文 | 吳清泉
在全球創(chuàng)客運動和“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”戰(zhàn)略的推動下，創(chuàng)客教育已成為推動經(jīng)濟轉(zhuǎn)型、教育變革和社會發(fā)展的驅(qū)動力。筆者以“Arduino創(chuàng)意機器人之傳感器總動員”課程為例，通過“學(xué)—仿—研—創(chuàng)—享”， 從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評價四個要素構(gòu)建面向創(chuàng)客式教育的中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)模式，做了創(chuàng)新探索，期待為創(chuàng)客教育提供新思路和新方法。
創(chuàng)客一詞最早由《連線》雜志前主編Chris Anderson提出，是指熱衷于創(chuàng)意、設(shè)計和制造并以創(chuàng)新滿足人們需求的人群。創(chuàng)客教育的意義體現(xiàn)在運用先進的理念與方式改造教育。教師開展“協(xié)同探究”“項目合作”等方式的教學(xué)，使每個學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中找到樂趣，進而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能。創(chuàng)客教育的特征及其對中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)有以下幾方面的啟示。
創(chuàng)客教育與傳統(tǒng)教育的差別之一就是創(chuàng)客教育能打破學(xué)科壁壘，強調(diào)結(jié)合多學(xué)科知識去理解問題、解決問題。創(chuàng)客教育理念指導(dǎo)下的信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容不再局限于某一學(xué)科知識，而要將多學(xué)科、多角度知識點串聯(lián)起來因材施教，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。
創(chuàng)客教育使學(xué)習(xí)、研究和創(chuàng)造形成一個迭代式的良性循環(huán)，持續(xù)提升學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)造力。學(xué)校和教師結(jié)合信息技術(shù)學(xué)科強調(diào)動手及實踐的特點，在真實情境中手腦并用，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)、模仿中探索、研究中創(chuàng)造，逐步提升實踐能力并發(fā)展創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力。
課程的內(nèi)容和活動設(shè)計常常圍繞復(fù)雜的現(xiàn)實問題展開。教學(xué)方式多為項目式學(xué)習(xí)。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生基于興趣組成項目小組，開展協(xié)助探究，發(fā)揮自主能動性，共同解決問題，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
共享精神是創(chuàng)客精神的重要組成部分，也是創(chuàng)客教育的特征之一。教師基于創(chuàng)客理念，讓學(xué)生參與分享與交流，積極踴躍地表達想法，讓學(xué)生碰撞思維并產(chǎn)生創(chuàng)新的火花。
目前，國內(nèi)關(guān)于創(chuàng)客教育的模式、創(chuàng)客課程的教學(xué)模式的研究層出不窮。在綜合前人研究和實踐的基礎(chǔ)上，楊現(xiàn)民對比創(chuàng)客課程和傳統(tǒng)課程后指出兩者在四個維度上存在差異：課程目標(biāo)定位、內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)、開展方式和評價方式。筆者基于創(chuàng)客教育理念，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評價四個要素構(gòu)建中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)新模式（如圖1）。
圖1 信息技術(shù)教學(xué)新模式
創(chuàng)客教育的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力。根據(jù)布盧姆教育目標(biāo)分類中對學(xué)習(xí)目標(biāo)的分類，其中分析、評價、創(chuàng)造屬于高階思維能力。信息技術(shù)教學(xué)強調(diào)對學(xué)生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)。筆者認(rèn)為基于創(chuàng)客教育的中學(xué)信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)應(yīng)注重溝通交流與協(xié)作能力、查找與鑒別信息能力、動手實踐與問題解決能力以及創(chuàng)新思維與創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，并以此為出發(fā)點，進行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的設(shè)計并做教學(xué)評價。
