基于Scratch程序和Arduino硬件平臺的小學創客課程開發與實踐

劉永能

摘 要：李克強總理在2015年《政府工作報告》中提出“大眾創業、萬眾創新”，這是站在國家層面提出了創新的必要性;隨后教育部發布了中國學生發展六大核心素養，綜合表現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新六大素養，其中實踐創新很好的詮釋了創新教育的重要性;2017年國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，明確指出在中小學階段設置人工智能相關課程、逐步推廣編程教育、建設人工智能學科，培養復合型人才，形成我國人工智能人才高地。因此我校以培養具有傳統精神的現代人為目標，切實落實創客教育，并作為學校的亮點工程來打造。本論文根據本校在創客教育實踐過程遇到的問題，針對相關的人、才、物進行分析，探討創客教育落地生根的解決辦法。

關鍵詞：創客教育;實踐創新;核心素養

李克強總理在2015年《政府工作報告》中提出“大眾創業、萬眾創新”，這是站在國家層面提出了創新的必要性。因此，大眾紛紛加入創客隊伍，掀起了創業的熱潮。在這樣一個大背景的前提下，國內部分學校已經開始創客教育的嘗試，他們自建校內創客空間，主要通過課外社團的形式組織創客活動。同樣，我校也在魚洞二小集團的高度重視下，展開了創客教育。通過動手操作、協同探究、項目合作等多種基于創造的學習方式，使每個孩子都將在課程學習中找到樂趣，激發自身的創造潛能。

一、發現的問題

通過兩年的創客教育實踐，我們遇到了很多問題，具體表現在以下幾個方面：

（一）師資問題

創客教育的核心是創造，它涉及不同的學科知識，但其本身不強調學科。因此，創客教育并不是某一人就能承擔的，它需要各個學科相互配合。就從目前情況來看，很多教師對創客教育不了解，也沒有整體的培訓，很難融入創客教育中來，所以教師問題不解決，嚴重影響創客教育的發展。在沒有師資的情況下談創客教育，完全就是空談。

（二）課程問題

國家沒有相應的教學大綱，也沒有具體的實施辦法，只能靠教師自己去開發課程，這對于創客老師又是一個高難度的挑戰。縱觀國內大多數創客空間和創客教育先行校， 大部分都在介紹機器人、3D打印、激光雕刻、IT技術或者是軟件編程這些東西。我校也試著引進別人的教程進行教學，事實上很難實施，因此不根據學校實際情況解決課程問題，創客教育也是一句空話而已。

（三）創客空間建設及相關問題

很多人都認為，只要有了創客空間，創客教育就會形成，我不否定這樣的說法，建設好創客空間一定程度上說，可以解決部分創客教育問題，但是它也有很多局限性。我校與公司合作建好了一個500平米的創客空間，下面就以我校為例說一說創客空間相關問題：

1.創客空間中的創客課程問題

創客空間建好之后，公司就提供了10節相關的創客課程，當然這只是我們學校。這10節課程緊緊圍繞公司提供的硬件進行設計，對學生來說，操作也較方便，上課的效果也比較好。但這10節課程并不能滿足學生日益增長的求知欲，怎么辦呢？又找公司合作，又得投入很多經費，對于一個小學校來說，根本無法承受這么大的開支。

2.創客空間中的創客教學硬件問題

創客課程改變，創客教學硬件也隨著改變，這樣一來，又只能找到合作公司談教學硬件問題，又得投入經費，這樣周而復始的循環，更讓學校吃不消。

3.創客工具更新問題

創客除了教學硬件、教學課程外，還有最重要的是創客工具，學生要把自己的創意變成現實，必須使用相關的工具才行，很多時間由于工具不好用，讓學生放棄了自己的想法。創客工具也存在更新問題等。

二、解決辦法

以上就是我校在創客實踐中出現的一些問題，當然還有一些問題，比如：創客空間的布置、學生交流平臺的搭建、整個校園的氛圍營造等，在這里就不詳細敘述。下面針對以上問題說說我校的解決辦法，具體如下：

