智慧教室支持下的計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)創(chuàng)客教育研究

沈衍彤

（深圳大學(xué)師范學(xué)院，廣東 深圳 518061）

以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)為核心的新科技產(chǎn)業(yè)革命越演越烈，以此形成的新經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展并對(duì)新型人才產(chǎn)生迫切需求[1]，同時(shí)國(guó)家積極推進(jìn)“大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新”，創(chuàng)新成為新時(shí)代人才競(jìng)爭(zhēng)的標(biāo)簽?！兜仄骄€報(bào)告（2019 高等教育版）》指出，高校在推進(jìn)創(chuàng)新文化，培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才上發(fā)揮重要作用[2]，計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)人才更是這場(chǎng)革命的重要驅(qū)動(dòng)力。而目前大多高校的計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間和場(chǎng)所有限，學(xué)生難以熟練掌握專業(yè)技能，提升綜合能力素質(zhì)。高校計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的教學(xué)應(yīng)該更具創(chuàng)新與活力，在學(xué)生熟練掌握專業(yè)技能的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力和素養(yǎng)，以符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求。“互聯(lián)網(wǎng)+教育”為其提供了改革的潛力：以“創(chuàng)新、設(shè)計(jì)、實(shí)踐、分享”為核心特征的創(chuàng)客教育與創(chuàng)新人才改革的要求相吻合，與計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)技能培養(yǎng)目標(biāo)相契合；面向教育現(xiàn)代化的智慧教育也為高校改革提供了契機(jī)。計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的教學(xué)應(yīng)緊緊抓住“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的機(jī)會(huì)，結(jié)合當(dāng)下教學(xué)改革的熱點(diǎn)進(jìn)行改革。本文從計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的教學(xué)模式出發(fā)，結(jié)合創(chuàng)客教育與智慧教育的特質(zhì)，構(gòu)建一種智慧學(xué)習(xí)環(huán)境支持下的創(chuàng)客教學(xué)模式，希望能提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，促進(jìn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

1 計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)教學(xué)改革的必要性和可能性

1.1 計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)教學(xué)的現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式、教學(xué)體系仍存在很大缺陷，明顯滯后于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。首先，計(jì)算機(jī)行業(yè)本身具有很大的包容性，其市場(chǎng)與社會(huì)的其他領(lǐng)域深度結(jié)合，而目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)主要專注于自身的專業(yè)理論和專業(yè)技能的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，對(duì)其他領(lǐng)域和專業(yè)關(guān)注甚少。[3]其次，新時(shí)代的計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)應(yīng)該注重學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，但很多高校仍采用以教為中心的教學(xué)模式，形式單一，枯燥乏味，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。加上課時(shí)和學(xué)習(xí)場(chǎng)所的限制，課后師生溝通少，學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，綜合素養(yǎng)不高。

知識(shí)型輸入的教學(xué)模式顯然已不適應(yīng)如今的大眾化教育，難以應(yīng)對(duì)“學(xué)生在校時(shí)間的有限性和知識(shí)的無(wú)限性的矛盾”以及“教育的基礎(chǔ)性與探索與創(chuàng)造的未來(lái)性的矛盾”。[4]新時(shí)代下的計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的人才培養(yǎng)不僅要求學(xué)生掌握扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和技能，還需培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力與素質(zhì)，然而其專業(yè)的高素質(zhì)人才培養(yǎng)的意識(shí)有待加強(qiáng)、其傳統(tǒng)的教學(xué)模式有待改革。

1.2 創(chuàng)客教育與計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的聯(lián)結(jié)

