高中階段技術(shù)課開展創(chuàng)客教育的研究

張明升

【摘 要】創(chuàng)客教育正在掀起一股席卷全球的教育變革浪潮?；A(chǔ)教育中低年級開展創(chuàng)客教育實(shí)施的很好。在高中階段，學(xué)生的心智發(fā)展、認(rèn)知水平已經(jīng)有了長足的進(jìn)步，此時將創(chuàng)客教育有機(jī)地納入教學(xué)過程中，不僅是學(xué)校的責(zé)任和義務(wù)，而且必將對學(xué)生的未來發(fā)展奠定下良好的基礎(chǔ)。高考的壓力的原因高中階段學(xué)生開展創(chuàng)客教育受到了制約。本課題研究的內(nèi)容是在技術(shù)課基礎(chǔ)上融合數(shù)學(xué)、物理和藝術(shù)推進(jìn)的創(chuàng)客，不占用其它學(xué)科時間，積極探索一種適合普通高中的創(chuàng)客教育形式，研究開發(fā)適合高中階段創(chuàng)客的校本課程。

【關(guān)鍵詞】高中技術(shù)；創(chuàng)客教育

中圖分類號： G633.94 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）23-0228-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.103

1 課題界定及理論依據(jù)

1.1 課題界定

創(chuàng)客教育正在掀起一股席卷全球的教育變革浪潮。小學(xué)和初中開展創(chuàng)客教育實(shí)施的很好。在高中階段，學(xué)生的心智發(fā)展、認(rèn)知水平已經(jīng)有了長足的進(jìn)步，此時將創(chuàng)客教育有機(jī)地納入教學(xué)過程中，不僅是學(xué)校的責(zé)任和義務(wù)，而且必將對學(xué)生的未來發(fā)展奠定下良好的基礎(chǔ)。但由于高考的壓力高中階段創(chuàng)客教育受到約束。本課題研究的內(nèi)容是在技術(shù)課基礎(chǔ)上融合數(shù)學(xué)、物理和藝術(shù)推進(jìn)的創(chuàng)客，不占用其它學(xué)科時間，積極探索一種適合普通高中的創(chuàng)客教育形式，研究開發(fā)適合高中階段創(chuàng)客的校本課程。

1.2 理論依據(jù)

（1）做中學(xué)（Learning by Doing）

實(shí)用主義教育理論

創(chuàng)客教育讓學(xué)生在真實(shí)的項(xiàng)目中開展協(xié)作，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，尋找解決方案，完成作品創(chuàng)作，強(qiáng)調(diào)了動手操作和實(shí)踐體驗(yàn)是獲取知識的途徑，這與“從做中學(xué)”和“教學(xué)做合一”的理念是一脈相承的。

（2）情境學(xué)習(xí)（Situated Learning）

“合法的邊緣性參與”

創(chuàng)客教育可以給于學(xué)生“情境學(xué)習(xí)”中“合法的邊緣性參與”的機(jī)會。在實(shí)踐共同體中，圍繞真實(shí)的問題情境，在導(dǎo)師的指導(dǎo)和共同體成員的幫助下，學(xué)習(xí)者由淺入深不斷地解決各種難題，其所掌握的專業(yè)知識與技能也在不斷豐富，這不斷推動其沿著旁觀者、參與者到成熟實(shí)踐的示范者的軌跡前進(jìn)——即從合法的邊緣性參與者逐步成長為實(shí)踐共同體中的核心成員。

（3）在制作中學(xué)習(xí)（Learning by Making）

建構(gòu)主義（Constructionism）

在創(chuàng)客教育過程中，學(xué)習(xí)者借助于技術(shù)工具和來自導(dǎo)師及學(xué)習(xí)伙伴的幫助，通過動手制作來實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)意作品，并在線上社區(qū)或線下創(chuàng)客空間或Maker Faire進(jìn)行展示分享。這極為符合建構(gòu)主義主張應(yīng)該讓學(xué)習(xí)者主動地參與一些外在作品的創(chuàng)作，同時讓他們有機(jī)會表達(dá)自己的看法及與他人分享想法，通過制作來學(xué)習(xí)的理念。

