創客教育點亮偏遠薄弱縣域農村創新教育

徐德亮

與現有教育“重知識、輕實踐”的現象相比，創客教育告訴我們的不僅是“是什么”，也包含“怎么做”。課堂里，教師給出一個具體的“產品”目標，組織學生利用手里的材料進行模型構建，利用軟件工具去設計、測量，結合電腦編程來實現目標，這是一個完整的流程。孩子們一直缺少這樣的完整的過程和內容體驗。實踐能加深學生對知識的理解，將中小學基本上彼此獨立的各學科知識和技能建立聯系，引導孩子們將創意和想法變成“實物”，這是創客教育給教育帶來的新元素。特別是偏遠、貧困地區的孩子，也都能同樣享受創新教育帶來的樂趣，使他們“腦洞大開”。

2015年9月，筆者在黑龍江省克山縣創建了“孩子很忙”創客空間。這是一個由閑置教室改造成的創客空間，是自下而上地結合學生的創意建立起來的。墻面是孩子們畫的創意彩繪，兩組由舊木板做的簡易收納柜，兩組由可移動桌椅拼接的大工作臺，為孩子們隨時動手操作提供了便利。在創客空間里，孩子們開展了各種好玩的創客項目，從一塊開源的硬件板和一些簡易的傳感器開始。一個免費的編程軟件，芯片、舊電線、電路板、木塊、鋁片、畫筆等小工具和一臺組裝的千元3D打印機，利用這些工具就可以拼裝設計一些簡易的物件。在創客空間，孩子們從最初的一竅不通、模仿老師，到兩學期下來，熟練操作，自主創作。現在孩子們在家里利用業余時間也在畫小圖紙，網上查資料，鼓搗小物件。線上的校園小創客微信群、QQ群也十分活躍。經歷一年多時間努力，克山縣鄉鎮學校創建的創客空間（坊）總數達到學?？倲档?0%以上，在校園里能感受到濃濃的創客“味道”。

如何在偏遠縣域和農村開展創客教育，并引導學生創造性地去制作，在開放、思考、交流、分享的氛圍下接觸前沿技術，激發孩子們的創造潛力？下面，筆者就偏遠薄弱地區創客教育相關問題談些個人的粗淺認識，以求教于創客教育界同仁。

創客教育引入偏遠薄弱地區面臨的難題

創客教育走進偏遠薄弱地區縣域、農村校園，能夠有效推動教育均衡發展。但萬事開頭難，筆者認為，偏遠薄弱地區開展創客教育面臨的難題主要有以下三個方面。

首先，偏遠薄弱地區學校的教師對創客教育感到很迷茫，這是基層教師對創客教育“不熱情”的主要原因。

其次，缺乏相應的師資。因為沒有相應的培訓，無將可使，無才可用，偏遠薄弱地區學校校長感到無從下手。

再次，經費投入嚴重缺乏。經費的投入讓偏遠地區學校望而卻步。

在偏遠薄弱地區中小學開展創客教育的策略

1. 鼓勵感興趣的教師組成小團隊

促進創客教育與基礎教育的各學科融合，偏遠薄弱地區開展創客教育，師資可以采用教師混搭共同參與，雙師或三師同堂授課，用各種有趣的小科學項目吸引學生投入到創客活動中。圍繞所教知識，學生做一個個制作，如“智能書包”“智能保溫桶”“智能穿戴”，當然也需要教師給予學生時間去探索實踐。他們邊學邊做，邊做邊創。開展興趣小組，教師、學生從模仿起步，模仿項目學習、小組協作、反復嘗試，經歷失敗和錯誤，最后解決問題，總結經驗，分享提升。筆者和創客教師將淘汰的舊液晶電視進行改裝，設計了觸控校園數字圖書館。教師參與造型設計、焊接、切割、拼裝、電子元件組裝，并加入了WiFi攝像頭，實現了留守兒童愛心互聯、全息、VR體驗和家長電子調查問卷等功能。

