信息技術(shù)教師推進(jìn)學(xué)校創(chuàng)客教育的策略探究

□唐進(jìn)曄

創(chuàng)客由英文Maker 而來，譯意為創(chuàng)造者、制造者。2009 年前后，創(chuàng)客教育發(fā)端于國外的“車庫DIY”，逐漸與STEM 教育、機(jī)器人教育、人工智能編程教育等緊密相聯(lián)。2016 年，《教育信息化“十三五”規(guī)劃》正式提出，“積極探索信息技術(shù)在創(chuàng)客教育等新模式中的應(yīng)用”。五年多來，廣東、上海、山東、北京、浙江、江蘇等地諸多中小學(xué)校積極推進(jìn)創(chuàng)客教育，并且總結(jié)出一定的經(jīng)驗(yàn)做法，但目前尚未形成高度成熟的教育模式。由于在軟件系統(tǒng)、硬件技術(shù)、電子器件封裝、人工智能編程等方面的突出優(yōu)勢，信息技術(shù)教師逐步確立中小學(xué)校創(chuàng)客教育先行者和主力軍的角色定位，在推進(jìn)學(xué)校創(chuàng)客教育過程中做出諸多積極探索，形成不少行之有效、可以借鑒的實(shí)踐策略與教育模式。

一、堅(jiān)定推進(jìn)創(chuàng)客教育的職責(zé)擔(dān)當(dāng)

依據(jù)南京師范大學(xué)調(diào)研反饋，在推進(jìn)創(chuàng)客教育的中小學(xué)校中，約90%的創(chuàng)客教師由信息技術(shù)教師擔(dān)任，承擔(dān)培養(yǎng)適應(yīng)未來發(fā)展的大批“小創(chuàng)客”的重要職責(zé)。之所以需要堅(jiān)定推進(jìn)創(chuàng)客教育的職責(zé)擔(dān)當(dāng)，主要基于如下方面的考量：

創(chuàng)客教育屬性的本質(zhì)要求。創(chuàng)新創(chuàng)造是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的第一動力，亦是創(chuàng)客教育和素質(zhì)教育的核心追求。概括而言，創(chuàng)客教育的基本導(dǎo)向就在于引導(dǎo)成年人和青少年不再做事物的消費(fèi)者，而是要爭當(dāng)事物的創(chuàng)造者。發(fā)明創(chuàng)新和創(chuàng)造不再是少數(shù)實(shí)驗(yàn)室科研人員、軟硬件開發(fā)人員的特有行為，亦不再局限于發(fā)生在研究機(jī)構(gòu)和高等院校，轉(zhuǎn)而具有更大可能、更多機(jī)會，由不同年齡、學(xué)科、專業(yè)、資歷等各類創(chuàng)客，在教室、家庭、車間等各種不同場合來完成。而創(chuàng)客并非天生，需要?jiǎng)?chuàng)客教師的正確引領(lǐng)與精心培養(yǎng)。在學(xué)校創(chuàng)客教育中，信息技術(shù)教師具有更大份額的職責(zé)擔(dān)當(dāng)。

教育改革走勢的內(nèi)在需求。20世紀(jì)40 年代，陶行知先生就提出，“六大解放”是創(chuàng)新創(chuàng)造的前提條件，是引領(lǐng)學(xué)生走上創(chuàng)新創(chuàng)造之路的重要指南。步入21 世紀(jì)的今天，走進(jìn)以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”為主要特征的信息化時(shí)代，迫切需要加快發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，充分發(fā)展智能教育，謀劃推動信息技術(shù)與教育教學(xué)的常態(tài)化融合應(yīng)用以及全方位創(chuàng)新，而創(chuàng)客教育是重大趨勢之一。若想讓學(xué)生成為創(chuàng)客，創(chuàng)客教師就必須先成為育人理念先進(jìn)、知識結(jié)構(gòu)合理、操作策略系統(tǒng)、創(chuàng)新素養(yǎng)一流的“領(lǐng)航創(chuàng)客”。