創(chuàng)客教育是融合信息技術(shù)、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效教育模式，它將動(dòng)手操作、實(shí)踐體驗(yàn)理念融入各學(xué)科的教學(xué)過(guò)程[5]，成為學(xué)科教學(xué)改革的新型模式。計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)與創(chuàng)客教育有很高的契合度，二者的融合能構(gòu)建一種全新的教學(xué)模式。其一，計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的教學(xué)以程序設(shè)計(jì)、語(yǔ)言編程、電路與電子技術(shù)等相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用為主，實(shí)操性強(qiáng)；而創(chuàng)客注重實(shí)踐，電子技術(shù)與編程技術(shù)是創(chuàng)客常用的技術(shù)，與計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的技能培養(yǎng)要求非常契合。其二，創(chuàng)客教育強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新、設(shè)計(jì)、實(shí)踐、分享[6]，計(jì)算機(jī)的編程實(shí)際是一個(gè)創(chuàng)新和設(shè)計(jì)的過(guò)程，這與創(chuàng)客教育培養(yǎng)創(chuàng)新能力的理念一致。如果把創(chuàng)客教育融合到計(jì)算機(jī)專業(yè)中，創(chuàng)客教育的“做中學(xué)”理念還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)的能力，有利于解決學(xué)生實(shí)操機(jī)會(huì)不多、創(chuàng)新能力不足的問(wèn)題。其三，創(chuàng)客課堂具有整合性、研創(chuàng)性、協(xié)同性特征。[7]整合性指跨學(xué)科、跨領(lǐng)域?qū)W習(xí)，與計(jì)算機(jī)行業(yè)的包容性、多領(lǐng)域的特性不謀而合；而研創(chuàng)性和協(xié)同性則能促進(jìn)學(xué)生綜合能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。因此，把創(chuàng)客教育融合到計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的教學(xué)，一定程度上能夠提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

1.3 創(chuàng)客型智慧教室的技術(shù)支撐

我國(guó)目前的創(chuàng)客教育主要應(yīng)用于中小學(xué)的教育改革中，高校的創(chuàng)客教育則遇到很大的瓶頸。大部分高校的創(chuàng)客活動(dòng)都以創(chuàng)業(yè)大賽為主[8]，即使少數(shù)高校創(chuàng)辦了多學(xué)科整合、多領(lǐng)域融合的創(chuàng)客空間，但學(xué)生對(duì)此積極性不高，效果并不理想[9]。高校的創(chuàng)客活動(dòng)不同于中小學(xué)，其項(xiàng)目耗時(shí)長(zhǎng)、對(duì)技術(shù)要求高，而高校的學(xué)科課程有固定的課時(shí)，在技術(shù)要求和學(xué)時(shí)分配上難以實(shí)現(xiàn)在高校學(xué)科內(nèi)開設(shè)專門的創(chuàng)客課程。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和新一代智能技術(shù)的發(fā)展，為創(chuàng)客教育與高校學(xué)科整合提供了可能?！澳軆?yōu)化教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)、便利學(xué)習(xí)資源獲取、促進(jìn)課堂交互開展,具有情境感知和環(huán)境管理功能”[10]的智慧教室逐漸發(fā)展成熟。楊現(xiàn)民等人指出，要應(yīng)用好“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的資源生態(tài)，推進(jìn)創(chuàng)客教育的學(xué)習(xí)資源建設(shè)，并建立相關(guān)案例庫(kù)，探索其共享機(jī)制[11]。利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、泛在網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，把傳統(tǒng)的創(chuàng)客空間打造成創(chuàng)客型的智慧教室，能夠打破時(shí)空的限制，提升其教學(xué)環(huán)境、教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)管理，一定程度上能夠解決高校創(chuàng)客活動(dòng)時(shí)間不足、專業(yè)知識(shí)和技能針對(duì)性弱、共享性低等問(wèn)題，能很好地為創(chuàng)客教育實(shí)現(xiàn)共享和應(yīng)用模式。三者關(guān)系如圖1所示：

圖1 計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)人才培養(yǎng)、創(chuàng)客教育和創(chuàng)客型智慧教室之間的關(guān)系

創(chuàng)客型智慧教室通過(guò)融合新媒體新技術(shù)，建設(shè)集智能化教學(xué)、管理與服務(wù)于一體的創(chuàng)客學(xué)習(xí)平臺(tái)，搭配能夠遠(yuǎn)程訪問(wèn)的終端器材，為高校計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的創(chuàng)客教學(xué)模式提供技術(shù)支持。

綜上，計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)當(dāng)下亟需改變其教學(xué)模式以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的要求，其人才培養(yǎng)不僅要求具備扎實(shí)的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)技能，還需具有很強(qiáng)的創(chuàng)新能力和跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的知識(shí)儲(chǔ)備。創(chuàng)客教育與計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的融合是其教學(xué)模式改革的新途徑，創(chuàng)客型智慧教室則為二者的融合提供了技術(shù)上的支持。三者共同構(gòu)成了計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)新型教學(xué)模式的可能性。

2 面向計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的創(chuàng)客智慧教學(xué)的典型特征

