo)，將“設(shè)計(jì)制作”作為綜合實(shí)踐活動(dòng)的重要活動(dòng)形式，并明確提出“有條件的學(xué)?？梢越ㄔO(shè)專用活動(dòng)室或?qū)嵺`基地，如創(chuàng)客空間等”?！毒V要》的發(fā)布為創(chuàng)客教育正式進(jìn)入國(guó)家課程體系，在基礎(chǔ)教育階段全面實(shí)施綜合實(shí)踐課鋪平了道路。

● 創(chuàng)客教育在《綱要》中的位置

《綱要》指出，綜合實(shí)踐活動(dòng)是從學(xué)生的真實(shí)生活和發(fā)展需要出發(fā)，從生活情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為活動(dòng)主題，通過(guò)探究、服務(wù)、制作、體驗(yàn)等方式，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的跨學(xué)科實(shí)踐性課程。這一定義突出了“真實(shí)生活”“跨學(xué)科實(shí)踐性”等要素，和創(chuàng)客教育倡導(dǎo)的“基于興趣，以造物為特征的跨學(xué)科學(xué)習(xí)”是一致的。

1.創(chuàng)意物化：綜合實(shí)踐活動(dòng)的四大目標(biāo)之一

綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的實(shí)施是希望學(xué)生能從個(gè)體生活、社會(huì)生活及與大自然的接觸中獲得豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，形成并逐步提升對(duì)自然、社會(huì)和自我之內(nèi)在聯(lián)系的整體認(rèn)識(shí)?！毒V要》中提出的綜合實(shí)踐活動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)分為價(jià)值體認(rèn)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、問(wèn)題解決、創(chuàng)意物化等方面。

“創(chuàng)意當(dāng)實(shí)現(xiàn)”是創(chuàng)客教育的第一驅(qū)動(dòng)力，繼承了來(lái)自全球性創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)和創(chuàng)客文化中近乎信仰的精神的內(nèi)核，“造物”一直是創(chuàng)客活動(dòng)的主要形式和核心特征，也是創(chuàng)客教育的重要“產(chǎn)出”性評(píng)價(jià)指標(biāo)。“創(chuàng)意物化”正是對(duì)創(chuàng)客教育“創(chuàng)意當(dāng)實(shí)現(xiàn)”內(nèi)核精神和“造物”實(shí)踐的總結(jié)和提煉?！毒V要》中將“創(chuàng)意物化”作為綜合實(shí)踐活動(dòng)四大目標(biāo)，自然而然地將創(chuàng)客空間、開(kāi)源硬件、數(shù)字化工具等要素連接起來(lái)。值得關(guān)注的是，《綱要》中提出了“產(chǎn)品”這一概念，且要求高于我們熟悉的“作品”，可見(jiàn)綜合實(shí)踐活動(dòng)將會(huì)引導(dǎo)更多的教師參與研究“基于產(chǎn)品的學(xué)習(xí)”這一新教學(xué)模式。

2.設(shè)計(jì)制作：綜合實(shí)踐活動(dòng)的四大方式之一

根據(jù)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的目標(biāo)，學(xué)校和教師要基于學(xué)生發(fā)展的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)活動(dòng)主題和具體內(nèi)容，并選擇相應(yīng)的活動(dòng)方式。其中“創(chuàng)意物化”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，對(duì)應(yīng)的是設(shè)計(jì)制作活動(dòng)方式。

設(shè)計(jì)制作指學(xué)生運(yùn)用各種工具、工藝（包括信息技術(shù)）進(jìn)行設(shè)計(jì)，并動(dòng)手操作，將自己的創(chuàng)意、方案付諸現(xiàn)實(shí)，轉(zhuǎn)化為物品或作品的過(guò)程，如動(dòng)漫制作、編程、陶藝創(chuàng)作等，它注重提高學(xué)生的技術(shù)意識(shí)、工程思維、動(dòng)手操作能力等。在活動(dòng)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生手腦并用，靈活掌握、融會(huì)貫通各類知識(shí)和技巧，提高學(xué)生的技術(shù)操作水平、知識(shí)遷移水平，體驗(yàn)工匠精神等，其關(guān)鍵要素包括創(chuàng)意設(shè)計(jì)、選擇活動(dòng)材料或工具、動(dòng)手制作、交流展示物品或作品、反思與改進(jìn)等。

綜合實(shí)踐活動(dòng)方式的劃分其實(shí)是相對(duì)的，不同活動(dòng)要素可以彼此滲透、融合貫通。同樣，設(shè)計(jì)制作活動(dòng)方式承載的也并不僅僅是“創(chuàng)意物化”目標(biāo)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)制作往往是基于真實(shí)生活提出問(wèn)題，最終解決問(wèn)題并以“物化”的形式服務(wù)于生活，只要教學(xué)設(shè)計(jì)得當(dāng)，價(jià)值體認(rèn)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、問(wèn)題解決等目標(biāo)也能在設(shè)計(jì)制作的過(guò)程中得到一定程度的達(dá)成。

