樹莓派硬件在創(chuàng)客編程教育中的公平價值

劉 驥 趙悅?cè)?姬雨禾

（陜西師范大學(xué) 教育學(xué)部，陜西 西安 710062）

中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》中明確提出推進(jìn)教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強(qiáng)國的重要任務(wù)，而致力于融合多學(xué)科視角、培育綜合創(chuàng)新素養(yǎng)、孵化創(chuàng)新型人才的創(chuàng)客編程教育是重要的落實(shí)載體之一。然而，近年隨著創(chuàng)客編程教育發(fā)展愈發(fā)蓬勃，有學(xué)者擔(dān)心注重前沿創(chuàng)新的互聯(lián)網(wǎng)信息化教學(xué)模式以及對數(shù)字設(shè)備的依賴將顯化原有教育資源分布不均所帶來的教育公平問題，并在一定程度上加深學(xué)習(xí)成本分層現(xiàn)象，進(jìn)而抑制創(chuàng)客編程學(xué)習(xí)品質(zhì)的提升、阻礙教育教學(xué)活動發(fā)揮社會公平調(diào)節(jié)器的功能。[1]特別是傳統(tǒng)創(chuàng)客編程教育所需的新型數(shù)字化硬件往往設(shè)備成本高昂，在很大程度上加深了階層、地域、校際硬件資源分布不均問題，使硬件門檻通過教學(xué)情境外顯為一道嚴(yán)重影響教育公平的“數(shù)字鴻溝”。在這樣的現(xiàn)實(shí)下，若要更廣泛地普及創(chuàng)客編程教育、使更多人受惠，就必須開發(fā)一種價格低廉、小巧便攜、功能多樣、開放互動的微型計算設(shè)備，而樹莓派（Raspberry Pi）以其獨(dú)特的設(shè)計理念，成為一種具有潛力、彌合創(chuàng)客編程教育領(lǐng)域數(shù)字鴻溝的新型低成本硬件。

一、低成本硬件與創(chuàng)客編程教育的共生潛力

（一）創(chuàng)客編程教育的高成本普及化制約

創(chuàng)客編程教育的詞源是英語單詞“Maker”，該詞原指手工藝創(chuàng)造者。[2]這說明創(chuàng)客編程教育在本源上是一種兼具草根情懷與動手創(chuàng)新能力的教育形式。但有學(xué)者在實(shí)踐觀察中開始憂慮創(chuàng)客編程教育正趨于狹隘化、商業(yè)化，正逐步演變成一種大城市精英學(xué)校所批量設(shè)立且脫離普通學(xué)生的額外教育負(fù)擔(dān)。[3]事實(shí)上，創(chuàng)客編程教育作為STEM 教育大類下的重要教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐，本應(yīng)注意教育教學(xué)過程中所隱含的教育公平問題，特別是那些由學(xué)生家庭背景和社會地位所致的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)結(jié)果差異問題。[4]例如，有學(xué)者認(rèn)為我國現(xiàn)階段STEM 教育發(fā)展的重要議題之一是如何在區(qū)域發(fā)展不均衡、城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)突出的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)上有所作為。[5]而聚焦于創(chuàng)客編程教育的相關(guān)國內(nèi)外研究，學(xué)者卻發(fā)現(xiàn)當(dāng)前有關(guān)創(chuàng)客編程教育的教育教學(xué)實(shí)踐大多集中于教育資源本已優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，缺乏對教育公平與弱勢學(xué)生群體的關(guān)注，由此可見，真正提倡包容型教學(xué)的創(chuàng)客空間還未出現(xiàn)。[6]