2.1 智慧教室支持下的創(chuàng)客活動(dòng)

創(chuàng)客活動(dòng)主要發(fā)生在創(chuàng)客空間，傳統(tǒng)的創(chuàng)客空間有明顯的時(shí)間和空間限制，而創(chuàng)客活動(dòng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，活動(dòng)時(shí)間不固定，不利于學(xué)生開展創(chuàng)客活動(dòng)，創(chuàng)客型智慧教室則能很好地解決這個(gè)問(wèn)題。劉邦奇提出了智慧課堂3.0“云-臺(tái)-端”的基本架構(gòu)[12]，為教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)、學(xué)習(xí)資源獲取、促進(jìn)課堂交互、教學(xué)環(huán)境管理等方面提供了巨大的可行性。創(chuàng)客型智慧教室亦可以采用“云-臺(tái)-端”的體系架構(gòu)，利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)搭建智慧教室，創(chuàng)設(shè)虛實(shí)結(jié)合的交互化、數(shù)據(jù)化的智能創(chuàng)客學(xué)習(xí)環(huán)境，支持線上線下的學(xué)習(xí)和創(chuàng)客活動(dòng)。

其中，智能創(chuàng)客學(xué)習(xí)平臺(tái)為線上創(chuàng)客活動(dòng)的交流和實(shí)踐提供了可能，云服務(wù)則為學(xué)習(xí)平臺(tái)的數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)、處理和服務(wù)提供環(huán)境支撐。創(chuàng)客型智慧教室的計(jì)算機(jī)終端、移動(dòng)終端，麥克風(fēng)、窗簾、燈等環(huán)境終端和可聯(lián)接的創(chuàng)客活動(dòng)器材通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)與學(xué)習(xí)平臺(tái)相聯(lián)，這樣便實(shí)現(xiàn)了“云-臺(tái)-端”一體化的互聯(lián)，為師生線上和線下的學(xué)習(xí)、交流、分享、協(xié)作實(shí)踐帶來(lái)了便利。

2.2 豐富共享的創(chuàng)客教學(xué)資源

為了使學(xué)生在線下教學(xué)中有更多時(shí)間實(shí)踐、協(xié)作、向教師尋求指導(dǎo)，專業(yè)理論知識(shí)和與創(chuàng)客相關(guān)的理論知識(shí)需要放到課前和課后學(xué)習(xí)，兼顧其跨學(xué)科多領(lǐng)域的特征，豐富快捷的資源檢索尤為重要。對(duì)于計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，在知識(shí)學(xué)習(xí)上主要為本專業(yè)的知識(shí)學(xué)習(xí)，但由于跨學(xué)科性質(zhì)，學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)提供以計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)為主、創(chuàng)客知識(shí)和跨學(xué)科知識(shí)為輔的資源學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)資源包括系統(tǒng)自帶的資源庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)檢索資源、教師和學(xué)生上傳的共享資源庫(kù)等。其形式可以是圖片、動(dòng)畫、音頻、視頻、網(wǎng)頁(yè)等多樣的富媒體資源。其內(nèi)容包括多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課程、創(chuàng)客案例、專題學(xué)習(xí)等。在繁多復(fù)雜的資源中，學(xué)習(xí)平臺(tái)會(huì)根據(jù)學(xué)生的個(gè)性化推送學(xué)習(xí)資源或互聯(lián)網(wǎng)檢索的關(guān)鍵詞。另外，學(xué)習(xí)平臺(tái)也為教師提供了教學(xué)案例、教學(xué)設(shè)計(jì)等資源。師生可以在此自由瀏覽和分享學(xué)習(xí)資料、項(xiàng)目案例、課件等教學(xué)資源，上傳共享使得平臺(tái)的教學(xué)資源不斷豐富更新，為創(chuàng)客教學(xué)提供巨大的資源保障。