3.跨學(xué)科學(xué)習(xí)：推薦活動(dòng)主題中的重要導(dǎo)向

為了更好地理解和落實(shí)綜合實(shí)踐活動(dòng)的目標(biāo)，《綱要》在附件中提供了160多個(gè)推薦主題活動(dòng)。這些活動(dòng)主題分別是以某一種活動(dòng)方式為主來(lái)呈現(xiàn)的，但實(shí)際上還包含多種活動(dòng)方式。雖然《綱要》對(duì)推薦的活動(dòng)主題不做硬性規(guī)定，僅供學(xué)校選擇參考，但這些活動(dòng)主題都經(jīng)過(guò)精心選擇，很多主題能體現(xiàn)出跨學(xué)科的元素，如設(shè)計(jì)制作方向的推薦主題中具有明顯的跨學(xué)科特色。

● 綜合實(shí)踐活動(dòng)“設(shè)計(jì)制作”主題案例展示

在創(chuàng)客教育中，學(xué)生常常會(huì)同時(shí)采用各種技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題，這些技術(shù)中會(huì)涉及軟件和硬件，是一項(xiàng)非常綜合的學(xué)習(xí)活動(dòng)。而無(wú)論是信息技術(shù)課程還是通用技術(shù)課程，在技術(shù)上都有著明顯的界限，沒(méi)有做到軟硬兼施。《綱要》中定義的設(shè)計(jì)制作活動(dòng)恰好融合了信息技術(shù)和勞動(dòng)技術(shù)，與創(chuàng)客教育倡導(dǎo)的“跨界”非常一致。雖然，《綱要》的附件推薦的主題活動(dòng)劃分了信息技術(shù)和勞動(dòng)技術(shù)方向，看起來(lái)是割裂的，但很多活動(dòng)主題是相互融合的。例如，兩個(gè)方向的推薦主題都涉及到3D打印、模型制作和單片機(jī)。又如，“二維三維的任意變換”主題要求“使用紙模型軟件將三維建模軟件生成的立體圖案，轉(zhuǎn)化成為二維的平面打印機(jī)可以打印的平面圖紙，并且通過(guò)折紙粘貼等方式制作立體模型”。

《綱要》強(qiáng)調(diào)了教學(xué)預(yù)設(shè)與生成的關(guān)系，擔(dān)心“以單一、僵化、固定的模式去約束所有班級(jí)、社團(tuán)的具體活動(dòng)過(guò)程，會(huì)剝奪學(xué)生自主選擇的空間”。因而，《綱要》編寫(xiě)者明確提出了綜合實(shí)踐活動(dòng)不提倡編寫(xiě)教材，這也是出于對(duì)學(xué)生“創(chuàng)造性”的發(fā)展考慮。但正如馬斯洛提出的“當(dāng)手里只有一把錘子的時(shí)候，所有的問(wèn)題看起來(lái)都是釘子”。學(xué)生只有不斷掌握一些新的造物工具，如3D打印機(jī)、開(kāi)源硬件、CNC等，才能有新的“設(shè)計(jì)”創(chuàng)意，“制作”出更多的“產(chǎn)品”。因而，教師在設(shè)計(jì)“設(shè)計(jì)制作”活動(dòng)的時(shí)候，可以參照“探究-體驗(yàn)-應(yīng)用”的模式來(lái)安排學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，以達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果，具體的活動(dòng)設(shè)計(jì)可以參考下面的兩個(gè)案例。

1.案例展示：程序世界中的多彩花園

借助計(jì)算機(jī)程序畫(huà)圖，其實(shí)也可以理解為用“繪圖”的方式來(lái)學(xué)習(xí)編程，這是一種很好的寓教于樂(lè)的教學(xué)方式。因?yàn)閷?duì)于兒童來(lái)說(shuō)，“畫(huà)畫(huà)”比“文字處理”更具有活力，能充分發(fā)揮自己的想象進(jìn)行創(chuàng)作。繪畫(huà)屬于藝術(shù)范疇，但是用程序繪畫(huà)不僅需要熟練的計(jì)算機(jī)編程知識(shí)，還需要扎實(shí)的數(shù)學(xué)知識(shí)，如坐標(biāo)、角度、曲線方程、正弦函數(shù)等。繪制的圖形可以使用圖像處理軟件，結(jié)合文字編輯軟件進(jìn)行二次編輯。當(dāng)圖案繪出后再打印出來(lái)，學(xué)生進(jìn)行上色，可以創(chuàng)造出類似秘密花園的填色書(shū)作品。

