小學(xué)生創(chuàng)客教育實踐的桎梏與突破研究

創(chuàng)新是科技時代對人才的核心要求，創(chuàng)新也是生產(chǎn)力提高的關(guān)鍵。對創(chuàng)新的認知提高推動了教育對于學(xué)生的創(chuàng)新培養(yǎng)。創(chuàng)客教育是近年來教育領(lǐng)域的熱點名詞，它被闡述為多種概念，既可以是一種教學(xué)模式，也可以是一種綜合實踐活動，或者是一種教學(xué)理念。無論創(chuàng)客教育以何種概念出現(xiàn)，它的價值指向都是相當(dāng)明確的，即對實踐創(chuàng)新能力的充分培養(yǎng)。創(chuàng)客教育的成果則指向一種軟硬件結(jié)合的可視化成果，基本可以將其分為三類：獨立運行的數(shù)字作品、獨立運行的人造物以及聯(lián)機運行的裝置。小學(xué)階段的信息科技課程是與創(chuàng)客教育深度聯(lián)系的一門課程，二者存在教育目標上的一致性。基于創(chuàng)客教育所進行的信息科技課程能夠輸出更為直觀的可視化成果，并能夠用于解決實際問題。但在實際創(chuàng)客教育的實踐中，仍存在一些亟待突破的桎梏。

一、小學(xué)生創(chuàng)客教育實踐現(xiàn)狀

創(chuàng)客教育在小學(xué)生的培養(yǎng)中，主要是對其創(chuàng)新意識以及實踐能力的培養(yǎng)，基于創(chuàng)客教育開展的教學(xué)往往能夠打破傳統(tǒng)教育中呆板的教學(xué)方法，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，凸顯學(xué)生的主體地位，使學(xué)生所擁有的一些創(chuàng)新想法得到鼓勵與實現(xiàn)。實踐操作是創(chuàng)客教育的重要內(nèi)容，學(xué)生能夠通過創(chuàng)客教育獲得實踐能力與解決問題能力的充分鍛煉，并且創(chuàng)客教育往往擁有更高的知識密集度，是一種跨學(xué)科的教育與學(xué)習(xí)，由此促進了小學(xué)生綜合能力的提升與綜合知識的掌握，在一些需要團隊合作的場景中，學(xué)生能夠得到團隊協(xié)作能力的有效培養(yǎng)。雖然我國小學(xué)生創(chuàng)客教育的起步相對較晚，但也取得了相應(yīng)的成果。在國家政策文件的催動下，各省教育廳都頒布了加強小學(xué)生創(chuàng)客教育實施的意見或方案等文件，推動了大范圍的創(chuàng)客教育發(fā)展。在政府的大力推動下，小學(xué)生創(chuàng)客教育的可視化成果十分顯著，如全國青少年信息素養(yǎng)大賽、藍橋杯、青少年科技創(chuàng)新設(shè)計大賽、中小學(xué)信息科技創(chuàng)新與實踐大賽等，這些比賽在機器人等諸多科技領(lǐng)域輸出了許多成果。在國際領(lǐng)域上，小學(xué)生的創(chuàng)客教育也取得了一定成績，如2020年國際青少年編程入門組金獎等。