2.3 項(xiàng)目式的創(chuàng)客教學(xué)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是開展創(chuàng)客教育的典型特征之一，其創(chuàng)客教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的核心就是項(xiàng)目的設(shè)計(jì)[13]。這與計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的實(shí)踐項(xiàng)目有異曲同工之處，其創(chuàng)客教學(xué)適合以項(xiàng)目的形式開展。具體來(lái)說(shuō)，創(chuàng)客有電子創(chuàng)客、教育創(chuàng)客、文化創(chuàng)客等類型[14]。計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)強(qiáng)調(diào)知識(shí)學(xué)習(xí)和技術(shù)實(shí)踐，其創(chuàng)客活動(dòng)可以以電子創(chuàng)客為主，融入跨學(xué)科知識(shí)及其應(yīng)用[15]。項(xiàng)目式的創(chuàng)客活動(dòng)在其過(guò)程結(jié)合了“做中學(xué)”、探究性學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)和協(xié)作式學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式，能夠培養(yǎng)學(xué)生以創(chuàng)新能力為主的綜合能力素養(yǎng)。

3 面向計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的創(chuàng)客智慧教學(xué)模式構(gòu)建

3.1 創(chuàng)客型智慧教室設(shè)計(jì)

智慧教室支持的創(chuàng)客活動(dòng)是創(chuàng)客智慧教學(xué)的主要特征，借鑒劉邦奇的“云-臺(tái)-端”框架，打造線上與線下結(jié)合、虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的創(chuàng)客型智慧教室，其基本架構(gòu)如圖2所示：

圖2 創(chuàng)客型智慧教室的基本架構(gòu)

（1）智能創(chuàng)客學(xué)習(xí)平臺(tái)

智能創(chuàng)客學(xué)習(xí)平臺(tái)是支持創(chuàng)客課程教學(xué)的核心部分。包括學(xué)習(xí)資源庫(kù)、創(chuàng)客項(xiàng)目庫(kù)、檢索中心、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析、智能通訊、控制管理等功能模塊。平臺(tái)本身內(nèi)嵌計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)和創(chuàng)客相關(guān)的學(xué)習(xí)資源庫(kù)和項(xiàng)目庫(kù)，包含大量理論知識(shí)、案例分析、常用的學(xué)習(xí)鏈接等資源，同時(shí)可以通過(guò)檢索中心的互聯(lián)網(wǎng)檢索其他需要的資源。師生可以在平臺(tái)上方便快捷地搜索、上傳或下載資源。以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)為技術(shù)支撐的數(shù)據(jù)分析可以記錄師生的活動(dòng)情況，分析教師的教學(xué)情況和學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并進(jìn)行反饋，為師生推送合適的教學(xué)資源，幫助完成學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)包括知識(shí)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、創(chuàng)客活動(dòng)評(píng)價(jià)、教學(xué)環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)等。除了師生自主評(píng)價(jià)外，也可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析輔助評(píng)價(jià)。智能通訊則為師生進(jìn)行線上創(chuàng)客活動(dòng)，分享成品，討論交流，疑問(wèn)解答提供文字、音頻、視頻的即時(shí)交互。遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室能夠通過(guò)攝像頭和傳感器遠(yuǎn)距離查看和控制設(shè)備，允許參與者在分散的地點(diǎn)創(chuàng)建和進(jìn)行創(chuàng)客活動(dòng)并下載實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)[16]。一方面，師生可以隨時(shí)隨地在遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室完成創(chuàng)客作品的設(shè)計(jì)和程序調(diào)試，甚至進(jìn)行部分創(chuàng)客活動(dòng)。另一方面，遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室與智慧教室的工具器材終端互聯(lián)，可以對(duì)激光切割、3D打印等耗時(shí)較長(zhǎng)的活動(dòng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

（2）智能云服務(wù)

創(chuàng)客型智慧教室同時(shí)也為教師提供智能化教學(xué)和管理服務(wù)，為學(xué)生提供智能化的學(xué)習(xí)服務(wù)。包括學(xué)習(xí)資源的管理、教師的微課管理、學(xué)生信息數(shù)據(jù)的管理、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)管理、創(chuàng)客活動(dòng)管理等。

（3）智能終端

智能終端主要包括師生智能端，教學(xué)環(huán)境端和創(chuàng)客活動(dòng)相關(guān)的工具器材。師生智能端主要包括平板、電腦、手機(jī)等設(shè)備；教學(xué)環(huán)境端包括活動(dòng)桌椅、觸控一體機(jī)等教學(xué)設(shè)備；創(chuàng)客活動(dòng)相關(guān)的工具器材包括3D打印機(jī)、數(shù)控機(jī)床、焊接工具、五金零件、開源硬件等創(chuàng)客活動(dòng)常用器械，部分可與學(xué)習(xí)平臺(tái)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室相聯(lián)，通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)開展虛擬或真實(shí)的創(chuàng)客活動(dòng)。