二、更新推進(jìn)創(chuàng)客教育的科學(xué)理念

2016 年，中國電子學(xué)會隸屬的創(chuàng)客教育專門委員會針對“創(chuàng)客教育”強(qiáng)調(diào)“使用數(shù)字化工具造物”的基本要求，并就項(xiàng)目化學(xué)習(xí)、實(shí)操性DIY、智能化編程、跨學(xué)科解決問題等內(nèi)容界定完整概念內(nèi)涵，其中提到創(chuàng)意、制造、現(xiàn)實(shí)“三大”核心關(guān)鍵詞，分別指向創(chuàng)客教育的起點(diǎn)、過程和結(jié)果。因此，高質(zhì)量地推進(jìn)創(chuàng)客教育，至少需要更新如下三點(diǎn)科學(xué)理念：

起點(diǎn)方面：堅(jiān)持創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力從娃娃抓起。中小學(xué)生所處的6—18 歲年齡段，是大腦發(fā)育和心智發(fā)展的奠基期，亦是創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力培養(yǎng)的黃金期。信息技術(shù)教師應(yīng)該創(chuàng)設(shè)更多實(shí)驗(yàn)實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)造的機(jī)會，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，不斷地催生與眾不同的創(chuàng)意，尋求將現(xiàn)實(shí)問題訴求于教育以及解決于動手的有效方法。

過程方面：堅(jiān)持價(jià)值引領(lǐng)重于技能訓(xùn)練。創(chuàng)客教育重在應(yīng)用新技術(shù)、新產(chǎn)品，但傳遞給學(xué)生創(chuàng)客更重要的不僅僅是技術(shù)與產(chǎn)品，而是蘊(yùn)含的以創(chuàng)新、開源、分享、合作為主要成分的價(jià)值觀與方法論，強(qiáng)調(diào)事業(yè)的成功更多地取決于創(chuàng)新而非守舊，以及個(gè)人的進(jìn)步更多地取決于分享而非占有。比如，Arduino 電路設(shè)計(jì)圖向外界免費(fèi)開源，既是為了規(guī)范生產(chǎn)程序或標(biāo)準(zhǔn)，更是為了倡導(dǎo)按照個(gè)性需求加以改進(jìn)。

結(jié)果方面：堅(jiān)持“學(xué)中做、仿中學(xué)”向“做中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”轉(zhuǎn)變。教育家陶行知強(qiáng)調(diào)，“教學(xué)做是一件事，不是三件事”，“不在做的方面下功夫，教則不成為教，學(xué)也不成為學(xué)”。創(chuàng)客教育的指導(dǎo)思想恰恰在于由“學(xué)中做”轉(zhuǎn)向“做中學(xué)”、由“循規(guī)學(xué)”轉(zhuǎn)向“自主學(xué)”、由“親自做”轉(zhuǎn)向“一起做”。無論是客觀實(shí)在的物質(zhì)發(fā)明，還是意識形態(tài)的理念創(chuàng)新，都可以通過創(chuàng)意思維、動手制造和創(chuàng)新實(shí)踐的結(jié)果，檢驗(yàn)學(xué)生創(chuàng)客對所學(xué)知識技能的理解水平與應(yīng)用效率。

三、完善推進(jìn)創(chuàng)客教育的綜合素養(yǎng)

在推進(jìn)創(chuàng)客教育過程中，教師往往擔(dān)當(dāng)引發(fā)創(chuàng)意設(shè)計(jì)、布置學(xué)習(xí)任務(wù)、調(diào)控制造進(jìn)程、整理創(chuàng)客資源和匯總創(chuàng)新成果等多種角色定位?？梢哉f，創(chuàng)客教育對創(chuàng)客教師提出更高工作要求，需要大數(shù)據(jù)計(jì)算、人工智能編程、機(jī)器人仿生學(xué)、藝術(shù)審美、機(jī)械制造等諸多知識與技能的支持，由此就需要信息技術(shù)、勞動技術(shù)、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等從事創(chuàng)客教育的教師，尤其是信息技術(shù)教師，加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)、廣泛實(shí)踐訓(xùn)練，增強(qiáng)自我一專多能、跨界融合以及與創(chuàng)客教育高度匹配的綜合素養(yǎng)。作為創(chuàng)客教育的組織者與推動者，創(chuàng)客教師的創(chuàng)客素養(yǎng)具有高度的多元性、融合性和綜合性，至少需要包括如下方面：

