創客教育在中學教學中的探索

郭健

摘 要：隨著互聯網技術和微控制器開源硬件的成熟，創客教育正在全球掀起一股教育改革的浪潮。創客教育融入信息技術元素，以“開放創新、探究體驗”為教育理念，強調“基于創造的學習（Learing by Making）”，開發學習者無限的潛能，越來越受到各級教育部門的高度關注。從創客、創客空間到創客教育進行描述，并就如何將創客教育思維融入中學教學中進行分析與闡述，展現創客教育之美。

關鍵詞：創新環境；創客教育；信息技術

一、創客

隨著我國經濟實力的不斷壯大，科技、文化、金融等眾多領域都發展到了新的階段。以移動互聯網、云計算、物聯網以及“互聯網+”為依托的信息技術正在進入用戶創新、開放創新、協同創新的新時代?！皠摽汀币辉~來源于“Maker”，是制造者之意，也是某種意義上的DIY，它在不以盈利為目的的前提下，將創意轉化為現實。創客不是創造者，而是對目前的技術進行創造與分享，是一種增量式的創新，它代表了一種方向、一種態度，一種學習的模式。

創客空間（Maker Space）是創客的載體，它是基于O2O架構設計的，為創客提供了空間與平臺。創客空間不是一個物理上的概念，而是通過各類孵化器（如Kickstart和太火鳥）以及供應商（如趣火星和極客工坊）來構建一個開放型的創意生態系統，它是一種全新的組織形式和服務平臺，包括工作空間、社交空間以及資源共享空間等。目前全球已經建立了1400多個創客空間，其中比較知名的空間有：Fab Lab、深圳柴火空間、北京眾創空間、上海新車間以及杭州洋蔥膠囊空間等。詳細信息如下表所示。

二、創客教育

隨著創客理念的不斷深入以及創客空間的不斷發展壯大，引發了人們就如何將創客思維應用于教育上的思考。學生的好奇心和求知欲與實踐教學完美結合，引發了教育的新思潮。創客教育（Maker Education）是創新教育的一種，它是以創客空間為前提，通過創客文化、創客課程等多方面協同發展，推動“基于創造的學習”的模式來培養學生創造的興趣與能力。

三、創客思維在教學中的探索

（一）學習者

學生作為參與者，是創客教育中的核心要素。他們需要積極思考、主動設計、用心制作，進而實現“基于創造的學習”。學生在創客教育中的學習模式為：

1.明確興趣點

學生要從自己的興趣出發，參與頭腦風暴活動，進而制定創作目標，并完成初步的設計構想。

2.可行性分析

此步驟最為關鍵，需要學生發揮自己的能動性，對理論想法進行設計、調試與修正。在反復試驗中，逐步清晰并明確自己創意的合理性，對提出的假設進行綜合判斷，挑戰自己的高階思維，驗證自己的創意觀點。

3.實驗驗證

在這個步驟中，要細化自己的設計構想，關聯知識體系，同時也可以借助創客空間、移動互聯網以及云計算等平臺來與學習伙伴、老師、專家探尋問題的答案。

4.反思與評價

在完成實驗后，對作品進行總結、評價、反思，參與互惠學習，并分享自己的創見。

（二）支持者

家長與學校作為支持者，是一個基礎平臺，可以為學生提供開放的環境以及先進的設備，從而保證創客教育的正常運轉與可持續發展，實現基于創造的學習。教師在其中作為協調者與輔助者，需要引導學生丟掉被動學習的思維方式，培養和鍛煉學生學習的主動性，打破傳統教學方式，以培養學生的創造性思維為目標，結合“創新、動手與分享”的理念，通過實驗、視頻、網絡和競賽等平臺，對學生進行創客教育；鼓勵學生發明創造并分享他們的創意想法，激發學生的興趣，讓他們了解如何使用相關的工具和資源，實現創客教育所制定的目標；讓學生在大膽嘗試的實踐中提高自己的創造力。以迭代的方式有效提高學生多學科的素養，提高學生的可塑性與適應性，推進工程教育的擴展，形成鼓勵創新，寬容失敗的創新環境。