3.2 創(chuàng)客教學(xué)活動(dòng)流程設(shè)計(jì)

面向計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的創(chuàng)客教學(xué)是線上線下結(jié)合、虛實(shí)結(jié)合的混合式教學(xué)。利用智能創(chuàng)客學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行課前、課中和課后的教學(xué)；遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室提供虛擬或現(xiàn)實(shí)的創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。根據(jù)Allen等人的觀點(diǎn)，創(chuàng)客學(xué)習(xí)的過(guò)程可以分為開始階段（Getting Started）、項(xiàng)目探索階段（Experimenting）、原型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)階段（Prototyping）、整合反饋階段（Integrating Feedback）[17]。其線上活動(dòng)以創(chuàng)客型智慧教室為依托，供師生課前和課后學(xué)習(xí)、交流分享。通過(guò)組織項(xiàng)目式創(chuàng)客活動(dòng)，學(xué)生以小組協(xié)作的形式在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)踐的過(guò)程中學(xué)習(xí)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)、實(shí)踐創(chuàng)新能力和協(xié)作能力。智能創(chuàng)客學(xué)習(xí)平臺(tái)的多種模塊功能在相應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)中發(fā)揮主要作用，而智能云服務(wù)和智能通訊為師生提供了即時(shí)通訊和管理服務(wù)，貫穿創(chuàng)客教學(xué)的整個(gè)過(guò)程。教學(xué)活動(dòng)的流程如圖3所示：

圖3 面向計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的創(chuàng)客智慧教學(xué)活動(dòng)流程

（1）開始階段

開始階段是創(chuàng)意的形成階段。教師首先根據(jù)實(shí)際觀察和系統(tǒng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的數(shù)據(jù)分析做好學(xué)情分析，確定教學(xué)目標(biāo)，并針對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)是創(chuàng)客教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，往往會(huì)影響整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的效果。Martinez認(rèn)為創(chuàng)客項(xiàng)目應(yīng)遵循8個(gè)原則：目的性和相關(guān)性、充足的時(shí)間安排、復(fù)雜性、高強(qiáng)度、聯(lián)結(jié)性、資源的可達(dá)性、分享性、新穎性[18]。其一，目的性和相關(guān)性?？偟膩?lái)說(shuō)，結(jié)合計(jì)算機(jī)編程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的項(xiàng)目偏重編程的實(shí)踐，以邏輯程序類和電子機(jī)械類的創(chuàng)客為主，學(xué)生在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，主要培養(yǎng)專業(yè)技能和創(chuàng)新能力。具體而言，根據(jù)具體的教學(xué)目標(biāo)來(lái)確定項(xiàng)目的目的性和相關(guān)性。其二，充足的時(shí)間安排。創(chuàng)客型智慧教室提供線上線下結(jié)合的學(xué)習(xí)環(huán)境和虛實(shí)結(jié)合的遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生學(xué)習(xí)和開展創(chuàng)客活動(dòng)，加上師生智能通訊的便利性，利用課堂和課余時(shí)間，便有充足的時(shí)間完成項(xiàng)目作品的制作。其三，復(fù)雜性和高強(qiáng)度性。由于學(xué)生的知識(shí)和能力水平的差異，創(chuàng)客項(xiàng)目由容易到困難，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，并整合多種學(xué)科知識(shí)，具有復(fù)雜性。其利用課堂和課外時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐，具有高強(qiáng)度性。其四，聯(lián)結(jié)性。教學(xué)活動(dòng)的開展并沒(méi)有局限于課堂，而是聯(lián)合線上線下和遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教與學(xué)，師生在課堂和課后都保持良好的交流和互動(dòng)。其五，資源的可達(dá)性。智能創(chuàng)客學(xué)習(xí)平臺(tái)提供大量的學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)客智慧教室具備常用的器械工具，學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)設(shè)備充足。其六，分享性和新穎性。分享是創(chuàng)客的重要特質(zhì)之一，在學(xué)生作品完成后教師在課堂和學(xué)習(xí)平臺(tái)上組織作品的展示、分享和評(píng)價(jià)。同時(shí)應(yīng)注意項(xiàng)目設(shè)計(jì)的新穎性，尤其計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)需擺脫枯燥的理論學(xué)習(xí)和編程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，一個(gè)新穎的項(xiàng)目往往能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)客活動(dòng)興趣和創(chuàng)新意識(shí)。總而言之，在創(chuàng)客項(xiàng)目的設(shè)計(jì)上，偏重計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)應(yīng)用，也應(yīng)注意與跨學(xué)科知識(shí)整合；同時(shí)考慮計(jì)算機(jī)專業(yè)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，設(shè)計(jì)的項(xiàng)目應(yīng)更具開放性和創(chuàng)新性。