在全球范圍內(nèi)，教育公平無疑已成為教育發(fā)展的共性與共鳴問題，因此，提倡公平導(dǎo)向的創(chuàng)客編程教育模式顯得更為重要。[7]自2016 年以來，中共中央、國務(wù)院在2016 年5 月發(fā)布的《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，教育部2016 年6 月發(fā)布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，以及中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會2021 年12 月印發(fā)的《“十四五”國家信息化規(guī)劃》等文件中針對基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字資源、教學(xué)變革等方面做出了教育信息化發(fā)展的具體部署，曾多次提出推動創(chuàng)客編程教育進(jìn)校園、保障弱勢群體獲得優(yōu)質(zhì)教育的權(quán)利等要求，但創(chuàng)客編程教育推廣與普及所面臨的重要現(xiàn)實(shí)制約之一是其高昂的課程開展成本。[8]在實(shí)踐中，創(chuàng)客空間等教學(xué)場境的搭建成本高昂，有學(xué)者認(rèn)為經(jīng)費(fèi)問題是直接制約創(chuàng)客編程教育在校園落地的根本性問題。[9]特別是在現(xiàn)有教育信息化經(jīng)費(fèi)的現(xiàn)狀下，往往僅有那些東南沿海發(fā)達(dá)地區(qū)或內(nèi)陸省會城市的重點(diǎn)學(xué)校具備開設(shè)創(chuàng)客編程教育課程的硬件條件。[10]在許多欠發(fā)達(dá)地區(qū)和內(nèi)陸城市，雖然有學(xué)校嘗試開展創(chuàng)客編程教育探索，但是也往往因?yàn)橛布痪邆洹⒔?jīng)費(fèi)不足而無法開展或難以為繼。[11]更為重要的是，由于課程開展對硬件和空間的要求較高，技術(shù)工具、軟件資源、素材資源的開發(fā)與整合也趨于精英化，因此導(dǎo)致創(chuàng)客編程教育的普及化、普適化速率放緩。由此可見，雖然創(chuàng)客編程教育的新理念、新工具、新方法得到了政府與學(xué)界的廣泛關(guān)注，但是在實(shí)際發(fā)揮人才培養(yǎng)潛能方面，成本成為制約因素。

（二）樹莓派的低成本普及化潛力

樹莓派計劃（Raspberry Pi Project）是由劍橋大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)起、樹莓派基金會提供資金支持的一項(xiàng)基于硬件創(chuàng)新的開源式非盈利項(xiàng)目。該計劃的研發(fā)初衷是希望通過低價硬件來推動學(xué)校的基礎(chǔ)計算學(xué)科教育、縮小數(shù)字教育差距。[12]截至2019 年2 月樹莓派計劃實(shí)施7 周年時，樹莓派在全球的銷量已經(jīng)突破了3000 萬套。[13]樹莓派的迅速普及與其自身特點(diǎn)密不可分。一是樹莓派自身產(chǎn)品性能強(qiáng)大、價格低廉，而且其產(chǎn)品系統(tǒng)也在不斷升級。相比售價約200 美元的One Laptop Per Child 等廉價便攜計算機(jī)，樹莓派的價格門檻對于教育機(jī)構(gòu)和非營利組織來說更親民。[14]例如，印度專為解決盲人受教育困難而基于樹莓派開發(fā)的盲文閱讀器Mudra Dicta-Teacher，成本僅為傳統(tǒng)盲文閱讀器的1/40。[15]二是樹莓派擁有強(qiáng)大的創(chuàng)客社群。在創(chuàng)客社群知識共享理念的推動下，學(xué)習(xí)者能夠從使用者的角度出發(fā)，通過產(chǎn)品的共同開發(fā)、體驗(yàn)，充分挖掘樹莓派的多應(yīng)用場景。[16]例如，樹莓派代碼俱樂部與全球教育工作者和社區(qū)志愿者合作，通過提供免費(fèi)的在線資源和項(xiàng)目，幫助各地的年輕人學(xué)習(xí)編碼和數(shù)字制作。[17]

自初代上市至今，樹莓派單片機(jī)已有8 年的發(fā)展歷程，由第一代ZERO 版迭代至第四代4B版，功能不斷增強(qiáng)，性能不斷優(yōu)化，如表1 所示。在基礎(chǔ)處理能力方面，樹莓派的中央處理器（CPU）已由單核發(fā)展到四核，內(nèi)存由256MB 提升至8GB。在影像處理能力方面，4B 型樹莓派使用500MHz VideoCore VI，這種全新的架構(gòu)允許它以4K（60幀每秒）的高清速率輸出至雙microHDMI 端口。

