在創客活動中培養學生的心智

萬川

自2015年教育部提出要“有效利用信息技術推進‘眾創空間建設，探索STEAM教育、創客教育等新的教育模式，使學生具有較強的信息意識和創新意識”之后，2017年8月，國務院再次重磅出擊，印發了《新一代人工智能發展規劃》，明確提出要“實施全民智能教育項目，在中小學設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發和推廣。支持開展人工智能競賽，鼓勵進行形式多樣的人工智能科普創作”。對突如其來的“造物運動”，大多數學校、教師和學生都還沒做好思想準備。一面是學校多元設備落地的凱歌高奏，另一面是學生創意激發的進展緩慢。如何才能跳出這個困惑？在此，筆者結合《停車場的那道攔車桿》這一創意積木主題教學，談談自己的一些思考。

劣構的創客主題有利于學生良好探究習慣的養成

一個劣構的創客主題，源于真實的生活情境，具有一定挑戰性，而且解決方案不唯一。像“停車場的攔車桿”這樣的主題，既有簡單的結構拼裝，又含復雜的電子編程，對學生而言，熟悉中帶有陌生，簡單中藏有難題，既有躍躍欲試的沖動，也有寸步難行的節點。在課堂上，教師首先讓學生簡單說說他們對停車桿的認識、它由幾部分組成，然后讓學生結合認識，自選材料設計一個攔車桿系統。教師給學生搭建一個大致的框架，使他們不至于過度天馬行空、胡思亂想、自成一派。在這個過程中，材料是充足的，但又幾近相似、各具特色，不同模型的搭建、不同材料的選擇代表著學生不同的思考，學生在不經意地選擇中無意進入了工程設計的范疇。這樣的設計，不僅是一個簡單攔車桿的搭建，更是一類搭建模式的傳授，一種探究習慣的養成。未來無論是創意風車的設計，還是自動感應門、發球機等一系列主題的設計，都將水到渠成，自然而然。

開放的創客氛圍有利于學生面對難題的勇氣和批判性思維的養成

創客教育中，教師引導學生自主發現問題、思考問題、解決問題，探究學習的過程，在乎的是生生之間、師生之間“面紅耳赤”之后的“無私分享”；順著學生的“錯誤”走，抽絲剝繭，讓學生的思維深處在一個個節點的攻克中不經意地呈現出來。然而在真實的課堂中，學生的思維是帶一定惰性的，他們一碰到問題就想著四處求援，甚至直接賴器材有問題，面對難題、面對失敗，缺乏勇氣與斗志。那該怎么辦？人們常說“科學活動原本就是一種永無止境的探索活動”“創新總是在問題的解決中發展起來的”，我們要引導學生正視難題，承認失敗，不回避，不遮掩，針鋒相對，直擊問題核心，這是每個作品在創造過程中的必經階段。面對學生的“思維惰性”以及開放的創客氛圍，教師要變得比“無賴”更“無賴”。

在《停車場的那道攔車桿》一課的教學中，全班學生連續兩次“求援”。

第一次，學生把攔車桿直接連在馬達上，無論怎么調試時間，馬達都是連續轉幾圈，不能正常地90度起落到支架上（如下頁圖1）。

師：這怎么行啊？如果在現實當中，保安亭的大叔都給你們拍死了一遍又一遍，誰來說說？怎么啦？

生（一臉委屈的樣子）：老師，我們都把時間調到0.1秒了，馬達還是轉幾圈。

師（好無辜的樣子）：我也沒辦法呀，該調的我們都調了，器材都是從廠家原裝買的，我也沒有多余的材料，怎么辦？難不成不做啦？

生：老師，我有個辦法，我們只要在兩邊攔住它就可以了。

第二次，當學生明白直接阻擋容易損壞電機，應該使用齒輪組進行減速的時候，發現沒有合適齒輪比的齒輪組，怎么辦？創造性的課堂就是這樣，很多時候“好創意不是想出來的，而是逼出來的”。

①學生A運用多齒輪聯合驅動（敢于面對復雜問題）。盡管到目前為止，學生仍沒搞清楚這四個齒輪間的連帶齒輪比如何計算（如圖2），但是不可否認的事實是“他們實現了”。這也再次驗證了“小學生認識事物的主要器官不是眼睛和耳朵，而是手”。

②學生B運用渦桿驅動（敢于批判）。這個作品最大的特點就是當學生碰到問題時，并未按部就班地在不同大小齒輪的排列組合上耗費時間，而是跳出思維定勢，創造性地選用渦桿進行試驗（如圖3），按照他們的說法就是，你沒要求我一定要怎么做的，我實現了就可以。那神情，完全可以用嘚瑟來形容。

③學生通過降低電機功率（同理心）來實現。零件結構上碰壁了，無法再往下開展了，只能試圖從消費者需求的角度去揣度商家的商業設計，學生最終成功了，在翻閱主機的過程中，他們找到了電機功率設置一欄，并成功地通過改變其數據，實現了電機速率的調整。

求新求實的創客文化有利于學生自我實現與社會責任的形成

在傳統的課程設計中，學生作品展示了，交流了，課程也就結束了。從表面上看，學生是有了自己的思考和成品，解決了一個個具體的技術難題，但這并不是創造性課堂想要的，只能說“一個優秀的‘機械工順利完成‘機械生產了”。一個真正的知識的創造者，不單能利用所學知識去制造既有的產品，還能結合既有的產品和真實生活中存在的問題創造性地改進產品。而在學生課堂，教師不僅要給學生一個簡單作品展示交流的機會，還要給他們一個追問生活的平臺，這個平臺不僅是創新思維活動的另一開端，更是在真實生活中不斷實現自我的另類延續。

例如，在《停車場的那道攔車桿》一課中，學生通過結合攔車桿在生活中存在的問題進行提問、創意改進，先后提出了多個問題和解決方案。其中，有一個學生提出：“小區車庫往往設在斜坡，車主在排隊刷卡的時候，經常將車停在坡中間，啟動的時候容易往后退，特別是女司機，非常不安全。”全班學生積極思考，設法解決問題，最后達成共識：在斜坡上，每隔一段距離，安裝地面插座盒的裝置，呈三角斜坡狀，車輛駛過的時候，裝置被壓到地下，車輛輪胎一駛離，裝置就彈起，這種方式不僅可以有效防止車輛后溜，而且不像傳統的減速帶容易出現頓挫感，同時設計的時候要注意，彈起的高度必須低于汽車的底盤高度。本環節，學生通過創新分解發明創造步驟（提問、設計、制作、交流、改進），共同參與到同一個作品的創造中，相互交流，不僅用創意激發創意，在不斷改進中優化了創意，而且讓大家明白創意并不是一個人的單打獨斗，需要凝聚集體智慧。

一個富有創造性的課程應該是“課程的伊始源于一個既定的大問題或劣構問題，教學的過程生成于學生對每一具象的疑問或驚奇，課堂的出色成于點亮每個學生思維閃亮的瞬間”。作為一個教師，不僅要關注課堂呈現出的“熱鬧”“閃亮”的華麗顯性外表，更要關注學生心智成長的隱形核心。在創客活動中培訓學生的心智，路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。endprint