由于課堂的時(shí)間有限，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)完畢后，教師在課前把項(xiàng)目及其要求發(fā)布到新的項(xiàng)目庫(kù)上，同時(shí)上傳學(xué)生需要學(xué)習(xí)的資源，包括教師制作的微課和其他線上學(xué)習(xí)資源。學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目的內(nèi)容和要求在平臺(tái)的資源庫(kù)查閱資料并通過(guò)文字、語(yǔ)音或視頻發(fā)表意見，共享學(xué)習(xí)，初步激發(fā)創(chuàng)意。

（2）項(xiàng)目探索階段

項(xiàng)目探索階段主要在課中實(shí)施。教師進(jìn)一步解釋說(shuō)明項(xiàng)目的具體要求，制定好項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)，并組織學(xué)生交流，教師會(huì)提出相應(yīng)的指導(dǎo)建議。接著教師組織小組分組。各小組根據(jù)教師的建議進(jìn)行組內(nèi)分享交流，完善創(chuàng)意，明確具體任務(wù)，制定詳細(xì)的計(jì)劃并確定小組各成員的分工。在學(xué)生制定計(jì)劃的過(guò)程中若遇到困難，教師應(yīng)及時(shí)給予合適的指導(dǎo)建議。師生在項(xiàng)目探索過(guò)程中可把需要記錄的重點(diǎn)信息保存至該項(xiàng)目庫(kù)上。

（3）原型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)階段

原型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)階段是學(xué)生的實(shí)踐階段，從原型設(shè)計(jì)到測(cè)試評(píng)估是一個(gè)不斷循環(huán)迭代優(yōu)化的“設(shè)計(jì)-再設(shè)計(jì)”過(guò)程。因此，作品的實(shí)現(xiàn)主要占用學(xué)生課后的時(shí)間，這就要求使用創(chuàng)客型智慧教室的遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室和即時(shí)通訊來(lái)保障師生的及時(shí)交互和項(xiàng)目的順利完成。當(dāng)學(xué)生課后無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)使用智慧教室時(shí)，可以通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室完成創(chuàng)客作品的調(diào)試和部分結(jié)構(gòu)制作。學(xué)生可以在虛擬環(huán)境下對(duì)作品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬搭建，根據(jù)系統(tǒng)模擬的情況來(lái)完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)把代碼傳輸至智慧教室里的電子模塊進(jìn)行程序調(diào)試；對(duì)于激光切割、3D打印的這些耗時(shí)長(zhǎng)、易進(jìn)行物聯(lián)的設(shè)備可以遠(yuǎn)程下達(dá)指令；在創(chuàng)客活動(dòng)中遇到的問(wèn)題可以通過(guò)查閱資源庫(kù)的相關(guān)資料或請(qǐng)求教師在遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作演示。教師則觀察學(xué)生的課中和線上活動(dòng)并給予指導(dǎo)。

（4）整合反饋階段

整合反饋階段為學(xué)生的成果展示和交流、師生的總結(jié)反思，主要在課堂和課后完成。課堂上學(xué)生把作品上傳至創(chuàng)客項(xiàng)目庫(kù)，教師組織學(xué)生進(jìn)行作品的展示、分享、交流、評(píng)價(jià)，針對(duì)學(xué)生的作品和整個(gè)項(xiàng)目的完成情況進(jìn)行總體評(píng)價(jià)并提出建議。課后師生可在學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)庫(kù)上進(jìn)行評(píng)價(jià)，總結(jié)反思整個(gè)活動(dòng)過(guò)程的不足，針對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行線上討論；教師總結(jié)反思在教學(xué)上的不足。