筆者基于創(chuàng)客教育理念，參考創(chuàng)客基礎(chǔ)課程和目前的信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，將實踐環(huán)節(jié)與有限的教學(xué)空間做有效整合，設(shè)計富有創(chuàng)意、帶有挑戰(zhàn)性的活動，讓學(xué)生在實踐過程中更好地學(xué)習(xí)和掌握教學(xué)內(nèi)容。筆者設(shè)計了“學(xué)—仿—研—創(chuàng)—享”的迭代步驟（如圖2），借由系列的學(xué)習(xí)活動，通過反復(fù)的知識習(xí)得、動手操作、信息處理、學(xué)習(xí)思考、組織規(guī)劃、溝通表達、團隊合作和自我管理等行為的訓(xùn)練促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)、解決問題、創(chuàng)新創(chuàng)造。
圖2 迭代步驟
在創(chuàng)客教育評價體系中使用評價量規(guī)，能夠記錄學(xué)生創(chuàng)作作品的過程、能力發(fā)展的變化以及在創(chuàng)作過程中暴露的問題。評價量規(guī)不應(yīng)只在展示成果階段使用。教學(xué)評價貫穿整個教學(xué)過程，因此不僅要注重結(jié)果性評價，還要關(guān)注學(xué)生在“學(xué)—仿—研—創(chuàng)—享”過程中的表現(xiàn)，將形成性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合。此外，應(yīng)該采用多元化的方式評價，在評價過程中，除了教師外，還有學(xué)生、家長等參與，多角度評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
當(dāng)前，創(chuàng)客教育正成為促進學(xué)生由知識消費者向創(chuàng)造者轉(zhuǎn)變的重要力量。依托信息技術(shù)課堂開展“人工智能”“3D打印”“開源硬件開發(fā)”教學(xué)已成趨勢。筆者以學(xué)校建設(shè)“創(chuàng)客空間”為契機，成立了信息技術(shù)學(xué)科的創(chuàng)客興趣小組，堅持創(chuàng)客教育理念，創(chuàng)新教學(xué)模式，開展了為期一學(xué)年的創(chuàng)客課程實踐。下面以“Arduino創(chuàng)意機器人之傳感器總動員”為例，闡述新模式在教學(xué)中的應(yīng)用。
教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)內(nèi)容和活動設(shè)計的方向，是教學(xué)評價的出發(fā)點和歸宿。創(chuàng)客教育不同于傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)，它不僅關(guān)注理論知識的掌握和操作技能的提高，而且關(guān)注對解決問題的能力、創(chuàng)新能力以及協(xié)助交流能力的培養(yǎng)。
在本課程“傳感器總動員”中，教學(xué)目標(biāo)圍繞創(chuàng)新和創(chuàng)意能力、探究和實踐能力、協(xié)助和溝通能力展開。主要內(nèi)容為：了解不同傳感器的類型及用途；掌握不同傳感器的使用方法；掌握積木式開源平臺的使用；掌握創(chuàng)客項目制作的一般過程；根據(jù)指定主題提出創(chuàng)造性的解決方案；根據(jù)設(shè)計，實現(xiàn)原型；較好地實現(xiàn)小組成員及小組之間協(xié)助溝通和交流；能夠評價項目成果優(yōu)劣。
教學(xué)按照“學(xué)—仿—研—創(chuàng)—享”的迭代步驟進行。下面，以“傳感器總動員”為例介紹教學(xué)內(nèi)容與方法。
1. 學(xué)
【教學(xué)內(nèi)容與活動】“學(xué)”強調(diào)學(xué)生理論知識的習(xí)得，教師可將傳感器的關(guān)鍵性知識制作成微課供學(xué)生學(xué)習(xí)。這一階段可分為兩部分：教師引導(dǎo)和學(xué)生探究。教師引導(dǎo)：教師針對四位數(shù)碼管的知識進行講解，包含其特點、使用方法及注意事項；與此相對應(yīng)的編程知識（重復(fù)執(zhí)行命令）。
學(xué)生探究體現(xiàn)在按照前期學(xué)習(xí)安排，學(xué)生以小組為單位自主學(xué)習(xí)不同傳感器的知識（如舵機、超聲波傳感器、傾斜角傳感器、紅外傳感器、溫濕度傳感器、霍爾傳感器、三軸加速度傳感器等），并充當(dāng)小老師將所了解的相關(guān)傳感器知識（含特點、使用方法、注意事項及對應(yīng)編程知識）向同伴講解（每組講解時間20分鐘）。
【教學(xué)方法】搭腳手架，引導(dǎo)自主探究。
【設(shè)計意圖】引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的傳感器知識，培養(yǎng)學(xué)生對創(chuàng)意設(shè)計的興趣。
2. 仿
【教學(xué)內(nèi)容與活動】“仿”體現(xiàn)在學(xué)生以模仿的方式完成一項簡單的作品設(shè)計，協(xié)助學(xué)生將知識和技能主動內(nèi)化。在此階段，教師需向?qū)W生呈現(xiàn)模仿型任務(wù)資料，包括任務(wù)介紹、任務(wù)功能、實現(xiàn)路徑及操作技能講解等。
如在講解四位數(shù)碼管時，教師拋出任務(wù)：制作并應(yīng)用“智能指示器”，即利用該傳感器和編程中重復(fù)執(zhí)行命令制作一部適用于廚房蒸煮嚴(yán)格控制時間的倒計時器。完成該任務(wù)的過程中，教師側(cè)重講解智能指示器實現(xiàn)的功能、制作思路和制作流程。
【教學(xué)方法】任務(wù)驅(qū)動，模仿設(shè)計。
