基于國家課程實施創客教育

謝作如

在《創客教育為什么要強調“造”》一文中，我曾經提出“創客活動具有社會化、平民化、強調動手實踐等特點，是面向大眾的”。從這一點看，創客教育和以課外興趣小組形式開展的科技創新活動是有區別的：一個是普惠教育，一個是精英教育。既然以普及全體作為目標，那創客教育必須要正兒八經地進入課堂，才有實現普惠的機會。2017年10月，教育部發布了《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》（下面簡稱為《綱要》），第一次提出“創意物化”這一目標，將“設計制作”作為綜合實踐活動的重要活動形式，并明確提出“有條件的學校可以建設專用活動室或實踐基地，如創客空間等”。《綱要》的發布為創客教育正式進入國家課程體系，在基礎教育階段全面實施綜合實踐課鋪平了道路。

● 創客教育在《綱要》中的位置

《綱要》指出，綜合實踐活動是從學生的真實生活和發展需要出發，從生活情境中發現問題，轉化為活動主題，通過探究、服務、制作、體驗等方式，培養學生綜合素質的跨學科實踐性課程。這一定義突出了“真實生活”“跨學科實踐性”等要素，和創客教育倡導的“基于興趣，以造物為特征的跨學科學習”是一致的。

1.創意物化：綜合實踐活動的四大目標之一

綜合實踐活動課程的實施是希望學生能從個體生活、社會生活及與大自然的接觸中獲得豐富的實踐經驗，形成并逐步提升對自然、社會和自我之內在聯系的整體認識。《綱要》中提出的綜合實踐活動學習目標分為價值體認、責任擔當、問題解決、創意物化等方面。

“創意當實現”是創客教育的第一驅動力，繼承了來自全球性創客運動和創客文化中近乎信仰的精神的內核，“造物”一直是創客活動的主要形式和核心特征，也是創客教育的重要“產出”性評價指標。“創意物化”正是對創客教育“創意當實現”內核精神和“造物”實踐的總結和提煉。《綱要》中將“創意物化”作為綜合實踐活動四大目標，自然而然地將創客空間、開源硬件、數字化工具等要素連接起來。值得關注的是，《綱要》中提出了“產品”這一概念，且要求高于我們熟悉的“作品”，可見綜合實踐活動將會引導更多的教師參與研究“基于產品的學習”這一新教學模式。

2.設計制作：綜合實踐活動的四大方式之一

根據綜合實踐活動課程的目標，學校和教師要基于學生發展的實際需求，設計活動主題和具體內容，并選擇相應的活動方式。其中“創意物化”目標的實現，對應的是設計制作活動方式。

設計制作指學生運用各種工具、工藝（包括信息技術）進行設計，并動手操作，將自己的創意、方案付諸現實，轉化為物品或作品的過程，如動漫制作、編程、陶藝創作等，它注重提高學生的技術意識、工程思維、動手操作能力等。在活動過程中，鼓勵學生手腦并用，靈活掌握、融會貫通各類知識和技巧，提高學生的技術操作水平、知識遷移水平，體驗工匠精神等，其關鍵要素包括創意設計、選擇活動材料或工具、動手制作、交流展示物品或作品、反思與改進等。

綜合實踐活動方式的劃分其實是相對的，不同活動要素可以彼此滲透、融合貫通。同樣，設計制作活動方式承載的也并不僅僅是“創意物化”目標。因為設計制作往往是基于真實生活提出問題，最終解決問題并以“物化”的形式服務于生活，只要教學設計得當，價值體認、責任擔當、問題解決等目標也能在設計制作的過程中得到一定程度的達成。

3.跨學科學習：推薦活動主題中的重要導向

為了更好地理解和落實綜合實踐活動的目標，《綱要》在附件中提供了160多個推薦主題活動。這些活動主題分別是以某一種活動方式為主來呈現的，但實際上還包含多種活動方式。雖然《綱要》對推薦的活動主題不做硬性規定，僅供學校選擇參考，但這些活動主題都經過精心選擇，很多主題能體現出跨學科的元素，如設計制作方向的推薦主題中具有明顯的跨學科特色。

● 綜合實踐活動“設計制作”主題案例展示

在創客教育中，學生常常會同時采用各種技術來解決問題，這些技術中會涉及軟件和硬件，是一項非常綜合的學習活動。而無論是信息技術課程還是通用技術課程，在技術上都有著明顯的界限，沒有做到軟硬兼施。《綱要》中定義的設計制作活動恰好融合了信息技術和勞動技術，與創客教育倡導的“跨界”非常一致。雖然，《綱要》的附件推薦的主題活動劃分了信息技術和勞動技術方向，看起來是割裂的，但很多活動主題是相互融合的。例如，兩個方向的推薦主題都涉及到3D打印、模型制作和單片機。又如，“二維三維的任意變換”主題要求“使用紙模型軟件將三維建模軟件生成的立體圖案，轉化成為二維的平面打印機可以打印的平面圖紙，并且通過折紙粘貼等方式制作立體模型”。