2. 掌握簡易編程控制物件

創客教育具有電子化、數字化、工程化、智能化和藝術化特征，中小學物理、信息技術、科學等學科教師，以及擅長手工制作的教師，都可以通過短時間的學習，通過掌握一門門檻很低的圖形化編程軟件來控制硬件。在玩的過程中慢慢加入編程，玩是為了提起學生興趣，在這一過程中逐漸增加難度，將編程、動漫造型和手工制作相結合來玩?？梢暬幊誊浖坏赓M，而且可以直接控制硬件。如積木編程軟件Scratch、mBlock等軟件，這些軟件提供強大、豐富的可視化編程功能，將圖形堆放在一起，像搭積木一樣簡單，就可以控制硬件做出作品。編程門檻的降低，有利于普通教師在短時間內掌握編程。只要教會孩子一些基本的程序結構方法，他們便會創造出很多令人驚喜的作品。

3. 組裝千元3D打印機

很多學校管理者認為創客教育一定要和3D打印、機器人設備等掛鉤。其實，創客就是要把創意變成現實，回歸到育人的本質，和課程結合。學校不必被硬件“綁架”，而應從學生的興趣和實際需求出發，利用他們生活中已有條件以及隨手可以找到的材料，從小制作、小創意、小發明、小種植、小養殖等這些“微創造”開始。開展創客項目的最終目的就是“做中學”，我們完全可以制定有效的學習計劃，有序開展學習，自己動手打造低成本的“草根”創客教育。從創意到“智”造，讓學生創造力得以可視化地呈現。學生在制作過程中，往往需要定制許多小零件，這些零件往往不容易獲得，這個時候3D打印機將會是個很好的幫手。前幾年的3D打印機動輒要上萬元，令很多學校望而卻步。隨著技術的日漸成熟，現在一些組裝型桌面級千元3D打印機已經可以打印出較高質量的物品。學習組裝一臺3D打印機，可以讓學生們在有限的條件下解決問題。有條件的學校購買一臺組裝3D打印機，就可以將學生分小組開展教學了。筆者帶領小學高年級學生組裝完成的第二臺900元的3D打印機，已經開始在創客空間“造物”了。

教師要盡量選擇學生容易上手的建模軟件，比如免費的Sketchup（草圖大師）。指導教師將軟件學習的難點部分制作成微課，通過微課導學來提高實操課的教學效率和教學質量。孩子們反復觀摩，幾節課下來，在適當輔導下，就可以獨立制作模型和打印物件了。

孩子學會用技術解決問題的思維，知道自己可以借助技術手段探索并改變世界。孩子的小想法落地實現，實現從虛擬建模到學習成果的物化。

4. 結構件選材

創客活動一般與信息技術及其產品關系密切，比如，需要采用開源軟硬件，目前網上幾十元能買到開源硬件，如Arduino板和各種幾元到十幾元錢的傳感器。這些相對低廉的電子元件器材，加上身邊可利用的資源和工具，就可以完成學生的創客項目。比如，制作“智能水產養殖箱”，教師用超聲波傳感器來測量水箱是否缺水，缺水時可以開啟水泵對魚缸補充水；用溫度傳感器和LED顯示屏，可以提示水溫；用定時傳感器完成智能換水。這個項目可以延伸，如在魚缸上制作一個定時投食器，控制馬達和齒輪傳動，實現定時為魚缸投食。這些創客作品可以用舊的鋁線、木條、冰棍桿做成骨架，一個礦泉水瓶做成存儲器，用卡紙做成卡通魚的外型。通過簡易的積木編程控制電機和傳感器，做出一個好玩、有趣、智能的創客作品。這個開放式的創客項目涉及電路、材料、編程、焊接和掌握穩定性等多層次綜合學習體驗。