表1 樹莓派產(chǎn)品性能對比表

在普惠定價模式上，樹莓派追求最低定價與非營利原則，以降低普通家庭與薄弱學(xué)校的相關(guān)硬件費(fèi)用負(fù)擔(dān)為主要目標(biāo)，從初代至最新的第四代設(shè)備始終維持在35 美元（約合人民幣230元）。樹莓派不僅價格遠(yuǎn)低于市場上常見的微型計算機(jī)設(shè)備，而且功能上滿足絕大多數(shù)創(chuàng)客與編程教育的教學(xué)需求，具有突出的低成本普及化潛力。[18]在核心設(shè)計理念上，樹莓派追求小巧便攜性，僅有一張信用卡大小，重量約為臺式電腦的1/800，約為筆記本電腦的1/60，旨在幫助創(chuàng)客根據(jù)個性化需求隨時隨地進(jìn)行移動式學(xué)習(xí)，同時方便嵌入可移動設(shè)備、移動式機(jī)器人等進(jìn)行多方面拓展應(yīng)用。[19]最新的第四代4B 型樹莓派長寬高尺寸分別為85.60mm×56mm×21mm（見圖1），重量僅200 克。在功能多樣性上，樹莓派可以通過不同的接口允許用戶附加和控制外部設(shè)備，例如接入紅外探頭與人像識別等多種硬件設(shè)備。[20]第四代4B 型樹莓派共有七種外接端口，分別是3.5mm、40PIN GPIO、CSI、DSI、USB Type-C、USB 3.0/2.0、Micro HDMI。4B 型樹莓派新增支持藍(lán)牙5.0 制式、支持兩個USB 外接口同時使用，極大地豐富了擴(kuò)展功能。[21]

圖1 樹莓派4B 硬件結(jié)構(gòu)示意

二、樹莓派在創(chuàng)客編程教育中的前沿應(yīng)用

樹莓派與創(chuàng)客編程教育在國際上已有了廣泛的應(yīng)用嘗試。例如，韓國的科研人員基于樹莓派進(jìn)行了單向局部車號識別系統(tǒng)研究，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分離情境下的交通安全；[22]在英國，科研人員研發(fā)了基于樹莓派的3D 激光掃描建模儀，極大地降低了3D 打印的成本；[23]除此之外，樹莓派基金會每年都會舉辦年度技術(shù)展，使來自世界各地的青少年都能分享創(chuàng)造性的想法。2021 年的展示會于網(wǎng)絡(luò)上舉行，展出了550 多個項(xiàng)目，充分體現(xiàn)了青少年的創(chuàng)新能力。[24]在眾多應(yīng)用嘗試中，最值得一提的就是歐洲宇航局與樹莓派基金會合作舉辦的創(chuàng)客大賽。歐洲宇航局（European Space Agency，簡稱ESA）自2015 年開始與樹莓派基金會合作，通過定期開展各式各樣的航天創(chuàng)客大賽培養(yǎng)學(xué)生對航空航天的學(xué)習(xí)熱情。

例如，為了促進(jìn)歐洲知識性社會的發(fā)展、提高青少年的科學(xué)文化思維和辯證思維，歐洲宇航局于2017 年啟動歐洲“星際派”（Astro Pi）挑戰(zhàn)賽。據(jù)歐洲宇航局介紹，“星際派”是一項(xiàng)有關(guān)科學(xué)和編碼的年度競賽，在該競賽中，由學(xué)生編寫的代碼最終會在國際空間站（International Space Station）上運(yùn)行。該挑戰(zhàn)賽設(shè)置了兩個不同的任務(wù)以供參賽選手選擇參加，一個是初學(xué)任務(wù)“零計劃”（Mission Zero），另一個是進(jìn)階任務(wù)“空間任務(wù)實(shí)驗(yàn)室”（Mission Space Lab），為青少年提供了更多的機(jī)會，有效地擴(kuò)大了該挑戰(zhàn)賽的參與范圍，以期實(shí)現(xiàn)彌合數(shù)字鴻溝、全民參與創(chuàng)新創(chuàng)客的最終目的。[25]“星際派”挑戰(zhàn)賽主要有兩個層面的內(nèi)容。

其一是難度系數(shù)較低，以編程興趣普及為主要教育目標(biāo)的零計劃。主要向14 歲以下的青少年開放，旨在通過讓青少年在太空中運(yùn)行自己的項(xiàng)目，培養(yǎng)他們對編程、太空的興趣，吸引更多的青少年投入到科研工作中去。為支持該比賽的運(yùn)行，樹莓派基金會全面完成星際派參賽模擬器的開發(fā)，并升級相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)參賽團(tuán)隊(duì)無需任何特殊設(shè)備即可參與比賽的最佳效果。在具體參賽過程中，參與零計劃的選手必須遵循由星際派挑戰(zhàn)賽組織方和國際空間站提供的參數(shù)進(jìn)行編碼，若符合這些參數(shù)，他們編寫的程序?qū)⒂谟媱潟r間內(nèi)發(fā)送到空間站。歐洲宇航局將會給空間站運(yùn)行程序的編寫選手發(fā)放證書，在證書上標(biāo)明程序到達(dá)空間站的確切日期和時間。該比賽能有效提高選手的參與感和獲得感，提升歐洲年輕人對編程的興趣。