多元的知識技能結(jié)構(gòu)。創(chuàng)客教育與STEM 教育緊密相聯(lián)，自然少不了數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程、科學(xué)的知識儲備。學(xué)生在爭當(dāng)創(chuàng)客過程中，能否實(shí)現(xiàn)巧妙創(chuàng)意，熟練應(yīng)用數(shù)字化工具，制造想象中的所想物件，同時(shí)尚需借助物理、化學(xué)和美術(shù)等學(xué)科知識。唯有不斷充電、終身學(xué)習(xí)，豐富知識積累、增強(qiáng)技能指數(shù)，才能讓學(xué)生信服，并且由喜歡創(chuàng)客教師轉(zhuǎn)而喜愛創(chuàng)客課程。

過硬的信息化應(yīng)用能力。使用Scratch 軟件編程以及控制Arduino電子開源平臺，是當(dāng)前中小學(xué)創(chuàng)客教育的基本樣態(tài)與主流方向。復(fù)雜甚至高階一些的創(chuàng)客教育，亦會應(yīng)用Scratch 傳感器板、Nova 智能小車、App Inventor 圖形化編程軟件、3Done 設(shè)計(jì)與繪圖軟件，以及掌握創(chuàng)客機(jī)床、3D 打印機(jī)、激光切割機(jī)等使用辦法。

必要的活動組織能力。學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能否順利、高效完成，不僅需要教師知識和技術(shù)等方面的指導(dǎo)，還需要依靠教師情感和意志等方面的幫助，比如創(chuàng)意的啟發(fā)、人文的關(guān)懷等。因此，創(chuàng)客學(xué)校很有必要組織創(chuàng)客教師，通過聆聽專家引導(dǎo)的理論講座、觀看優(yōu)秀教師創(chuàng)客的實(shí)況錄像、觀摩示范性創(chuàng)客教育學(xué)校的經(jīng)驗(yàn)做法、留心創(chuàng)客空間的資源搜集，以及聚焦技巧應(yīng)用的實(shí)例分析等辦法，不斷地提升自身的創(chuàng)客素養(yǎng)。

四、改進(jìn)推進(jìn)創(chuàng)客教育的行為模式

創(chuàng)客教育具有豐富的內(nèi)涵，“知、行、創(chuàng)”統(tǒng)一是創(chuàng)客教育的題中之義。在堅(jiān)定職責(zé)擔(dān)當(dāng)、更新育人理念、完善素養(yǎng)結(jié)構(gòu)之后，信息技術(shù)教師很有必要立足創(chuàng)客教育引領(lǐng)者與帶路人的角色，改進(jìn)自身行為模式，助推創(chuàng)客教育高質(zhì)量發(fā)展。主要需要從如下方面努力：

明晰課程方案。相對于學(xué)科教育，創(chuàng)客教育雖然相對松散，但絕非漫無目的、毫無章程，離不開課程方案、教育目標(biāo)的約束和規(guī)范。創(chuàng)客學(xué)校和信息技術(shù)教師應(yīng)該結(jié)合幼兒、小學(xué)、初中等不同年齡學(xué)生的心理認(rèn)知特點(diǎn)，引進(jìn)或開發(fā)開源系列、創(chuàng)客系列、積木系列、仿生系列等不同方面的校本課程。比如，針對6—10 歲小的學(xué)生，可以設(shè)置初級機(jī)器人、初級電子積木、Scratch 軟件編程、認(rèn)識和使用傳感器等課程，其中包括陀螺儀、光強(qiáng)、巡線、麥克風(fēng)、超聲波、蜂鳴器等諸多類型傳感器的課程內(nèi)容；針對11—16 歲學(xué)生，可以設(shè)置無人機(jī)、移動機(jī)械車、Scratch 機(jī)器人、3Done 建模到打印、創(chuàng)客電機(jī)家族等課程，其中包括530 編碼電機(jī)、190 編碼電機(jī)、編碼電機(jī)驅(qū)動、手抓電機(jī)線、編碼電機(jī)線等使用方法與注意事項(xiàng)等課程內(nèi)容?？傮w上來看，課程方案體現(xiàn)動力入門、控制入門、智能編程、機(jī)械制造、仿生創(chuàng)造的進(jìn)階序列，而教育目標(biāo)遵循由淺入深、由簡到繁、由仿轉(zhuǎn)創(chuàng)的梯次結(jié)構(gòu)。