（一）教師問題的解決方案

創客教育的實施，教師是關鍵。我校為了落實好創客教育，在教師培訓上下了很大的功夫。在創客教育開始實踐的初期，學校領導不但高度重視還親自己參與創客教育的研究，組建了一支創客教育實施團隊。同時團隊成員通過自學、參加培訓、分析整理其它學校的先進做法等，現已經成為我校創客教育的先行者。雖然這些教師在某種程度上還達不到創客教育的教師標準，但我們相信，只要努力一定會把本校的創客教育做得更好。

（二）課程問題的解決方案

創客教育并沒有統一的課程，縱觀市面上的創客課程，大部分都是以自己的教學硬件作為基礎進行開發，引入別人的課程就得買別人的教學硬件，大部份的教學硬件是相當昂貴的，如果要讓學生人手一臺，不管是學校投入，還是家長自己投入都需要很多的資金，這也制約了創客教育的發展。因此要想把創客教育落實，必須得根據本校的實際情況進行創客課程的編寫，購買教學硬件是必不可少的，但怎樣才能花最少的錢辦最好的事并且還能達到預期的效果呢？創客教育教師團隊想盡了辦法，最終我們自己開發創客教育教學軟件，自己在淘寶上購買相應的元器件，多次調整修改，研究出了小學階段的教學大綱。

三年級（虛擬到虛擬），學習內容為Scratch程序設計，達成目標讓學生逐漸變為學習創客，即為學習而創，學生利用創客學習來構建世界的初步形象，認識世界，從而促進自己的學習;四年級（現實到虛擬），學習內容為Scratch程序設計、Arduino相關硬件、結構設計，達成目標讓學生成為學習創客;五年級（現實到現實），學習內容為Scratch程序設計、Arduino相關硬件、3D打印、結構設計，達成目標讓學生成為發明創客，即為生活而創，學生利用創客學習解決自己生活中遇到的問題;六年級（現實到現實），Scratch程序設計、Arduino相關硬件、3D打印、結構設計、MIT App Inventor2手機編程，達成目標讓學生成為生活創客，即為社會而創，學生可以參與到社會生活和社會事件當中，利用創客學習改善社會生活。

根據上面的創客教育課程體系，我們已經開發出部分三、四、五、六年級的創客教育地方教材，現以我們的課程有以上特點：

1.根據我校實際情況，研究出自己的課程體系結構，更有針對性。

2.根據我校的實際情況，對Scratch教學軟件進行了二次開發，完全兼容淘寶上的開源硬件，大大降低了學生的學習成本。

（三）創客空間建設問題的解決方案

創客空間建設一定要以“為我所用”為原則，高大上的產品可以有，但一定得注意配備必要的創客使用工具。根據學生的年齡段的不同，使用的工具也不相同;根據創客課程的不斷豐富，也要增添一些必要教學設施設備。總之，創客空間的建設也不可能是一步到位，只能從學校實際出發，逐步完善。

我校經過了以興趣班的形式開展創客教育到現在全校推廣，雖然有了一些基礎，但創客教育并不是我們所想象的那么簡單，學生的求知欲在不斷增加，要想滿足學生的要求，還得繼續努力。正如我們現在的課程一樣，短時間內，能為我校創客教育所用，長遠來看，現在頂尖科技不斷推陳出新，人工智能機器人、無人機等都會列入我們創客教育的教學內容，所以創客教育本來就沒有固定的教法，只有不繼摸索才能適應現代的創客教育。

參考文獻：

[1]《 人民日報 》《中國學生發展核心素養》發布，2016年09月14日12版.

[2] 馮京和. 創STEAM課程體系 造開放創客空間——淺談學校創客教育特色的發展[J]. 基礎教育參考， 2017（16）：33-36.

[3] 何克抗，論創客教育與創新教育（2016年第4期）.