（5）教學(xué)評(píng)價(jià)階段

創(chuàng)客教學(xué)的評(píng)價(jià)應(yīng)該是多元的。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)包括形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)。從評(píng)價(jià)主體看，可以分為教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自我評(píng)價(jià)、小組同伴評(píng)價(jià)；從評(píng)價(jià)方式看，由于智能創(chuàng)客學(xué)習(xí)平臺(tái)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)庫(kù)會(huì)記錄師生線上活動(dòng)的全過(guò)程，可以依據(jù)評(píng)價(jià)庫(kù)的數(shù)據(jù)分析和師生線上評(píng)價(jià)、教師觀察、作品的質(zhì)量等因素進(jìn)行評(píng)價(jià)。教師主要通過(guò)參考平臺(tái)數(shù)據(jù)分析的評(píng)價(jià)、對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的創(chuàng)客活動(dòng)和學(xué)習(xí)活動(dòng)的觀察、線上的學(xué)習(xí)分享交流情況進(jìn)行評(píng)價(jià)；小組同伴根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的表現(xiàn)評(píng)價(jià)；自我評(píng)價(jià)注重項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)組內(nèi)貢獻(xiàn)程度和自身的反思。總結(jié)性評(píng)價(jià)根據(jù)成果展示中的作品的創(chuàng)意程度、技術(shù)應(yīng)用的復(fù)雜程度、完成程度評(píng)價(jià)。教師、小組同伴、學(xué)生自我進(jìn)入平臺(tái)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)有利于學(xué)生通過(guò)自我反思認(rèn)識(shí)自我、學(xué)習(xí)他人優(yōu)點(diǎn)，不斷提升創(chuàng)新素養(yǎng)和應(yīng)用技術(shù)能力。

4 面向計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的創(chuàng)客智慧教學(xué)案例分析

在計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)中選取教育技術(shù)學(xué)專業(yè)進(jìn)行創(chuàng)客教學(xué)分析。教育技術(shù)學(xué)本科專業(yè)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用相關(guān)的課程主要有數(shù)字媒體技術(shù)相關(guān)課程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)課程、編程語(yǔ)言類課程、數(shù)字電路類課程。其創(chuàng)客課程的設(shè)計(jì)可以偏重電子技術(shù)和編程技術(shù)。

以創(chuàng)客項(xiàng)目“班級(jí)音樂(lè)會(huì)”為例。在開始階段，教師首先根據(jù)學(xué)習(xí)者特征和學(xué)情需要設(shè)計(jì)項(xiàng)目“班級(jí)音樂(lè)會(huì)”。學(xué)生自學(xué)能力和思維能力強(qiáng)，教師無(wú)需為學(xué)生提供太多引導(dǎo)，學(xué)生應(yīng)擁有較大的自主性和自由度。學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，教師充當(dāng)指導(dǎo)者的角色?！鞍嗉?jí)音樂(lè)會(huì)”是教學(xué)后期的項(xiàng)目，這時(shí)的學(xué)生已完成了由易到難的各種項(xiàng)目，創(chuàng)客經(jīng)驗(yàn)豐富。結(jié)合平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析，學(xué)生編程能力和創(chuàng)客能力強(qiáng)，適合挑戰(zhàn)高難度的項(xiàng)目。根據(jù)Martinez提出的8個(gè)創(chuàng)客項(xiàng)目設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)復(fù)雜和高強(qiáng)度的項(xiàng)目“班級(jí)音樂(lè)會(huì)”，項(xiàng)目過(guò)程為8個(gè)課時(shí)。學(xué)生通過(guò)編程開源硬件和搭建結(jié)構(gòu)來(lái)模擬音樂(lè)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，如樂(lè)器演奏、燈光控制、唱歌舞蹈等。設(shè)計(jì)項(xiàng)目后在學(xué)習(xí)平臺(tái)的創(chuàng)客項(xiàng)目庫(kù)上創(chuàng)建新的文件夾“班級(jí)音樂(lè)會(huì)”，在整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程中與該項(xiàng)目相關(guān)的資源信息都可以上傳至該文件夾上。該項(xiàng)目可能涉及到的智能機(jī)器人相關(guān)編程對(duì)學(xué)生而言難度較大，教師可錄制相關(guān)微課并把相關(guān)的資源推送給學(xué)生。學(xué)生到平臺(tái)查看項(xiàng)目要求并在資源庫(kù)自主學(xué)習(xí)，線上交流初步的創(chuàng)意。