（三）教學開展方式

1.以信息技術為依托

在創客教育的實踐中，信息技術為創客教育的構建與開展提供了便捷的環境。例如，目前的機器人技術，可穿戴的虛擬化技術，智能材料技術以及更為簡單且人性化的編程技術。3D打印的不斷成熟，可以讓學生很方便地運用三維模型打印出實物，將學生的創意轉化為現實；Arduino是為了解決學生找不到好的控制器而誕生的開源硬件（Open Source Hardware），它是一塊基于開源代碼的USB接口Simple I/O控制板，通過shields電路（PCB、材料列表以及板局數據）、軟件library（驅動、SDK）以及簡單的編程環境（Arduino IDE和ArduBlock）和易懂的開發語言（類似Java、C）來幫助學生快速實現創意想法，解決實際問題，并鍛煉學生的創新思維和協作能力；而Scratch也是面向青少年開發的編程環境，它只需要學生通過拖動軟件上形象的積木模塊就能以動態畫面的形式展現出學生的想法，并清晰直觀地體會數組、函數、條件、循環以及判斷的過程。

2.生活中的“創客”

創客其實就是一群喜歡創新、享受創新的人將自己的想法進行嘗試、溝通、協作，最后將創意轉化為現實的過程。創客思維在教學中的應用重點在于激發學生學習的主動性，為學生提供有效無縫的創新氛圍。在生活中，通過聲音傳感器模塊接收感應數據，將數據傳送給Arduino板進行邏輯判斷，對判斷的結果通過LED燈實時反饋，就可以制作完成一個可以吹滅的LED燈；通過傳感器獲取到魚苗生存水質的溫度、ORP值（Oxidation ReductionPotential，含氧量）以及酸堿度pH，將數據反饋給Arduino板，同時通過讀取魚苗正常生存環境下的表格數據，定時與傳感器上的數據進行對比判斷，進而調控水泵與加熱模塊來控制水質，實現無人工干預的魚苗培育；我們知道張開嘴吹出來的是熱風，張小嘴吹出來的是涼風，熱風通過狹小的瓶口進行壓縮，會瞬間變成涼風，參照這一原理，我們可以通過加工使用塑料瓶，將瓶底切開朝向屋外，將瓶口一面朝向屋內，并將瓶子整齊地插入PVB板上，便自制完成了節能環保的綠色空調。是的，創客的作品無處不在，會呼吸的筆，智能杯子，自動喂養機，電子盲人領路等，哪怕只是一塊橡皮、一把尺子，也會盡顯來自于思維的魅力。

3.放飛的思想

移動互聯網與云計算平臺為創客教育的開展提供了更為廣闊的空間。學生可以利用云計算大數據的特點以及海量數據的處理能力，通過高速查找與匹配，尋找自己感興趣的內容以及與其相關聯的資料和信息；在創造的過程中，通過使用微信、微博、BBS等，實時交流并分享他們的創意，通過移動互聯網將創客和創客之間緊密聯系在一起。創客小組的成員組成，也無需拘泥于同一個班級或者同一個學校的學生，只要有網絡就可以將彼此聯系在一起，運用線上溝通與線下學習的模式來建立一個虛擬的生態圈，使創客教育不再限制于課堂上。

創客教育的目的在于引導學生在創造中體驗基于創造的生活，不斷地發現自己、他人以及整個世界。相信隨著創客教育的不斷深入，以及創客思維在教學中的積累和完善，可以使學生在學習到更為寬闊的學科知識的同時，加強對自己的認知，為未來的發展奠定堅實的基礎；使學生可以在快樂中學習，在學習中成長。那么就讓我們積極準備，迎接創客教育的新篇章吧！

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？誗編輯 李琴芳