二、小學(xué)生創(chuàng)客教育存在問題分析

創(chuàng)客教育雖然已經(jīng)得到了相當(dāng)程度的普及，但仍然存在一些問題。

首先是教育資源不平衡問題，我國各地區(qū)之間的經(jīng)濟發(fā)展水平存在較大差異，東部沿海地區(qū)的經(jīng)濟較為發(fā)達，教育資源顯著豐富，教育水平較西部、東北部等地區(qū)高。創(chuàng)客教育涉及工程、科學(xué)、信息科技等領(lǐng)域，這也是東部沿海發(fā)達地區(qū)所持有的優(yōu)質(zhì)教育資源，在一些教育欠發(fā)達地區(qū)，創(chuàng)客教育面臨著資源不足的困頓局面。這限制了創(chuàng)客空間的開發(fā)、創(chuàng)客教育設(shè)備的提供以及材料的供給。如某沿海省份進行了創(chuàng)客室的設(shè)計，并設(shè)計了編程區(qū)、拼裝區(qū)、競賽區(qū)、3D打印區(qū)、展示區(qū)五個分區(qū)，學(xué)生能夠主動進行3D打印相關(guān)的探索，并生成實物內(nèi)容。3D打印發(fā)展至今的確已經(jīng)擁有了多價位設(shè)備，從幾千元到幾十萬元不等，但對教育資源較為匱乏的地區(qū)而言，選擇低價位的3D打印設(shè)備可能會影響學(xué)生的操作體驗，高價位的打印設(shè)備難以負擔(dān)，基本的3D打印材料雖然每公斤價格在60～200元，但金屬、陶瓷、復(fù)合、生物材料的價格十分昂貴，每公斤價格可能會超過1萬元。即使使用相對便宜的光敏樹脂作為打印材料，由于學(xué)生的數(shù)量問題以及打印熟練度、材料報廢等問題，對于學(xué)校而言也是一筆負擔(dān)較為吃力的支出。教育資源的不平衡還表現(xiàn)為師資力量問題，創(chuàng)客教育不僅對教師的教育水平要求嚴格，對教師的專業(yè)知識技能水平也有著較高的要求，教育資源較為匱乏的地區(qū)對有創(chuàng)客教育能力的教師吸引力較差，創(chuàng)客教育存在顯著的乏力現(xiàn)象，對學(xué)生的教育相當(dāng)有限。

其次是創(chuàng)客教育的課程問題，現(xiàn)階段創(chuàng)客教育在小學(xué)階段基本是作為信息科技或科學(xué)的附屬課程參與教學(xué)，沒有獨立完整的課程體系，課程與課程之間缺乏較強的關(guān)聯(lián)性。這導(dǎo)致學(xué)生通過創(chuàng)客教育所掌握的知識過于分散，學(xué)習(xí)之間沒有銜接，如果兩次創(chuàng)客教育課程安排時間跨度較大，學(xué)生可能會出現(xiàn)上一節(jié)課的內(nèi)容到下一節(jié)課已經(jīng)忘記的情況，創(chuàng)客教育的有效性大大降低。創(chuàng)客教育是一種跨學(xué)科的教育，在教學(xué)中不能只進行單一學(xué)科的知識教學(xué)，在實際操作中，跨學(xué)科的教學(xué)設(shè)計存在一定難度，學(xué)生在學(xué)習(xí)時也無法將跨學(xué)科的知識完成有效整合，創(chuàng)客教育的深度遠遠不足。創(chuàng)客教育內(nèi)容是更為偏向工科的內(nèi)容，一些小學(xué)生對這方面內(nèi)容可能不感興趣，對創(chuàng)客教育的參與度和認可度都會較低，從而創(chuàng)客教育無法滿足所有小學(xué)生的全面發(fā)展。創(chuàng)客教育教學(xué)評價體系也存在一定問題，傳統(tǒng)的教學(xué)評價辦法是針對應(yīng)試教育、課堂理論知識教育而言，對實踐性、操作性較強的創(chuàng)客教育無法形成有效的評價，不能適應(yīng)創(chuàng)客教育的特殊性，從而會影響到學(xué)生創(chuàng)新潛力的激發(fā)與學(xué)習(xí)動力的保持。

最后是家校社合作方面，雖然有許多家長已經(jīng)意識到創(chuàng)客教育的重要性，并且支持學(xué)生的創(chuàng)客教育，但還有一部分家長對于創(chuàng)客教育持懷疑或觀望態(tài)度，認為創(chuàng)客教育會分散學(xué)生的學(xué)習(xí)精力，作為未來中考、高考等環(huán)節(jié)不需要考試的項目，不值得浪費時間與精力進行學(xué)習(xí)，對學(xué)校開設(shè)的創(chuàng)客教育內(nèi)容的認同度也相對較低。社會對創(chuàng)客教育的認可程度總體來說處于正向傾向，但對創(chuàng)客教育的支持力度較為薄弱，可供學(xué)校使用的社會創(chuàng)客教育資源稀少。上述種種原因?qū)е录议L、社會、學(xué)校三方面難以在創(chuàng)客教育方面達成教育合力，無法發(fā)揮三者各自的教育優(yōu)勢，實現(xiàn)更高水平的創(chuàng)客教育。