項(xiàng)目探索階段主要教學(xué)場(chǎng)所為創(chuàng)客型智慧教室。觸控一體機(jī)、活動(dòng)桌椅等為創(chuàng)客活動(dòng)的師生交互和小組協(xié)作帶來(lái)便捷。教師首先向?qū)W生闡述項(xiàng)目的具體標(biāo)準(zhǔn)：這是集體合作的項(xiàng)目，每個(gè)小組負(fù)責(zé)項(xiàng)目的一個(gè)作品，最后由各小組共同模擬演奏一場(chǎng)音樂(lè)會(huì)。利用活動(dòng)桌椅的便捷性，學(xué)生在教師的組織下分組討論項(xiàng)目設(shè)計(jì)的可能性，并通過(guò)觸控一體機(jī)與師生分享組內(nèi)創(chuàng)意。隨后教師結(jié)合其想法提出建議，確定小組的項(xiàng)目作品任務(wù)，學(xué)生根據(jù)任務(wù)，組內(nèi)完善創(chuàng)意并確定成員分工，其中有意義的資源和創(chuàng)意可隨時(shí)上傳至項(xiàng)目庫(kù)與組內(nèi)成員或其他師生分享。

在原型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)階段，各小組學(xué)生首先進(jìn)行原型設(shè)計(jì)，主要包括編程功能實(shí)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)搭建設(shè)計(jì)。如模擬樂(lè)器演奏可以采用音頻采集卡、電機(jī)、蜂鳴器、木板等開源硬件及器械進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和編程，隨后進(jìn)行作品制作和測(cè)試評(píng)估，不斷迭代優(yōu)化。這一階段除了線下的課堂外，還可借助智慧教室的線上功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)程訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室協(xié)助作品制作和測(cè)試，遇到困難時(shí)可在各個(gè)資源庫(kù)查閱資料或請(qǐng)求遠(yuǎn)程協(xié)助。教師則主要觀察學(xué)生線上和線下的學(xué)習(xí)活動(dòng)并給予及時(shí)的指導(dǎo)。

在整合反饋階段，各小組分享作品后共同演奏“音樂(lè)會(huì)”，隨后把各作品錄入班級(jí)的創(chuàng)客項(xiàng)目庫(kù)，師生以此進(jìn)行評(píng)價(jià)和總結(jié)反思。教學(xué)評(píng)價(jià)根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、線上學(xué)習(xí)活動(dòng)數(shù)據(jù)、項(xiàng)目的成果等方面由師生進(jìn)行形成性和總結(jié)性評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)亦可錄入評(píng)價(jià)系統(tǒng)以便為以后創(chuàng)客教學(xué)的設(shè)計(jì)開展提供數(shù)據(jù)分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

5 總結(jié)和展望

計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生存在專業(yè)素質(zhì)不高、創(chuàng)新能力不足等弊端，顯然不適應(yīng)新時(shí)代復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的背景下，計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)亟需突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以適應(yīng)信息化教學(xué)和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的特點(diǎn)。因而筆者提出計(jì)算機(jī)應(yīng)用類專業(yè)與創(chuàng)客教育相整合的教學(xué)模式，該模式以創(chuàng)客型智慧教室為依托，在線上線下結(jié)合、虛實(shí)結(jié)合的學(xué)習(xí)環(huán)境下，融合創(chuàng)客教育、以項(xiàng)目式小組協(xié)作的形式展開教學(xué)活動(dòng)。在項(xiàng)目式的創(chuàng)客活動(dòng)中，學(xué)生通過(guò)“做中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，拓展跨學(xué)科知識(shí)，提升專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和協(xié)作能力。創(chuàng)客活動(dòng)分為項(xiàng)目開始、項(xiàng)目探索、原型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、整合反饋、教學(xué)評(píng)價(jià)五個(gè)階段，每個(gè)階段融合了創(chuàng)客教育的理念，在智慧教室的支持下克服了要求學(xué)生掌握扎實(shí)的專業(yè)技能、提升創(chuàng)新能力與有限的學(xué)習(xí)時(shí)間和實(shí)踐機(jī)會(huì)之間的矛盾，保證了教學(xué)活動(dòng)的有序進(jìn)行，促進(jìn)了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力的培養(yǎng)。但其教學(xué)模式的構(gòu)建仍處于初級(jí)階段，創(chuàng)客型智慧教室的具體搭建仍需更加完善，其教學(xué)模式也需不斷在實(shí)踐檢驗(yàn)中改進(jìn)。