學生還可以利用身邊的小物件進行改造，如陶泥、紙板、塑料管、木頭、竹筷、秸稈、蘆葦稈、金屬罐（線）、金屬片等材料。教師給予孩子一定的指導，讓學生結合日常生活中的靈感，制作出創客作品。比如，“智慧農業”項目中，制作一個可穿戴的智能馬甲。在手工紙膜上裝上傳感器、電路、馬達等材料，做成智能馬甲。馬甲上的光線傳感器控制閃爍的LED燈，提示夜間車輛避讓，保護早出晚歸的農戶安全。用多個偏心馬達實現智能馬甲的按摩頸椎功能，馬甲背部的數塊太陽能板為安裝的硬件傳感器提供必要電能，同時運用溫度傳感器可以為馬甲加溫。孩子們又為智能馬甲增加了語音點歌功能，用以緩解棚室農戶重復工作的疲勞。整個項目調動了孩子愛動手、善動腦的天性。對于偏遠薄弱縣域、農村學校來說，這些材料、工具使得開展創客實踐和探索變得更加容易。只有這樣，創客教育才不是少數人的活動，人人有創意，生生有項目，才能使學生從傳統的“知識學習者”轉變成“知識生產者”。

如何實現創客教育在偏遠薄弱地區的“本土化”

首先，偏遠薄弱地區的中小學開展創客教育的起點要低，建議鼓勵學生以項目為導向，使項目小型化。選擇難度適中的、符合孩子實際的學習和實踐，讓學生更容易掌握和獲得成就感。開展一些接地氣的、學生摸得著和易于實踐的創客項目，更有利于偏遠薄弱地區的孩子掌握。在創客空間里，教師和學生一樣，都是探索者，一起思考、反思、改進。在偏遠地區學校開展創客培訓，起初筆者擔心技術難掌握，軟件學習方面，學生們確實難以在一兩次的演示操作中學會，后來筆者調整了學習周期，加大了入門階段和實踐階段的時間長度。學生進入下一階段學習時就會信心倍增。

其次，全民、終身學習時代已經到來，教師要充分利用線上的學習資源提升專業技能。創客教育對于偏遠地區中小學來說是一個新的領域，教師的角色也將被重塑，教師應具有不斷學習的能力，除了掌握必要的技能，還要有科學精神，分步有序地開展學習。短期培訓和視頻學習能為初期開展的創客教育提供幫助，但不能解決所有問題。經歷理論、實踐，繼續研究，教師在工作中要帶著問題，采取行動研究的方式補充專業技能。

互聯網最顯著的特征是開放和免費，偏遠薄弱地區教師運用信息技術手段，可為解決中小學創客教育各種問題提供機會。將搜索引擎作為學科融合的利器，借用網上資源為創客教育打開一扇門?，F如今，網上免費軟件比較多，教師和學生可以參與網上在線創客空間的活動，比如作品展示、學習、交流，分享創作成果。筆者在開展創客教育的初期就經常通過網絡尋找免費資源，通過加入創客愛好者微信群、QQ群，學習創客分享的資料、作品，請教相關問題；線下動手體驗和實踐。

再次，要將創客課程納入校本課程。課程的建立是為學生服務的，學校借助校本課程推進創客教育，將創客教學納入地方課程體系，才能使創客教育得到課時上的保障。學生每周一次的興趣小組活動，可以考慮小學一至三年級每周1節，三至六年級每周2節，初中每周2～3節，將學生的創客課程成績納入綜合素質評價，將學校創客教育納入學校綜合評估考核范疇。

最后，建議開放創客空間。創客空間可以像圖書閱覽室一樣全天開放，不局限于課堂的時間。每天中午，利用時間換空間的方式，讓更多的學生參與創客活動。小創客們通過“傳幫帶”互相激發，在課堂上學習與學科相關的基礎知識、技能。教師要留給學生更多的自己動手時間，管理上可以考慮建立小創客自我監督的管理機制。此外，筆者還定期邀請一些熱愛技術的家長、老工匠、老藝人進校園為孩子們講解、演示“小機械”和“小電子”的原理。利用五金件和舊材料設計制作了小型壓彎折彎工具，小型鉆孔工具，小型曲線切割工具等，并將這些工具設計到一個操作平臺中，使學生操作學習更便捷。

創新教育落地于偏遠薄弱農村地區學校，將是創客教育進一步發展的重要方向。未來，我們將不斷探索，讓創客教育真正走進中小學校園，并扎根和普及，探索讓創客教育更好地融入課程，讓同一片藍天下的孩子都能從創客教育中受益，讓創新教育的光芒灑滿校園的每一個角落。

（作者單位：黑龍江齊齊哈爾市教育教學研究院）