三、小學(xué)生創(chuàng)客教育創(chuàng)新突破策略

（一）設(shè)置創(chuàng)客空間

創(chuàng)客教育的外部環(huán)境對創(chuàng)客教育的效果存在客觀影響，與傳統(tǒng)教育相比最顯著的變化是硬件設(shè)備上的不同，且為達到更好的教育效果，創(chuàng)客教育中的生機比例需要達到1∶1，保證每個學(xué)生都能夠跟隨教師進行教學(xué)操作。在一些創(chuàng)客教室的教學(xué)環(huán)境中，桌椅擺放與學(xué)生位置都會采用正六邊形布置，教師能采用穩(wěn)定的學(xué)習(xí)平臺實時收到學(xué)生的反饋；學(xué)生使用電腦、開源硬件等設(shè)備比較方便，通過互相補充的教學(xué)環(huán)境實現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，使學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中獲得良好的學(xué)習(xí)體驗。由此可見，創(chuàng)客教育空間的設(shè)計與布局會充分影響學(xué)生在創(chuàng)客空間中的學(xué)習(xí)體驗，能提供給學(xué)生充分的設(shè)備、材料等工具的環(huán)境可以更好地調(diào)動學(xué)生的好奇心與探索欲。在學(xué)習(xí)過程中，與傳統(tǒng)教室座位排布有所區(qū)別的環(huán)繞型布置方式、以幾個學(xué)生為一組的小組合作式桌椅布置方式都會提高學(xué)生的學(xué)習(xí)專注度與學(xué)習(xí)效果，確保每個學(xué)生都能通過開闊的視野與操作平臺學(xué)習(xí)并使用知識。在創(chuàng)客空間中合理布置多個空間也是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)創(chuàng)客教育的關(guān)鍵，創(chuàng)客教育強調(diào)實踐的作用，從實踐中獲取知識，從實踐中應(yīng)用知識，在做中學(xué)是創(chuàng)客教育的底層邏輯之一。因此，創(chuàng)客空間要能夠為學(xué)生提供充分的試驗、制作與測試場所。除必要的操作空間外，創(chuàng)客空間還應(yīng)允許學(xué)生進行交流與共享，通過相互學(xué)習(xí)與相互分享實現(xiàn)創(chuàng)新思維的發(fā)展，因此要設(shè)計開放式的工作區(qū)域或討論區(qū)域。設(shè)計創(chuàng)客空間最重要的是要保證創(chuàng)客空間的安全性，小學(xué)生對工具的把控能力相對有限，在使用中必須有教師從旁協(xié)助或觀察，如操作不當(dāng)要對學(xué)生進行及時糾正。另外，還需在創(chuàng)客空間內(nèi)張貼明確的設(shè)備操作流程、材料使用注意點以及創(chuàng)客空間使用守則等，輔助學(xué)生建立起規(guī)范意識，指導(dǎo)學(xué)生正確使用工具。對于一些教育資源較為匱乏的學(xué)校而言，首先需要解決的是創(chuàng)客空間是否獨立存在的問題，對此可以考慮將機房進行重新布置，或改造多媒體教室等，解決創(chuàng)客空間難題。

