創(chuàng)客教育背景下創(chuàng)意電子課堂形式變革

李壯

我國推行創(chuàng)客教育的初衷是希望青少年通過體驗(yàn)創(chuàng)客式的經(jīng)歷，從小就接受創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)具有中國特色的創(chuàng)客教育。創(chuàng)客教育興起后，相關(guān)的社團(tuán)活動也應(yīng)運(yùn)而生，如機(jī)器人、創(chuàng)意編程、3D打印等。部分學(xué)校基于社團(tuán)活動，以比賽為突破口，對少部分學(xué)生進(jìn)行精英化培訓(xùn)，通過比賽打開創(chuàng)客教育在本校的局面，這是一種較為直接有效的路徑。但與此同時(shí)，要想真正推廣這種教育方式，讓更多學(xué)生受益，單單憑借少數(shù)的比賽和活動是無法實(shí)現(xiàn)的。課堂才是教師的主陣地，是學(xué)生日常獲取知識最普遍的渠道，教師不應(yīng)該忽視課堂教學(xué)，而應(yīng)該從創(chuàng)客教育的核心理念出發(fā)，從學(xué)生的真實(shí)需要出發(fā)，在完成教學(xué)的同時(shí)設(shè)計(jì)并構(gòu)建新型的課堂模式，以普惠大多數(shù)學(xué)生，提高他們的動手能力與創(chuàng)造力，讓創(chuàng)客教育在學(xué)校健康發(fā)展。基于這樣的目的，本文從教學(xué)理念、教學(xué)環(huán)境、學(xué)生評價(jià)三個(gè)方面介紹了創(chuàng)意電子課堂形式的轉(zhuǎn)變。

教學(xué)觀念的改變：從知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)橐詥栴}為導(dǎo)向

教師在設(shè)計(jì)課程時(shí)往往將講清楚知識點(diǎn)作為第一位，而創(chuàng)客教育的目的則是希望學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識創(chuàng)造性地解決生活中的問題?？梢?，單從知識傳授的角度已經(jīng)無法滿足對學(xué)生能力的培養(yǎng)。在現(xiàn)代社會中，無論是從事科學(xué)研究還是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，找到一個(gè)好的問題往往比解決問題更重要，為了培養(yǎng)未來的創(chuàng)新型人才，創(chuàng)客課程可以將一個(gè)好的問題作為出發(fā)點(diǎn)，站在解決問題的角度去設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生基于問題進(jìn)行思考并形成解決方案，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)哪些知識的學(xué)習(xí)有助于問題的解決，然后通過教師的引導(dǎo)對知識內(nèi)容進(jìn)行自主探究，最終達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

教學(xué)環(huán)境的改變：從“井田式”轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ軈^(qū)域劃分

1.材料區(qū)

為了讓學(xué)生能夠在課堂中充分實(shí)現(xiàn)自己的想法，教師提供了豐富的造物工具，大多數(shù)以開源硬件和傳感器為主。如圖1所示，材料區(qū)內(nèi)部的劃分方式為“N+X”：“N”代表學(xué)生之前學(xué)過的傳感器及相關(guān)硬件，可根據(jù)需要自行選擇;“X”則代表本節(jié)課重點(diǎn)講解的傳感器，學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)使用。這樣的設(shè)置有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)新內(nèi)容的同時(shí)，綜合運(yùn)用已學(xué)知識進(jìn)行創(chuàng)造。例如，在《坐姿矯正器》這節(jié)課中，所有學(xué)生均使用了超聲波傳感器探測距離，而在“報(bào)警提示”這一功能的實(shí)現(xiàn)上，充分發(fā)揮了各自的想象，如LED燈閃爍提示、蜂鳴器報(bào)警提示、舵機(jī)帶動警示牌旋轉(zhuǎn)提示等。

2.自學(xué)區(qū)

創(chuàng)客教育更多地強(qiáng)調(diào)動手實(shí)踐，在創(chuàng)造中學(xué)習(xí)。為了培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，我們在課堂中設(shè)置了自學(xué)區(qū)，如上頁圖2所示。該區(qū)域提供了各類傳感器的連接圖、所用程序模塊以及測試方法，這些學(xué)習(xí)資源均以圖文教程的方式呈現(xiàn)。為方便使用，我們使用二維碼技術(shù)將其存儲在互聯(lián)網(wǎng)中，學(xué)生僅需要使用Pad掃描即可進(jìn)行自學(xué)。通過二維碼平臺的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在《坐姿矯正器》這節(jié)課中，共有22名學(xué)生對超聲波傳感器的二維碼進(jìn)行掃描，有2名學(xué)生對LED燈的二維碼進(jìn)行掃描，這些數(shù)據(jù)在一定程度上反映了學(xué)生對不同知識的掌握情況。

3.操作區(qū)與分享區(qū)

在項(xiàng)目制作之前，教師通過課堂觀察，每組選擇一名具有領(lǐng)導(dǎo)力的學(xué)生作為組長，組員的分配則是從學(xué)生技能、性格等多方面綜合考慮劃分的。操作區(qū)的功能主要是為學(xué)生提供足夠大的空間，讓學(xué)生以小組為單位討論并制作項(xiàng)目。分享區(qū)為學(xué)生提供了展示的空間，在完成項(xiàng)目后，每組要從作品創(chuàng)意、材料選擇、制作過程、作品演示等多個(gè)方面進(jìn)行介紹。在“矯正坐姿”這一主題下，學(xué)生共完成了三種不同風(fēng)格與想法的坐姿矯正器。