《綱要》強調了教學預設與生成的關系，擔心“以單一、僵化、固定的模式去約束所有班級、社團的具體活動過程，會剝奪學生自主選擇的空間”。因而，《綱要》編寫者明確提出了綜合實踐活動不提倡編寫教材，這也是出于對學生“創造性”的發展考慮。但正如馬斯洛提出的“當手里只有一把錘子的時候，所有的問題看起來都是釘子”。學生只有不斷掌握一些新的造物工具，如3D打印機、開源硬件、CNC等，才能有新的“設計”創意，“制作”出更多的“產品”。因而，教師在設計“設計制作”活動的時候，可以參照“探究-體驗-應用”的模式來安排學習環節，以達到更好的學習效果，具體的活動設計可以參考下面的兩個案例。

1.案例展示：程序世界中的多彩花園

借助計算機程序畫圖，其實也可以理解為用“繪圖”的方式來學習編程，這是一種很好的寓教于樂的教學方式。因為對于兒童來說，“畫畫”比“文字處理”更具有活力，能充分發揮自己的想象進行創作。繪畫屬于藝術范疇，但是用程序繪畫不僅需要熟練的計算機編程知識，還需要扎實的數學知識，如坐標、角度、曲線方程、正弦函數等。繪制的圖形可以使用圖像處理軟件，結合文字編輯軟件進行二次編輯。當圖案繪出后再打印出來，學生進行上色，可以創造出類似秘密花園的填色書作品。

根據使用工具和繪圖要求的不同，“程序世界中的多彩花園”主題可以在小學高年級和初中階段使用。可以選擇的工具很多，小學高年級可以使用Scratch，初中可以使用Scratch、Processing和Matlab。其中，小學的設計可以參考圖1。

2.案例展示：用計算機做科學實驗

計算機已經成為重要的科學實驗工具，同時實驗也是信息技術學科一種新的教學組織形式。在實驗過程中，探究活動圍繞著信息的獲取、存儲、分析、表達，不僅培養了學生的信息素養和計算思維，還培養了他們跨學科解決問題的能力。例如，學生用計算機研究日常生活中已有數據之間的規律，掌握一些數據分析軟件的基本用法；也可以用計算機程序獲取傳感器實時采集的信息，并對這些數據進行分析以驗證之前的假設，甚至發現新的規律；還可以通過網絡資源獲取大數據，初步感受大數據時代研究和決策的方法。教師可以鼓勵學生將實驗報告寫成專業的科學論文，以提高探究真實問題、發現新規律的能力，從數據的角度重新理解科學探究的一般過程，建立一種更大格局的科學觀。

小學高年級和初中階段都可以利用一些數字工具，如Arduino、micro：bit之類的開源硬件做科學實驗。教學的開展不需要專用的教學環境，但需要準備一些教具，如能夠采集外界數據的傳感器和相關的實驗設備，小學和初中可以根據學生的認知發展設計不同的主題，也鼓勵教師自制教具自主設計實驗。其中，初中的活動設計可以參考圖2。

● 承載創客教育的綜合實踐活動實施建議

據調研，雖然在國家課程設置中小學和初中階段并沒有信息技術課程，但考慮信息技術對數字土著的重要性，絕大多數地區結合當地實際，還是單獨開設了這一學科。從2005年開始，很多信息技術教師都在期待國家能夠出臺義務教育階段的信息技術課程標準。《綱要》發布后，義務教育階段的信息技術學科歸屬已經塵埃落定，綜合實踐活動成為義務教育階段實施信息技術教育的重要陣地。《綱要》中特意提出，“要充分發揮信息技術對于各類活動的支持作用，有效促進問題解決、交流協作、成果展示與分享等”。

從2011年民間創客教育社群“貓友匯”成立開始，一些信息技術教師有意無意地進入了STEM、STEAM、創客教育的隊伍，并逐步成為創客教育的骨干力量。在創客教育的新階段，信息技術教師要抓住《綱要》發布的契機，利用創客教育豐富多樣的裝備載體和活動形式實施綜合實踐活動課程的“設計制作”教學。這樣不僅可以解決綜合實踐活動的師資問題，還可以提高綜合實踐活動的跨學科水準和學習的深度。在創客教育開源、分享理念的支持下，綜合實踐活動的課程資源也有望得到一定程度的緩解。總之，創客教育和綜合實踐活動的聯姻，有利于基礎教育國家課程各學科之間的深度融合，有利于新課改和新高考方案的實施，有利于綜合性、創新性人才的培養，長遠看更是一件利國利民的大好事。