創(chuàng)客教育在中學(xué)教學(xué)中的探索

郭健

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和微控制器開(kāi)源硬件的成熟，創(chuàng)客教育正在全球掀起一股教育改革的浪潮。創(chuàng)客教育融入信息技術(shù)元素，以“開(kāi)放創(chuàng)新、探究體驗(yàn)”為教育理念，強(qiáng)調(diào)“基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)（Learing by Making）”，開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)者無(wú)限的潛能，越來(lái)越受到各級(jí)教育部門(mén)的高度關(guān)注。從創(chuàng)客、創(chuàng)客空間到創(chuàng)客教育進(jìn)行描述，并就如何將創(chuàng)客教育思維融入中學(xué)教學(xué)中進(jìn)行分析與闡述，展現(xiàn)創(chuàng)客教育之美。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新環(huán)境；創(chuàng)客教育；信息技術(shù)

一、創(chuàng)客

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷壯大，科技、文化、金融等眾多領(lǐng)域都發(fā)展到了新的階段。以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)以及“互聯(lián)網(wǎng)+”為依托的信息技術(shù)正在進(jìn)入用戶創(chuàng)新、開(kāi)放創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新的新時(shí)代。“創(chuàng)客”一詞來(lái)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(chuàng)意轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。創(chuàng)客不是創(chuàng)造者，而是對(duì)目前的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)造與分享，是一種增量式的創(chuàng)新，它代表了一種方向、一種態(tài)度，一種學(xué)習(xí)的模式。

創(chuàng)客空間（Maker Space）是創(chuàng)客的載體，它是基于O2O架構(gòu)設(shè)計(jì)的，為創(chuàng)客提供了空間與平臺(tái)。創(chuàng)客空間不是一個(gè)物理上的概念，而是通過(guò)各類(lèi)孵化器（如Kickstart和太火鳥(niǎo)）以及供應(yīng)商（如趣火星和極客工坊）來(lái)構(gòu)建一個(gè)開(kāi)放型的創(chuàng)意生態(tài)系統(tǒng)，它是一種全新的組織形式和服務(wù)平臺(tái)，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(jīng)建立了1400多個(gè)創(chuàng)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(chuàng)空間、上海新車(chē)間以及杭州洋蔥膠囊空間等。詳細(xì)信息如下表所示。

二、創(chuàng)客教育

隨著創(chuàng)客理念的不斷深入以及創(chuàng)客空間的不斷發(fā)展壯大，引發(fā)了人們就如何將創(chuàng)客思維應(yīng)用于教育上的思考。學(xué)生的好奇心和求知欲與實(shí)踐教學(xué)完美結(jié)合，引發(fā)了教育的新思潮。創(chuàng)客教育（Maker Education）是創(chuàng)新教育的一種，它是以創(chuàng)客空間為前提，通過(guò)創(chuàng)客文化、創(chuàng)客課程等多方面協(xié)同發(fā)展，推動(dòng)“基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)”的模式來(lái)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造的興趣與能力。

三、創(chuàng)客思維在教學(xué)中的探索

（一）學(xué)習(xí)者

學(xué)生作為參與者，是創(chuàng)客教育中的核心要素。他們需要積極思考、主動(dòng)設(shè)計(jì)、用心制作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)”。學(xué)生在創(chuàng)客教育中的學(xué)習(xí)模式為：

1.明確興趣點(diǎn)

學(xué)生要從自己的興趣出發(fā)，參與頭腦風(fēng)暴活動(dòng)，進(jìn)而制定創(chuàng)作目標(biāo)，并完成初步的設(shè)計(jì)構(gòu)想。

2.可行性分析

此步驟最為關(guān)鍵，需要學(xué)生發(fā)揮自己的能動(dòng)性，對(duì)理論想法進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試與修正。在反復(fù)試驗(yàn)中，逐步清晰并明確自己創(chuàng)意的合理性，對(duì)提出的假設(shè)進(jìn)行綜合判斷，挑戰(zhàn)自己的高階思維，驗(yàn)證自己的創(chuàng)意觀點(diǎn)。