其二是難度系數(shù)較高，且專業(yè)性、科研性更強(qiáng)的空間任務(wù)實(shí)驗(yàn)室。該項(xiàng)目是歐洲宇航局于2016 年舉辦的挑戰(zhàn)賽的延伸，以鼓勵嘗試探索為原則，實(shí)現(xiàn)教育學(xué)習(xí)、提高整個歐洲的參與度為目的，通過星際派挑戰(zhàn)賽進(jìn)行地球觀測實(shí)驗(yàn)。在具體比賽過程中，歐洲宇航局根據(jù)參賽團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)想法、代碼質(zhì)量和項(xiàng)目可行性來選擇項(xiàng)目，并將選定的程序在地面上進(jìn)行3 個小時的測試，以確保實(shí)驗(yàn)在國際空間站的正常運(yùn)行。選定的實(shí)驗(yàn)被部署到國際空間站后，小組收到國際空間站提供的數(shù)據(jù)并撰寫分析報告，由歐洲宇航局與樹莓派基金會的星際派挑戰(zhàn)賽組委會專家進(jìn)行評判，選出10 名優(yōu)勝者選手，給予他們參加歐洲宇航局宇航員研討會的機(jī)會。該比賽激勵參賽團(tuán)隊(duì)努力創(chuàng)新、力爭上游，極大地激發(fā)參賽人員的科學(xué)實(shí)踐能力。[26]

截至2020 年，樹莓派計劃與歐洲宇航局合作的創(chuàng)客編程教育，總共惠及25 個國家及地區(qū)超過17000 名成員。[27]在比賽正式進(jìn)行之前，零計劃的預(yù)期效果是啟發(fā)14 歲以下少年兒童提升基本編程技能；在比賽過程中，2506 個小組的5412名成員提交了參賽作品，展現(xiàn)他們對編程技能的掌握情況，實(shí)現(xiàn)幼兒編程由視覺編程向?qū)嵅倬幊痰霓D(zhuǎn)換，極大超出零計劃的預(yù)期目標(biāo)。歐洲宇航局希望零計劃的參賽者能在此次過程中受到啟發(fā)，提高自身的技術(shù)能力，并在未來幾年參與到空間任務(wù)實(shí)驗(yàn)室中去。[28]此外，通過實(shí)現(xiàn)編程在真實(shí)場景中的部署和運(yùn)行，空間任務(wù)實(shí)驗(yàn)室廣泛地提升年輕人學(xué)習(xí)編程和科學(xué)技術(shù)的興趣，促進(jìn)歐洲青年人科學(xué)技能的提高。參賽作品的主題豐富多樣，涉及具體的科學(xué)概念和規(guī)劃方法，充分展現(xiàn)青少年的技能，體現(xiàn)出青少年先進(jìn)和創(chuàng)新的思想。

除了在航天領(lǐng)域的創(chuàng)客編程教育實(shí)踐外，樹莓派還常用于基于校園場景的創(chuàng)客項(xiàng)目。例如，有學(xué)生團(tuán)隊(duì)將樹莓派應(yīng)用于校園智能安防系統(tǒng)，設(shè)計基于樹莓派硬件基礎(chǔ)的人臉識別門禁系統(tǒng)，通過在教室、實(shí)驗(yàn)室等場景門口處的安裝，來實(shí)現(xiàn)對出入人員身份的識別。[29]此外，還有團(tuán)隊(duì)利用樹莓派作為基礎(chǔ)硬件搭建網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)，建立學(xué)生物理薄弱知識點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行物理薄弱知識點(diǎn)分析，并開展針對性課后習(xí)題練習(xí)。[30]樹莓派還可以應(yīng)用于校園圖書館智能機(jī)器人設(shè)計，特別是利用樹莓派輕巧便攜的特點(diǎn)，搭建以樹莓派為核心的圖書快速分揀機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)瞬時識別、精準(zhǔn)分類、循跡分揀、超聲避障等功能。[31]綜上，樹莓派能夠在多種教學(xué)場景中發(fā)揮作用，充分表明其功能具有完備性、開放性、延展性等諸多特征，并以其低廉的價格打破教育不公平現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀教育資源的普及。