根據(jù)使用工具和繪圖要求的不同，“程序世界中的多彩花園”主題可以在小學(xué)高年級(jí)和初中階段使用?？梢赃x擇的工具很多，小學(xué)高年級(jí)可以使用Scratch，初中可以使用Scratch、Processing和Matlab。其中，小學(xué)的設(shè)計(jì)可以參考圖1。

2.案例展示：用計(jì)算機(jī)做科學(xué)實(shí)驗(yàn)

計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為重要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)工具，同時(shí)實(shí)驗(yàn)也是信息技術(shù)學(xué)科一種新的教學(xué)組織形式。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，探究活動(dòng)圍繞著信息的獲取、存儲(chǔ)、分析、表達(dá)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的信息素養(yǎng)和計(jì)算思維，還培養(yǎng)了他們跨學(xué)科解決問(wèn)題的能力。例如，學(xué)生用計(jì)算機(jī)研究日常生活中已有數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，掌握一些數(shù)據(jù)分析軟件的基本用法；也可以用計(jì)算機(jī)程序獲取傳感器實(shí)時(shí)采集的信息，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以驗(yàn)證之前的假設(shè)，甚至發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律；還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源獲取大數(shù)據(jù)，初步感受大數(shù)據(jù)時(shí)代研究和決策的方法。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫(xiě)成專業(yè)的科學(xué)論文，以提高探究真實(shí)問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)新規(guī)律的能力，從數(shù)據(jù)的角度重新理解科學(xué)探究的一般過(guò)程，建立一種更大格局的科學(xué)觀。

小學(xué)高年級(jí)和初中階段都可以利用一些數(shù)字工具，如Arduino、micro：bit之類的開(kāi)源硬件做科學(xué)實(shí)驗(yàn)。教學(xué)的開(kāi)展不需要專用的教學(xué)環(huán)境，但需要準(zhǔn)備一些教具，如能夠采集外界數(shù)據(jù)的傳感器和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，小學(xué)和初中可以根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展設(shè)計(jì)不同的主題，也鼓勵(lì)教師自制教具自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。其中，初中的活動(dòng)設(shè)計(jì)可以參考圖2。

● 承載創(chuàng)客教育的綜合實(shí)踐活動(dòng)實(shí)施建議

據(jù)調(diào)研，雖然在國(guó)家課程設(shè)置中小學(xué)和初中階段并沒(méi)有信息技術(shù)課程，但考慮信息技術(shù)對(duì)數(shù)字土著的重要性，絕大多數(shù)地區(qū)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，還是單獨(dú)開(kāi)設(shè)了這一學(xué)科。從2005年開(kāi)始，很多信息技術(shù)教師都在期待國(guó)家能夠出臺(tái)義務(wù)教育階段的信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)?！毒V要》發(fā)布后，義務(wù)教育階段的信息技術(shù)學(xué)科歸屬已經(jīng)塵埃落定，綜合實(shí)踐活動(dòng)成為義務(wù)教育階段實(shí)施信息技術(shù)教育的重要陣地?！毒V要》中特意提出，“要充分發(fā)揮信息技術(shù)對(duì)于各類活動(dòng)的支持作用，有效促進(jìn)問(wèn)題解決、交流協(xié)作、成果展示與分享等”。

從2011年民間創(chuàng)客教育社群“貓友匯”成立開(kāi)始，一些信息技術(shù)教師有意無(wú)意地進(jìn)入了STEM、STEAM、創(chuàng)客教育的隊(duì)伍，并逐步成為創(chuàng)客教育的骨干力量。在創(chuàng)客教育的新階段，信息技術(shù)教師要抓住《綱要》發(fā)布的契機(jī)，利用創(chuàng)客教育豐富多樣的裝備載體和活動(dòng)形式實(shí)施綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的“設(shè)計(jì)制作”教學(xué)。這樣不僅可以解決綜合實(shí)踐活動(dòng)的師資問(wèn)題，還可以提高綜合實(shí)踐活動(dòng)的跨學(xué)科水準(zhǔn)和學(xué)習(xí)的深度。在創(chuàng)客教育開(kāi)源、分享理念的支持下，綜合實(shí)踐活動(dòng)的課程資源也有望得到一定程度的緩解?？傊瑒?chuàng)客教育和綜合實(shí)踐活動(dòng)的聯(lián)姻，有利于基礎(chǔ)教育國(guó)家課程各學(xué)科之間的深度融合，有利于新課改和新高考方案的實(shí)施，有利于綜合性、創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)，長(zhǎng)遠(yuǎn)看更是一件利國(guó)利民的大好事。