3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

在這個(gè)步驟中，要細(xì)化自己的設(shè)計(jì)構(gòu)想，關(guān)聯(lián)知識(shí)體系，同時(shí)也可以借助創(chuàng)客空間、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算等平臺(tái)來(lái)與學(xué)習(xí)伙伴、老師、專家探尋問(wèn)題的答案。

4.反思與評(píng)價(jià)

在完成實(shí)驗(yàn)后，對(duì)作品進(jìn)行總結(jié)、評(píng)價(jià)、反思，參與互惠學(xué)習(xí)，并分享自己的創(chuàng)見(jiàn)。

（二）支持者

家長(zhǎng)與學(xué)校作為支持者，是一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，可以為學(xué)生提供開(kāi)放的環(huán)境以及先進(jìn)的設(shè)備，從而保證創(chuàng)客教育的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)。教師在其中作為協(xié)調(diào)者與輔助者，需要引導(dǎo)學(xué)生丟掉被動(dòng)學(xué)習(xí)的思維方式，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，打破傳統(tǒng)教學(xué)方式，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維為目標(biāo)，結(jié)合“創(chuàng)新、動(dòng)手與分享”的理念，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、視頻、網(wǎng)絡(luò)和競(jìng)賽等平臺(tái)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)客教育；鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造并分享他們的創(chuàng)意想法，激發(fā)學(xué)生的興趣，讓他們了解如何使用相關(guān)的工具和資源，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客教育所制定的目標(biāo)；讓學(xué)生在大膽嘗試的實(shí)踐中提高自己的創(chuàng)造力。以迭代的方式有效提高學(xué)生多學(xué)科的素養(yǎng)，提高學(xué)生的可塑性與適應(yīng)性，推進(jìn)工程教育的擴(kuò)展，形成鼓勵(lì)創(chuàng)新，寬容失敗的創(chuàng)新環(huán)境。

（三）教學(xué)開(kāi)展方式

1.以信息技術(shù)為依托

在創(chuàng)客教育的實(shí)踐中，信息技術(shù)為創(chuàng)客教育的構(gòu)建與開(kāi)展提供了便捷的環(huán)境。例如，目前的機(jī)器人技術(shù)，可穿戴的虛擬化技術(shù)，智能材料技術(shù)以及更為簡(jiǎn)單且人性化的編程技術(shù)。3D打印的不斷成熟，可以讓學(xué)生很方便地運(yùn)用三維模型打印出實(shí)物，將學(xué)生的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)；Arduino是為了解決學(xué)生找不到好的控制器而誕生的開(kāi)源硬件（Open Source Hardware），它是一塊基于開(kāi)源代碼的USB接口Simple I/O控制板，通過(guò)shields電路（PCB、材料列表以及板局?jǐn)?shù)據(jù)）、軟件library（驅(qū)動(dòng)、SDK）以及簡(jiǎn)單的編程環(huán)境（Arduino IDE和ArduBlock）和易懂的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言（類(lèi)似Java、C）來(lái)幫助學(xué)生快速實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意想法，解決實(shí)際問(wèn)題，并鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和協(xié)作能力；而Scratch也是面向青少年開(kāi)發(fā)的編程環(huán)境，它只需要學(xué)生通過(guò)拖動(dòng)軟件上形象的積木模塊就能以動(dòng)態(tài)畫(huà)面的形式展現(xiàn)出學(xué)生的想法，并清晰直觀地體會(huì)數(shù)組、函數(shù)、條件、循環(huán)以及判斷的過(guò)程。

2.生活中的“創(chuàng)客”