三、基于樹莓派的創(chuàng)客教學(xué)探索

作為創(chuàng)客的源動力，創(chuàng)新意識的培養(yǎng)是關(guān)鍵，也是節(jié)點(diǎn)，但傳統(tǒng)教育往往更注重基礎(chǔ)知識、基本技能如何轉(zhuǎn)化為優(yōu)異的成績，而對知識和技能的應(yīng)用與創(chuàng)新關(guān)注不夠。然而，創(chuàng)客編程教育帶領(lǐng)學(xué)生通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)實(shí)際問題、設(shè)計項(xiàng)目方案、完成項(xiàng)目實(shí)施及評價的過程，實(shí)現(xiàn)小的改造甚至發(fā)明創(chuàng)造。特別是在當(dāng)今社會，文化回應(yīng)式計算（Culturally Responsive Computing，簡稱CRC）在將計算思維與文化習(xí)俗相結(jié)合下具備彌合數(shù)字鴻溝、提高學(xué)業(yè)成就、促進(jìn)社會包容型發(fā)展的重要潛力。[32]在這方面，基于低成本硬件推廣的文化回應(yīng)式計算是樹莓派在教育教學(xué)中的重要應(yīng)用貢獻(xiàn)之一，有助于挖掘創(chuàng)客編程教育的教育公平內(nèi)涵并實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客編程教育的普及。雖然在以往的文獻(xiàn)中，不乏樹莓派的技術(shù)應(yīng)用案例，但是，目前樹莓派的具體教學(xué)示例還較為有限，未能形成可以推廣的教學(xué)方法和教學(xué)模式。[33]為此，本文設(shè)計基于樹莓派的創(chuàng)客編程教學(xué)方案，主要期望通過將每位學(xué)生在日常生活中都會接觸的天氣信息作為教學(xué)題材，實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)：①通過簡單可操作的方式讓學(xué)生在簡單條件下學(xué)會使用樹莓派；②挖掘樹莓派的教育優(yōu)勢，降低教育成本，擴(kuò)大教育可實(shí)現(xiàn)效益的范圍；③激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性，開發(fā)其創(chuàng)新潛力，鼓勵其進(jìn)行多種嘗試和探索。

教學(xué)案例應(yīng)注重學(xué)生在創(chuàng)客編程過程中經(jīng)歷知識與技能的應(yīng)用和創(chuàng)新，獲得成就感，同時能更深刻地體會編程教育中所學(xué)知識的實(shí)際價值。這樣既提升學(xué)生學(xué)習(xí)知識的動力，又培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。[34]第一步是準(zhǔn)備階段，此階段中教師所需要準(zhǔn)備的硬件為樹莓派單片機(jī)，以及下載Python、Jq、Curl 等相應(yīng)的編程教學(xué)軟件。第二步是實(shí)施階段，準(zhǔn)備好所需硬件和軟件后，選擇為天氣服務(wù)信息提供數(shù)據(jù)的接口（如和風(fēng)天氣API 等），通過測試API、使用Curl 工具來調(diào)用遠(yuǎn)程API 數(shù)據(jù)接口，再使用Jq 工具解析遠(yuǎn)程返回的天氣數(shù)據(jù)。第三步是應(yīng)用拓展階段，可以充分結(jié)合學(xué)生興趣開展個性化項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。對于學(xué)生而言，創(chuàng)客編程教育鼓勵學(xué)生進(jìn)行更多的發(fā)散式學(xué)習(xí)，而樹莓派本身也具備多樣的硬件拓展可能。例如，可以使用樹莓派外接攝像頭進(jìn)行光線與人臉識別相關(guān)的拓展，實(shí)現(xiàn)天氣信息自動播報。這些延伸拓展活動都能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維與技能，以提升綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力。