①功能性較強(qiáng)的坐姿矯正器。該組利用超聲波傳感器探測人們在寫字時(shí)是否低頭，若傳感器檢測前方距離變小，則證明坐姿不正確，LED亮起，蜂鳴器報(bào)警。該組學(xué)生在課上完成基礎(chǔ)功能后，還利用3D打印技術(shù)做成了最終產(chǎn)品，如圖3所示。

②趣味性較強(qiáng)的坐姿矯正器。該組同樣利用超聲波傳感器探測前方距離，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人坐姿錯誤時(shí)，舵機(jī)旋轉(zhuǎn)并帶動舵機(jī)上“手掌形狀”的紙殼轉(zhuǎn)動，達(dá)到提醒的目的，如圖4所示。

③場景性較強(qiáng)的坐姿矯正器。該組考慮到現(xiàn)在學(xué)生之間都是同桌兩人一組，所以利用了兩個(gè)超聲波傳感器進(jìn)行探測，只要有一位學(xué)生低頭就會報(bào)警，同時(shí)提醒兩個(gè)人注意坐姿，如圖5所示。

學(xué)生能夠生發(fā)出如此豐富的想法與項(xiàng)目，正是由于教室區(qū)域的合理分配，提供了足夠豐富的材料，從而激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)造的欲望，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力與動手能力的目的。

學(xué)生評價(jià)的改變：從語言性評價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S度、數(shù)據(jù)化的評價(jià)

在課堂中，評價(jià)與分享是非常重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)。在多數(shù)課程中，考試往往是最常見的評價(jià)學(xué)生能力的方法，雖然部分教師也會關(guān)注發(fā)展性評價(jià)，但往往難以量化。為了讓學(xué)生更清晰地認(rèn)識自己本節(jié)課的表現(xiàn)，我校教師自主研發(fā)了創(chuàng)客項(xiàng)目在線平臺，實(shí)現(xiàn)了發(fā)展性評價(jià)。每節(jié)課的小組作品均會上傳至網(wǎng)站，通過該平臺讓教師、家長以及其他學(xué)生共同參與評價(jià)，幫助學(xué)生對項(xiàng)目進(jìn)一步改進(jìn)。該平臺可獲取大量的過程性數(shù)據(jù)，例如，學(xué)生項(xiàng)目每個(gè)階段的完成時(shí)間、項(xiàng)目受歡迎程度的過程曲線、項(xiàng)目所用技術(shù)的更新、項(xiàng)目所獲支持的虛擬金幣等。通過數(shù)據(jù)挖掘的方式，可分析出學(xué)生針對一個(gè)問題是否有自己獨(dú)特的想法，是否能夠通過自主探究的方式正確使用傳感器，是否在項(xiàng)目匯報(bào)時(shí)有清晰的邏輯表達(dá)等，從而以相對客觀的方式評估學(xué)生的創(chuàng)造力、動手能力、學(xué)習(xí)能力以及表達(dá)能力。

通過各方面綜合分析后我們發(fā)現(xiàn)，該創(chuàng)客課程的實(shí)踐得到了學(xué)生較好的反饋。隨著時(shí)間的推移，系統(tǒng)顯示，學(xué)生更新項(xiàng)目的進(jìn)度越來越頻繁，所研究的問題越來越復(fù)雜，所應(yīng)用的技術(shù)越來越豐富，所參與的創(chuàng)客活動次數(shù)呈遞增趨勢。在結(jié)果性評價(jià)中，通過項(xiàng)目答辯、作品虛擬售賣等方式，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力以及表達(dá)能力均有顯著提高。

新型的課堂形式不僅對學(xué)生提出了更高的要求，對教師來說更是一種挑戰(zhàn)。在《坐姿矯正器》這節(jié)課的講授中，教師需要做到三個(gè)把控：①對學(xué)生項(xiàng)目構(gòu)思的把控。在學(xué)生項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)較少的情況下，可能會出現(xiàn)其項(xiàng)目構(gòu)思太簡單或太難的情形，此時(shí)教師需要在學(xué)生想法的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，幫助其在符合自身知識技能水平的前提下完成項(xiàng)目。②對學(xué)習(xí)難點(diǎn)的把控。部分學(xué)生在自學(xué)時(shí)可能仍然無法正確使用器材進(jìn)行創(chuàng)作，此時(shí)需要教師有效地引導(dǎo)學(xué)生解決疑難點(diǎn)。③對項(xiàng)目進(jìn)度的把控。由于課堂時(shí)間有限，教師需要時(shí)刻關(guān)注各組項(xiàng)目的進(jìn)展情況，避免學(xué)生在選擇材料與外觀設(shè)計(jì)上浪費(fèi)大量時(shí)間，要將重點(diǎn)放在功能設(shè)計(jì)上，以達(dá)到解決問題的目的。

創(chuàng)客教育正處于蓬勃發(fā)展的階段，創(chuàng)客教師應(yīng)該緊跟時(shí)代的步伐，站在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的最前沿，將創(chuàng)客教育的理念與數(shù)字化工具相融合，有意識地對自己的課堂進(jìn)行改變，轉(zhuǎn)化教與學(xué)的方式，努力為學(xué)生營造舒適良好的創(chuàng)造環(huán)境，為學(xué)生提供最優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)客課堂。