應(yīng)用數(shù)字化工具。依據(jù)學(xué)校規(guī)模大小和可用財(cái)力投入，爭取學(xué)校大力支持，建設(shè)創(chuàng)客教室、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、數(shù)字化比特教室，以及互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域上的創(chuàng)客中心、創(chuàng)客社區(qū)或創(chuàng)客空間，由此為創(chuàng)客教育提供活動場所；區(qū)分普及、賽事“兩大”類型，購置Scratch 傳感器板、Nduino Pro 控制器、機(jī)械手臂、齊德機(jī)械師GBOT、微型數(shù)控機(jī)床CNC 等硬件，改進(jìn)或開發(fā)Nova 智能小車、Arduino IDE 軟件、“好好搭搭”在線編程、物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)模塊等軟件，為創(chuàng)客教育提供設(shè)施保障。與此同時(shí)，信息技術(shù)教師需要采取接受專家指導(dǎo)、學(xué)習(xí)使用說明、自我實(shí)踐探索等辦法，做到對創(chuàng)客教育場所和設(shè)施的全面了解與熟練應(yīng)用。

推行項(xiàng)目學(xué)習(xí)法。區(qū)別于其他學(xué)科的試題解答，創(chuàng)客教育往往經(jīng)歷創(chuàng)意產(chǎn)生、整理思維、制定計(jì)劃、動手操作、試錯(cuò)糾錯(cuò)、完成計(jì)劃、創(chuàng)新成果落地等系列復(fù)雜過程，因此，實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與創(chuàng)造顯得尤為重要。依靠組建創(chuàng)客課題組、強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的協(xié)作和團(tuán)隊(duì)之間的競爭，通過碰撞思想、共享資源、互通信息、聯(lián)合制造、線上咨詢、遠(yuǎn)程即時(shí)交流等辦法，完成特定學(xué)習(xí)項(xiàng)目。深層次的思考、高強(qiáng)度的操作和較長時(shí)間內(nèi)的持續(xù)性投入，是衡量創(chuàng)客學(xué)習(xí)項(xiàng)目質(zhì)量高低的核心指標(biāo)，比如，永動能量蒸汽機(jī)、長眼鏡的風(fēng)扇、能聽會說的溫度計(jì)、象棋機(jī)器人等學(xué)習(xí)項(xiàng)目，吸引中小學(xué)生創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)短則幾周、長達(dá)一學(xué)期的創(chuàng)新探索，激活眾多小創(chuàng)客們挖掘潛能、發(fā)展特長、開拓未來的創(chuàng)新創(chuàng)造夢想。

隨著信息化和智能化時(shí)代的加速演變與不斷轉(zhuǎn)型，創(chuàng)客教育必然會成為教育改革發(fā)展的重要推動力量與主導(dǎo)方向走勢。信息技術(shù)教師應(yīng)當(dāng)在學(xué)校創(chuàng)客教育大潮中勇挑重?fù)?dān)、積極作為，促進(jìn)信息技術(shù)與創(chuàng)客教育的深度融合，從而為培養(yǎng)當(dāng)今中小學(xué)生 （未來中國公民）的思想力與創(chuàng)造力，以及尚技重器和精益求精的工匠精神，傾盡一份自己的力量。