創(chuàng)客編程教育的重要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)和解決問題能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、協(xié)作能力以及分享意識，力促學(xué)生成為具有創(chuàng)客理念和創(chuàng)客能力的學(xué)習(xí)者——教學(xué)評價作為教學(xué)的重要組成部分也應(yīng)服務(wù)于此目標(biāo)，努力促成教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。因此，要對學(xué)生的作品是否符合創(chuàng)作要求開展總結(jié)性評價，更重要的是創(chuàng)客編程教育要通過教學(xué)評價來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與動機(jī)，讓學(xué)生成為項(xiàng)目創(chuàng)作的主體，促使學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)和解決問題、開展批判性評價和協(xié)作交流、分享知識與經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)他們具備創(chuàng)客運(yùn)動所倡導(dǎo)的各種能力與意識?？梢哉f，以學(xué)生為主體開展評價并促使學(xué)生成為評價主體，是創(chuàng)客編程教育教學(xué)評價目標(biāo)達(dá)成的前提和基礎(chǔ)；應(yīng)用真實(shí)性評價理念，綜合多種評價工具與方法，進(jìn)行創(chuàng)作前、中、后多角度的評價，幫助學(xué)生開展學(xué)習(xí)規(guī)劃、自我反思和創(chuàng)作過程的自我驅(qū)動與調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)并解決創(chuàng)作過程和創(chuàng)作成果中存在的問題，開展協(xié)作交流與共享，并將發(fā)現(xiàn)和解決問題能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、協(xié)作能力以及分享意識等作為教學(xué)評價內(nèi)容的重要組成部分，是達(dá)成創(chuàng)客編程教育中發(fā)展性教學(xué)評價目標(biāo)的重要途徑。[35]

四、結(jié)語與展望

中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》就加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強(qiáng)國、辦好人民滿意的教育做出重要戰(zhàn)略部署，明確提出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力是素質(zhì)教育的重點(diǎn)。在這方面，創(chuàng)客編程教育是培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要教學(xué)方式。近年來，創(chuàng)客編程教育空間建設(shè)和相關(guān)政策的支持使中小學(xué)創(chuàng)客編程教育獲得了長足進(jìn)展，創(chuàng)客編程教育生態(tài)逐步優(yōu)化。然而，現(xiàn)階段創(chuàng)客編程教育的不均衡發(fā)展特征十分突出。例如，在一項(xiàng)對農(nóng)村創(chuàng)客編程教育的研究成果中，基于六所農(nóng)村小學(xué)的實(shí)地調(diào)研顯示，偏遠(yuǎn)落后地區(qū)創(chuàng)客編程教育的普惠發(fā)展存在亟待突破的現(xiàn)實(shí)困境。[36]

在當(dāng)前鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略新形勢下，我國各地區(qū)教育資源和教育水平不盡相同，那么對于農(nóng)村教育來說，為了提升學(xué)生信息素養(yǎng)培養(yǎng)水平，并將信息技術(shù)作為促進(jìn)學(xué)生發(fā)展、推動終身學(xué)習(xí)的重要手段，為今后的社會生活與工作打下良好基礎(chǔ)，需要將創(chuàng)客編程教育與低成本硬件技術(shù)相結(jié)合。[37]在這方面，樹莓派將有潛力成為創(chuàng)客教師開展創(chuàng)客編程教育的重要工具和幫手。首先，樹莓派有著較好的性價比，可以通過較低的成本滿足絕大多數(shù)創(chuàng)客編程教育教學(xué)需求，適宜欠發(fā)達(dá)地區(qū)創(chuàng)客編程教育的硬件普及，有利于緩解資金投入困境、促進(jìn)教育的均衡發(fā)展。其次，樹莓派的教育應(yīng)用實(shí)踐具有跨學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，涵蓋了科學(xué)、工程、編程等多學(xué)科內(nèi)容，有助于推動科學(xué)技術(shù)教育在偏遠(yuǎn)落后地區(qū)的協(xié)同發(fā)展，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)的熱情。最后，樹莓派的開源使用環(huán)境有助于學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式開展合作學(xué)習(xí)，將探究性問題解決、項(xiàng)目合作學(xué)習(xí)等方式有效結(jié)合在一起，提高學(xué)生在學(xué)習(xí)中的合作意識、協(xié)作能力。綜上所述，樹莓派在教育教學(xué)中的廣泛應(yīng)用有望改善我國現(xiàn)存的教育資源分布不均、創(chuàng)客編程教育停留在富裕城市學(xué)校的環(huán)境，對學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力發(fā)展具有積極意義。希望通過對樹莓派的介紹與應(yīng)用，推動創(chuàng)客編程教育的公平發(fā)展，使樹莓派在促進(jìn)創(chuàng)客編程教育中發(fā)揮更大作用。