（二）開發(fā)校本教材

依托小學(xué)信息科技課程的創(chuàng)客教育在教學(xué)中一般采用信息科技課程教材，教材內(nèi)容涉及的使用設(shè)備主要為電腦，教材內(nèi)容如編程、程序圖形繪制等。這些內(nèi)容是創(chuàng)客教育的組成部分，創(chuàng)客教育還包括更多學(xué)科的發(fā)展，并且強調(diào)對生活中實際問題的解決，學(xué)生通過創(chuàng)客教育應(yīng)掌握某種知識、獲取創(chuàng)新思維發(fā)展、解決實際問題的目標。綜合了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等知識的創(chuàng)客教育不應(yīng)僅局限于信息科技課程內(nèi)容，因此，學(xué)校應(yīng)當(dāng)根據(jù)創(chuàng)客教育的具體實現(xiàn)模式與情況開發(fā)相應(yīng)的校本教材。校本教材的開發(fā)需要遵循以下三個原則：一是要充分考慮學(xué)生身心發(fā)展的特點，小學(xué)生正處于思維的發(fā)展階段，因此要給予學(xué)生充分的生活化的感性認識，促進學(xué)生抽象邏輯思維的發(fā)展，以逐步培養(yǎng)學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力。二是要考慮社會的發(fā)展需要，盡量靠攏當(dāng)前社會的熱點話題、發(fā)展趨勢。三是要充分考慮信息科技的學(xué)科發(fā)展，注重實用性、新穎性與趣味性。同時，校本課程的開發(fā)還應(yīng)根據(jù)學(xué)校的創(chuàng)客空間條件進行，保證教材內(nèi)容能夠在創(chuàng)客空間內(nèi)進行充分的實踐操作，也可以與當(dāng)?shù)靥厣珒?nèi)容結(jié)合，開發(fā)具有地域特色的創(chuàng)客教育校本教材，以提高教材的吸引力與實踐價值。

以閩教版《小學(xué)信息科技》（2020修訂版）為例，在積木式編程這一課的教學(xué)中會采用Scratch軟件進行教學(xué)與實踐，這主要是為了小學(xué)生能夠快速理解并應(yīng)用編程，降低編程的學(xué)習(xí)難度，教師就可以在此基礎(chǔ)上進行延伸，將Arduino、Micro：bit等內(nèi)容作為課程的補充與拓展，開發(fā)專門的校本教材并進行相應(yīng)的課程實施。

（三）制訂培養(yǎng)方案

培養(yǎng)方案是創(chuàng)客教育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過培養(yǎng)方案的設(shè)計能夠為創(chuàng)客教育活動明確方向，有利于保持課程內(nèi)容的完整性、系統(tǒng)性與連貫性，加強創(chuàng)客教育各環(huán)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)與銜接。完善的培養(yǎng)方案包括教學(xué)參考等內(nèi)容，能夠?qū)處熜纬捎行У慕虒W(xué)方法指導(dǎo)，如促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)的教學(xué)方法、合作學(xué)習(xí)以提高綜合能力等。實現(xiàn)創(chuàng)客教育質(zhì)量的有效提升，培養(yǎng)方案會對教學(xué)評價形成明確設(shè)計，進而指導(dǎo)教學(xué)評價的實施，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)成果等學(xué)習(xí)全流程擁有客觀、全面的評價。系統(tǒng)性的創(chuàng)客教育培養(yǎng)方案也有利于提高社會、家長對創(chuàng)客教育的認可程度，有利于學(xué)校對外合作的尋求，如與科學(xué)館、家長、企業(yè)等進行合作，強化教育合力作用。此外，還應(yīng)強調(diào)對專業(yè)教師的培養(yǎng)，以支撐培養(yǎng)方案的設(shè)計與后續(xù)的教學(xué)實施，加強對計算機、信息科技等專業(yè)領(lǐng)域的教師引進，以及對現(xiàn)有教師的培訓(xùn)工作。