創(chuàng)客其實(shí)就是一群喜歡創(chuàng)新、享受創(chuàng)新的人將自己的想法進(jìn)行嘗試、溝通、協(xié)作，最后將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的過(guò)程。創(chuàng)客思維在教學(xué)中的應(yīng)用重點(diǎn)在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，為學(xué)生提供有效無(wú)縫的創(chuàng)新氛圍。在生活中，通過(guò)聲音傳感器模塊接收感應(yīng)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給Arduino板進(jìn)行邏輯判斷，對(duì)判斷的結(jié)果通過(guò)LED燈實(shí)時(shí)反饋，就可以制作完成一個(gè)可以吹滅的LED燈；通過(guò)傳感器獲取到魚(yú)苗生存水質(zhì)的溫度、ORP值（Oxidation ReductionPotential，含氧量）以及酸堿度pH，將數(shù)據(jù)反饋給Arduino板，同時(shí)通過(guò)讀取魚(yú)苗正常生存環(huán)境下的表格數(shù)據(jù)，定時(shí)與傳感器上的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比判斷，進(jìn)而調(diào)控水泵與加熱模塊來(lái)控制水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人工干預(yù)的魚(yú)苗培育；我們知道張開(kāi)嘴吹出來(lái)的是熱風(fēng)，張小嘴吹出來(lái)的是涼風(fēng)，熱風(fēng)通過(guò)狹小的瓶口進(jìn)行壓縮，會(huì)瞬間變成涼風(fēng)，參照這一原理，我們可以通過(guò)加工使用塑料瓶，將瓶底切開(kāi)朝向屋外，將瓶口一面朝向屋內(nèi)，并將瓶子整齊地插入PVB板上，便自制完成了節(jié)能環(huán)保的綠色空調(diào)。是的，創(chuàng)客的作品無(wú)處不在，會(huì)呼吸的筆，智能杯子，自動(dòng)喂養(yǎng)機(jī)，電子盲人領(lǐng)路等，哪怕只是一塊橡皮、一把尺子，也會(huì)盡顯來(lái)自于思維的魅力。

3.放飛的思想

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算平臺(tái)為創(chuàng)客教育的開(kāi)展提供了更為廣闊的空間。學(xué)生可以利用云計(jì)算大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)以及海量數(shù)據(jù)的處理能力，通過(guò)高速查找與匹配，尋找自己感興趣的內(nèi)容以及與其相關(guān)聯(lián)的資料和信息；在創(chuàng)造的過(guò)程中，通過(guò)使用微信、微博、BBS等，實(shí)時(shí)交流并分享他們的創(chuàng)意，通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將創(chuàng)客和創(chuàng)客之間緊密聯(lián)系在一起。創(chuàng)客小組的成員組成，也無(wú)需拘泥于同一個(gè)班級(jí)或者同一個(gè)學(xué)校的學(xué)生，只要有網(wǎng)絡(luò)就可以將彼此聯(lián)系在一起，運(yùn)用線上溝通與線下學(xué)習(xí)的模式來(lái)建立一個(gè)虛擬的生態(tài)圈，使創(chuàng)客教育不再限制于課堂上。

創(chuàng)客教育的目的在于引導(dǎo)學(xué)生在創(chuàng)造中體驗(yàn)基于創(chuàng)造的生活，不斷地發(fā)現(xiàn)自己、他人以及整個(gè)世界。相信隨著創(chuàng)客教育的不斷深入，以及創(chuàng)客思維在教學(xué)中的積累和完善，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)到更為寬闊的學(xué)科知識(shí)的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)自己的認(rèn)知，為未來(lái)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；使學(xué)生可以在快樂(lè)中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中成長(zhǎng)。那么就讓我們積極準(zhǔn)備，迎接創(chuàng)客教育的新篇章吧！

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘柏昌，張麗芳.美國(guó)STEM教育變革中“變革方程”的作用及其啟示[J].中國(guó)電化教育，2014，（4）：18-24.

[2]姜強(qiáng)，趙蔚.MOOCs：從緣起演變到實(shí)踐新常態(tài)：兼論“創(chuàng)客”“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2009（228）：56-64.

[3]祝智庭，孫妍妍.創(chuàng)客教育：信息技術(shù)使能的創(chuàng)新教育實(shí)踐場(chǎng)[J].中國(guó)電化教育，2015（336）：14-21.

[4]祝智庭，雒亮.從創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)到創(chuàng)客教育：培植眾創(chuàng)文化.電化教育研究，2015（267）：5-13.

[5]楊現(xiàn)民，李冀紅.創(chuàng)客教育的價(jià)值潛能及其爭(zhēng)議[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2015（134）：23-34.

[6]傅騫，王辭曉.當(dāng)創(chuàng)客遇上STEAM教育[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014（10）：37-42.

[7]謝作如.如何建設(shè)適合中小學(xué)的創(chuàng)客空間：以溫州中學(xué)為例[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2014（9）：13-15.

[8]孫其博，劉杰，黎羴，等.物聯(lián)網(wǎng)：概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，33（3）：1-9.