2 選題背景及研究現(xiàn)狀評述

2.1 選題背景

在現(xiàn)行學(xué)校教育體系中，總體來說，課程的設(shè)置方式是按照學(xué)科專業(yè)條塊劃分、彼此各自割裂的。這種處理方法在知識表述和教學(xué)的邏輯上有其合理性，但是，這種設(shè)置方式導(dǎo)致學(xué)生從各門學(xué)科中所習(xí)得的知識和技能之間難以建立有意義的聯(lián)系，這一點(diǎn)也是有目共睹的。

創(chuàng)客教育的開展正改變著教育教學(xué)活動。創(chuàng)客教育能夠很好地豐富教學(xué)資源，網(wǎng)上、網(wǎng)下開放的創(chuàng)客空間的建立，使學(xué)生現(xiàn)實(shí)自己的創(chuàng)新創(chuàng)意思想成為可能。創(chuàng)客教育的教學(xué)進(jìn)程變被動接受為主動控究，拒絕將面的知識直接教給學(xué)生，注重創(chuàng)設(shè)學(xué)生探究的問題情境，讓其自主探索并合作解決問題。教師不再是知識的“霸主”，學(xué)生成為知識學(xué)習(xí)的主體，師生間由“授一受”的單向知識傳導(dǎo)走向平等地多向交互溝通，成為了平等的合作伙伴關(guān)系。

2.2 研究現(xiàn)狀

創(chuàng)客空間已不再神秘，特別是對于學(xué)生這樣一批正在汲取知識的青年人。創(chuàng)客這一群體，成年人很多，大學(xué)生也不少，但在這個舞臺上唯獨(dú)少了高中生。山東省無棣第一中學(xué)是一所普通城鎮(zhèn)高級中學(xué)，大部分學(xué)生來自農(nóng)村，動手能力較差，學(xué)生在課余時間總會愿意把時間花費(fèi)在參加體育或是藝術(shù)類活動上，而經(jīng)常對于科技活動避而遠(yuǎn)之，并喊著口號，說那些都是很高大上的東西，自己做不來。想著動手做東西的人都是那些技術(shù)很高的任，仿佛很聰明天生會做。

3 課題研究目標(biāo)及主要內(nèi)容

3.1 課題研究目標(biāo)

創(chuàng)客教育的目標(biāo)在于培育一大批動手操作能力強(qiáng)，敢于實(shí)現(xiàn)自己想法的高中生小創(chuàng)客。

學(xué)科知識：能夠有效地建構(gòu)和應(yīng)用高中數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科內(nèi)容知識，將事實(shí)性知識、概念性知識發(fā)展成高級規(guī)則類知識，實(shí)現(xiàn)從陳述性知識向程序性知識的轉(zhuǎn)變；

創(chuàng)新與創(chuàng)造：能夠通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐與制造，將失敗當(dāng)成促進(jìn)成長的新機(jī)會，以生成新的創(chuàng)意與問題解決方法；

合作溝通：能夠與他人共享知識和資源、多樣化的觀點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)，共同達(dá)成小組目標(biāo)，并形成積極、互賴的協(xié)作關(guān)系；能夠通過不同方式有效地闡述自己的觀點(diǎn)，積極傾聽，理解聽眾并建立聯(lián)結(jié)。

3.2 主要內(nèi)容

根據(jù)我校的目前情況，創(chuàng)客的主要內(nèi)容：

（1）編程思維的建立

在今后很長的一段時間里，利用編程控制物體運(yùn)動將會成為主流，日常生活工作中離不開編程思維。所以作為高中學(xué)生，必須要理解編程思維和學(xué)會編程，目前我校選修的《算法與程序設(shè)計(jì)》可以幫助學(xué)生掌握一門計(jì)算機(jī)語言；通用技術(shù)課的《技術(shù)與設(shè)計(jì)》都可以幫助學(xué)生。目前比較流行和通用的圖形化編程環(huán)境是Scratch。這種編程模式降低了編程技術(shù)的難度，讓普通的學(xué)生都能夠花很少時間迅速掌握編程，控制硬件，做出自己想做的作品。