創(chuàng)客教育培養(yǎng)方案可以按照以下四部分內(nèi)容進行設(shè)計：第一部分是培養(yǎng)目標，也可以稱之為教育目標，旨在明確創(chuàng)客教育所要達成的教育目的，包括但不限于小學(xué)生創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維、實踐技能、團隊協(xié)作等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)等。第二部分是課程內(nèi)容的設(shè)計，創(chuàng)客教育的重要特征是跨學(xué)科性，要基于小學(xué)信息科技課程結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，充分考慮每一課、每一單元所能延伸的創(chuàng)客教育內(nèi)容，將小學(xué)信息科技內(nèi)容與科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識進行糅合。在呈現(xiàn)方式上，可以采取單元總結(jié)方式，保證每一單元的知識能夠在實際場景中被應(yīng)用。也可以考慮相關(guān)競賽內(nèi)容，在教材基礎(chǔ)上加入拓展競賽教學(xué)，如機器人、編程等內(nèi)容。第三部分是教學(xué)方法參考，通過對目前教學(xué)現(xiàn)狀進行分析，加入項目式學(xué)習(xí)法、情景創(chuàng)設(shè)法、小組合作法、技術(shù)支持等教學(xué)方法作為參考，并提供一定案例指導(dǎo)教師的教學(xué)實踐。第四部分是教學(xué)評價體系構(gòu)建，應(yīng)當(dāng)加強過程性評價，在評價主體、評價內(nèi)容、評價方式等方面做到多元化，使評價結(jié)果得到充分的反饋并運用。

（四）跨學(xué)科融合

創(chuàng)客教育是跨學(xué)科的，其與STEAM教育理念存在一致性，即科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)與數(shù)學(xué)等綜合教育。教師要充分意識到跨學(xué)科教育的核心價值，即打破傳統(tǒng)學(xué)科之間的界限，使學(xué)生能夠完成真實的問題解決，加深學(xué)生對多種學(xué)科的理解，并使學(xué)生在不同學(xué)科的實踐知識運用中學(xué)會從多角度進行問題的思考，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維?？鐚W(xué)科融合教學(xué)的實施要點在于融合點的精準，因而要求教師要具有更高的知識專業(yè)性與豐富性。這類教學(xué)活動的開展可以從指定兩學(xué)科的內(nèi)容交叉入手，在課程開始之前，教師為學(xué)生抽取一個學(xué)科與信息科學(xué)進行交叉，并為學(xué)生提供相應(yīng)的資源，在信息科學(xué)知識講解完成后，學(xué)生既可以對教師指定的教學(xué)交叉內(nèi)容進行深入研究，也可以自行探索兩學(xué)科之間的交叉點。例如，與數(shù)學(xué)學(xué)科進行融合開展創(chuàng)客教育，教師可以提出“基于Scratch開展的數(shù)學(xué)世界探索”利用Scratch軟件來進行可視化的數(shù)學(xué)演示，學(xué)生可以自行設(shè)計如數(shù)學(xué)應(yīng)用題動畫等內(nèi)容?；蚴桥c小學(xué)科學(xué)相融合，利用編程等知識來完成植物生長的模擬，學(xué)生可以自由選定一種喜愛的植物進行資料的檢索或直接觀察，在充分觀察植物的前提下完成植物生長方案的設(shè)計，使用Arduino、傳感器、Lego Mindstorms、3D打印設(shè)備等進行編程、虛擬植物生長模型、模擬監(jiān)測環(huán)境等內(nèi)容。在軟件方面則可以考慮選擇PhET Interactive Simulations、LabView、Scratch、Thinkercad等進行虛擬實驗、編程、3D模型設(shè)計等，并利用Excel相關(guān)知識進行數(shù)據(jù)分析與圖表制作。