【設(shè)計意圖】通過模仿加深學(xué)生對所學(xué)知識的了解和應(yīng)用；維持創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)學(xué)生的操作技能，提高學(xué)生的實踐能力。
3. 研
【教學(xué)內(nèi)容與活動】“研”建立在“學(xué)”與“仿”的基礎(chǔ)上，目的是引導(dǎo)學(xué)生針對主題運用發(fā)散性思維自由聯(lián)想，以萌發(fā)具有創(chuàng)新性的想法。教師（小老師）在演示模仿任務(wù)結(jié)束時，布置一道與講解的傳感器相關(guān)的研討題目（題目以劣構(gòu)性問題為主），讓學(xué)生以小組為單位交流討論、頭腦風(fēng)暴。
如：A小組在講解超聲波傳感器知識后，給其他學(xué)生演示了模仿任務(wù)——距離檢測儀的使用。學(xué)生通過模仿后基本掌握了超聲波傳感器的特點及使用方法。隨后，A小組學(xué)生提出了研討題目：距離檢測儀除了用于檢測車輛追尾外，還能用于其他領(lǐng)域嗎？學(xué)生通過發(fā)散思維自由聯(lián)想，認(rèn)為超聲波傳感器在檢測等待紅綠燈車輛數(shù)、檢測學(xué)生學(xué)習(xí)時與桌子距離、檢測拐杖前方障礙物等方面都能發(fā)揮作用。
【教學(xué)方法】頭腦風(fēng)暴，交流討論。
【設(shè)計意圖】鼓勵學(xué)生發(fā)散思維自由聯(lián)想，以萌發(fā)具有創(chuàng)新性的想法；引導(dǎo)學(xué)生觀察學(xué)習(xí)和生活，嘗試發(fā)現(xiàn)問題。
4. 創(chuàng)
【教學(xué)內(nèi)容與活動】“創(chuàng)”是學(xué)生實現(xiàn)創(chuàng)意。在創(chuàng)意形成后，學(xué)生需要對所制作的作品進行分析與設(shè)計，將問題列出來，逐項解決。
例如：B小組打算用超聲波傳感器制作一只智能紅綠燈，即通過超聲波傳感器檢測當(dāng)前等待綠燈車輛數(shù)，如車輛數(shù)超過一定范圍則將數(shù)據(jù)返回給紅綠燈控制端，由控制端按比例延長綠燈時間。根據(jù)設(shè)想，B小組提出以下3個問題：（1）除了超聲波傳感器外，還需要哪些傳感器？（2）控制端之間通過何種方式通信？（3）實際應(yīng)用中超聲波傳感器的放置位置及個數(shù)情況如何？B小組學(xué)生根據(jù)問題，與同伴探討、向教師請教、利用互聯(lián)網(wǎng)收集資料甚至向社會上的創(chuàng)客空間尋求幫助，實現(xiàn)跨界合作，并完成了作品。
【教學(xué)方法】協(xié)助探究，發(fā)現(xiàn)與解決問題。
【設(shè)計意圖】鼓勵學(xué)生開動腦筋積極思考，有創(chuàng)造性地列出問題和提出解決問題的角度和思路；在解決問題的過程中學(xué)會自主探究、分工協(xié)助、跨界合作。
5. 享
【教學(xué)內(nèi)容與活動】“享”的階段是借助工具或平臺分享學(xué)習(xí)成果、展示作品和交流心得階段。在此階段，教師通過生動有趣的方式讓學(xué)生展示作品，觀看和評價其他小組的作品。如：本課程“傳感器總動員”在分享階段的活動名為“造物拍賣會”。以拍賣會的形式讓學(xué)生介紹和展示作品，并以虛擬價格“價高者”的方式作為評價作品的其中一項指標(biāo)。通過模擬真實的拍賣場景，展示和評價作品外，還能促使學(xué)生思考和認(rèn)清創(chuàng)造的價值和意義，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造的興趣，引發(fā)學(xué)生進行價值評估和思考。
【教學(xué)方法】模擬情景。
【設(shè)計意圖】通過分享讓學(xué)生回憶創(chuàng)作思路、表達創(chuàng)意想法、探討創(chuàng)造技能，有利于學(xué)生反思能力提高，培養(yǎng)溝通交流能力，擴大學(xué)習(xí)影響力。
教師應(yīng)基于信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)考查學(xué)生在創(chuàng)新思維和操作實踐等方面的能力。教學(xué)評價要做到多元化和多維度，重點關(guān)注：（1）對學(xué)生探究過程、完成任務(wù)情況的評價；（2）對學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、合作學(xué)習(xí)能力的評價。為此，筆者制作了表格對作品創(chuàng)作、小組教學(xué)和分享等方面進行評價（見表1），并按照每個小組在每項指標(biāo)中獲得的等級比例最終確認(rèn)小組等級。
表1 教學(xué)評價
筆者通過分析創(chuàng)客教育的內(nèi)涵和特征，結(jié)合信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)需求，提出基于“學(xué)—仿—研—創(chuàng)—享”迭代學(xué)習(xí)步驟的教學(xué)模式，并在課堂上實踐應(yīng)用，取得一定成效。學(xué)生通過主動學(xué)習(xí)和小組協(xié)作探究完成項目，提高了編程、溝通協(xié)助、和創(chuàng)新創(chuàng)意等方面的能力。
（作者系廣東省惠州大亞灣經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)第一中學(xué)教師）
文章來源：《中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)》2019年第3期，文章有刪改
責(zé)任編輯：祝元志
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