（2）簡單硬件的入門

除了學(xué)好計(jì)算機(jī)語言，我們還需要計(jì)算機(jī)語言控制硬件，目前最容易上手的硬件是Arduino及其傳感器。Arduino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。

（3）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。一是利用生活中的器材，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)，對老師和學(xué)生要求比較高，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，鋁型材等等器材制作出我們的創(chuàng)客作品。

4 本課題采用的研究方法

（1）實(shí)地調(diào)查法，走進(jìn)學(xué)生當(dāng)中調(diào)查學(xué)生的現(xiàn)有水平。

（2）問卷調(diào)查法，對學(xué)生發(fā)放問卷，以了解其學(xué)生現(xiàn)有知識水平。

（3）文獻(xiàn)研究法，通過文獻(xiàn)資料提高理論水平，了解學(xué)生的情況。

（4）個案研究法，研究我校不同教齡段學(xué)生的共性和個性，找出問題和不足，歸納普遍性問題，探究其深層次原因。

（5）對比分析法，對比我校不同級部學(xué)生和不同年齡段學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。

5 本課題主要觀點(diǎn)和創(chuàng)新之處

5.1 主要觀點(diǎn)

高中階段的創(chuàng)客教育可以在技術(shù)課的基礎(chǔ)上以開源軟硬件為主要發(fā)力方向，通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)，創(chuàng)建學(xué)習(xí)環(huán)境，給學(xué)生提供真實(shí)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生通過協(xié)作與自主學(xué)習(xí)方式共同完成預(yù)定目標(biāo)，并分享作品成果，從而達(dá)到在不占用其它學(xué)科課時的情況下培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，創(chuàng)新思維的目的。

5.2 創(chuàng)新之處

（1）把開源硬件，scratch編程等創(chuàng)客技術(shù)納入高中課堂；

（2）創(chuàng)建真實(shí)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境，采用項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式激發(fā)學(xué)生們的創(chuàng)新意識；

（3）以社團(tuán)活動和校本課程為主要形式，做到興趣為先，人盡其才，全面發(fā)展，為提高學(xué)生綜合素質(zhì)服務(wù)，為學(xué)生創(chuàng)業(yè)服務(wù)。

（4）不影響高考科目教學(xué)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。

6 研究發(fā)現(xiàn)或結(jié)論

隨著技術(shù)課堂的推進(jìn)學(xué)生動手能力得到了提高，通過作品的展示，使得學(xué)生們很有成就感，從而更加激發(fā)了學(xué)生們的創(chuàng)新意思。

在這實(shí)踐研究半年多的時間里，學(xué)生們參加了市創(chuàng)新大賽獲得一等獎，參加了山東省青少年機(jī)器人大賽獲得一等獎，參加了濱州市首屆創(chuàng)客大賽獲得一等獎，指導(dǎo)學(xué)生獲得專利12個。學(xué)生的成功讓我們倍感欣慰。

這一年里，在我校全體教師的共同支持下，在我們課題組老師的積極學(xué)習(xí)、研討、探索下，我們已經(jīng)基本上形成了自己的教學(xué)模式。此模式需要教師積極利用技術(shù)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，多渠道收集教學(xué)信息，各組形成合力，資源共享，有效地做好課前準(zhǔn)備工作。

6.1 分析和討論

高中階段學(xué)生們的創(chuàng)新思維很活躍，但時間不夠，學(xué)生們實(shí)踐的機(jī)會不多，限制了學(xué)生們創(chuàng)新的物化能力，阻礙了創(chuàng)客教育的進(jìn)展。不同學(xué)生的興趣點(diǎn)不同，動手能力和理論學(xué)習(xí)能力不同統(tǒng)一的創(chuàng)客項(xiàng)目不適合所用同學(xué)，不能很好的進(jìn)行因材施教和分層教學(xué)。

6.2 建議

計(jì)劃開展《創(chuàng)客教育中技術(shù)分層教學(xué)的應(yīng)用研究》課題的研究，解決不同層次學(xué)生，不同興趣愛好學(xué)生的不同創(chuàng)客需求。

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