（五）案例教學(xué)法

案例教學(xué)法是一種具有明確使用指向的方法，通過案例的講解能夠?qū)崿F(xiàn)知識與實踐的有效關(guān)聯(lián)，案例教學(xué)法中，案例主要有四種使用方法：一是將案例作為說明性材料使用，以加深學(xué)生對知識的理解，可以將通識知識用于特定的時間領(lǐng)域。二是將案例作為一般性基礎(chǔ)進行討論，學(xué)生基于教師的提問自行探索解決辦法，從具體實踐中探索知識的普適性規(guī)律。三是將案例作為具體的問題依據(jù)，學(xué)生需要進行特定問題的回答，從而實現(xiàn)特定知識到特定實踐的轉(zhuǎn)化。四是將案例作為詳細的互動基礎(chǔ)，教師提前準備一些發(fā)散性的問題，并且準備一些關(guān)聯(lián)子問題，學(xué)生在教師的鼓勵中獲取一定的推理思路，并得出廣泛性與普適性的規(guī)律，這種方式往往適用于更豐富的實踐活動。此外，教師還可以基于創(chuàng)客空間條件進行案例的復(fù)現(xiàn)，將某種重復(fù)性較強的案例作為操作前提，帶領(lǐng)學(xué)生在具體實踐中按照案例進行操作，并鼓勵學(xué)生在實踐中思考是否還有其他辦法完成案例中某一環(huán)節(jié)向下一環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)換。

（六）項目式學(xué)習(xí)

項目式學(xué)習(xí)是STEAM教育理念的一種有效教育方式，將其運用在創(chuàng)客教育中能得到較好的教學(xué)效果。在發(fā)展創(chuàng)客教育的生活性、實際性方面，項目式學(xué)習(xí)擁有天然優(yōu)勢。教師可以通過設(shè)計一系列與學(xué)生生活相關(guān)聯(lián)的項目來培養(yǎng)學(xué)生的信息科技能力、實踐能力和創(chuàng)新思維。在項目式學(xué)習(xí)中，教師首先需要明確項目式學(xué)習(xí)的主題與項目式學(xué)習(xí)的目標，其次由學(xué)生進行項目的規(guī)劃設(shè)計，對任務(wù)進行拆解，完成組內(nèi)任務(wù)的分配，教師只需要在項目中發(fā)揮監(jiān)督、指導(dǎo)與資源支持作用即可。例如，教師可以設(shè)計一個環(huán)保機器人主題的項目，學(xué)生自行設(shè)計一個可以對垃圾進行智能分揀的機器人，在這個項目中，學(xué)生需掌握機器人設(shè)計、編程設(shè)計、環(huán)保、生活、科學(xué)等多方面知識?；趯ι鲜龇N種知識的了解進行機器人的設(shè)計，教師在項目中盡可能鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計，并為學(xué)生提供Arduino板、傳感器、電機等必備工具與材料。

四、結(jié)語

創(chuàng)客教育是基于當(dāng)前社會發(fā)展的現(xiàn)狀所出現(xiàn)的教育模式，是推動學(xué)生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力發(fā)展，實踐能力提高的高質(zhì)量教育。目前，小學(xué)生創(chuàng)客教育實踐面臨著教育資源不平衡、課程體系不完善、跨學(xué)科教學(xué)難度高、教學(xué)評價不適用、家校社合作不足等多種桎梏，為推動創(chuàng)客教育實現(xiàn)其教育目的，小學(xué)生創(chuàng)客教育應(yīng)當(dāng)做出相應(yīng)的創(chuàng)新改變，充分發(fā)揮創(chuàng)客教育在小學(xué)信息科技教學(xué)中的積極作用。通過設(shè)置創(chuàng)客空間來調(diào)動學(xué)生的積極性與參與度，開發(fā)校本教材以實現(xiàn)創(chuàng)客教育與信息科技教學(xué)的相互融通，制訂培養(yǎng)方案，指導(dǎo)教學(xué)實施并促進家校社合力形成，加強跨學(xué)科融合教學(xué)、案例教學(xué)法教學(xué)、項目式學(xué)習(xí)教學(xué)，用更為有效的教學(xué)方式推進創(chuàng)客教育。現(xiàn)代創(chuàng)客教育的專業(yè)化程度正在不斷提升，學(xué)校與教師應(yīng)當(dāng)緊跟時代步伐，使用更為有效的教學(xué)方法，提供更加前沿的創(chuàng)客工具。

（作者單位：莆田市荔城區(qū)第一實驗小學(xué)）

編輯：孫守春