電子紡織品項(xiàng)目在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用探究

薛元虎

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)以跨學(xué)科知識(shí)為載體，以學(xué)生活動(dòng)為中心，以問題情境為橋梁，在真實(shí)的實(shí)踐活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)客素養(yǎng)。筆者所在學(xué)校在創(chuàng)客教育中開展的電子紡織品項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生構(gòu)建可穿戴開源硬件知識(shí)體系，助力學(xué)生體驗(yàn)、經(jīng)歷真實(shí)的創(chuàng)客問題解決過程，引導(dǎo)和幫助學(xué)生形成具有審美情趣、勞動(dòng)意識(shí)和社會(huì)責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)那楦袘B(tài)度與價(jià)值觀。電子紡織品項(xiàng)目利用可穿戴技術(shù)的控制板為載體，將傳感、通信等技術(shù)應(yīng)用在紡織品上，將科學(xué)、數(shù)學(xué)、美術(shù)等多門學(xué)科結(jié)合起來，探究數(shù)字媒體的制造過程和設(shè)計(jì)原理。教師作為項(xiàng)目過程的參與者，幫助學(xué)生理解可穿戴技術(shù)與現(xiàn)實(shí)生活之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的意義。

● 從電路設(shè)計(jì)到程序編寫，促進(jìn)技術(shù)顯性化

顯性化讓學(xué)生能“看得見”技術(shù)運(yùn)行的過程，使學(xué)生的創(chuàng)造思維不再受到技術(shù)的禁錮。目前，學(xué)校的信息技術(shù)課程大都側(cè)重于讓學(xué)生使用應(yīng)用程序，而不知其內(nèi)部工作原理。相比之下，電子紡織品項(xiàng)目給學(xué)生提供了一個(gè)學(xué)習(xí)技術(shù)原理的機(jī)會(huì)，讓他們成為技術(shù)的生產(chǎn)者而非消費(fèi)者。

1.電路設(shè)計(jì)顯性化

制作電子紡織品讓學(xué)生理解電路工作的基本原理。當(dāng)學(xué)生將LED燈連接到紡織品上時(shí)，錯(cuò)誤地把LED燈當(dāng)作紐扣一樣縫起來，導(dǎo)致電路無法連接。同樣，學(xué)生知道了帶正電荷的未絕緣的線和帶負(fù)電荷的線如果不小心碰到，會(huì)造成短路。學(xué)生需要在電路設(shè)計(jì)圖和電子紡織品之間不斷檢查，以便知道電子元件應(yīng)該放在哪里、正極和負(fù)極是如何連接的。通過學(xué)習(xí)，他們掌握了電路的規(guī)劃和電源線、信號(hào)線連接方法。

2.程序設(shè)計(jì)顯性化

將手工制作帶入電子和編程領(lǐng)域，使得計(jì)算機(jī)編程的內(nèi)部運(yùn)作更加透明。剛開始時(shí)，學(xué)生認(rèn)為計(jì)算機(jī)非常復(fù)雜，但經(jīng)過一段時(shí)間學(xué)習(xí)后，發(fā)現(xiàn)編程沒有想象中那么困難。在編寫程序過程中，學(xué)生知道了控制板在軟件上對(duì)應(yīng)的通信接口，理解了輸入和輸出端口，掌握了設(shè)置高低電平可以使燈開啟或關(guān)閉，以及利用循環(huán)程序讓LED燈漸弱漸亮。通過項(xiàng)目制作，學(xué)生掌握了程序控制開源硬件的一般方法。

3.工程思維顯性化

工程思維是指在系統(tǒng)思想指導(dǎo)下對(duì)系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能、要素、關(guān)聯(lián)性等進(jìn)行分析和處理，以解決實(shí)際問題，并追求系統(tǒng)最大化或最小化。電子紡織品項(xiàng)目化學(xué)習(xí)讓工程思維的要素轉(zhuǎn)化為學(xué)生的實(shí)際操作，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)工程方法的掌握和工程思維的培養(yǎng)。例如，燈不亮可能是編程問題，也可能是電路問題造成的，學(xué)生們不得不在電腦屏幕和項(xiàng)目本身之間來回切換，直到診斷和解決問題。解決這些設(shè)計(jì)問題有助于培養(yǎng)學(xué)生更高階的探究技能，在觀察、測(cè)試和評(píng)估解決方案之間進(jìn)行反饋。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生不要局限于單一的正確答案，要從多種可能性中找出問題的本質(zhì)，考慮多種可行的解決方案，對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化和迭代。

● 從重視功能到關(guān)注外觀，促進(jìn)美學(xué)設(shè)計(jì)的融合

杜威提倡教育的美學(xué)在重新認(rèn)識(shí)現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)傳統(tǒng)社會(huì)結(jié)構(gòu)方面具有變革性作用。學(xué)習(xí)不能脫離藝術(shù)和美學(xué)，藝術(shù)和美學(xué)反過來可以促進(jìn)學(xué)習(xí)的提升，兩者相輔相成。

1.美學(xué)促進(jìn)了作品的創(chuàng)意表達(dá)

電子紡織品的制作包含了對(duì)美學(xué)設(shè)計(jì)的認(rèn)可。在介紹卡紙、毛氈、粘土等傳統(tǒng)制作媒介時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從人的感受上關(guān)注材質(zhì)的紋理、形狀、舒適度等要素，從視覺設(shè)計(jì)上關(guān)注顏色、形狀、圖案、紋理等要素。與計(jì)算機(jī)、導(dǎo)電線、LED燈、電子數(shù)碼管等新媒介組合，迭代而成的新作品讓學(xué)生的創(chuàng)意與表達(dá)更充分、更自由。在這一過程中，學(xué)生不但關(guān)注了作品的美學(xué)，而且深入學(xué)習(xí)了電路和編程知識(shí)，達(dá)到了審美、創(chuàng)意表達(dá)與技術(shù)學(xué)習(xí)相伴而行的學(xué)習(xí)效果，這充分體現(xiàn)了技術(shù)顯性化與功能審美之間的協(xié)同關(guān)系。

2.美學(xué)激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)作熱情

學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)可以促進(jìn)學(xué)習(xí)行為的發(fā)生，學(xué)生的熱情是創(chuàng)意的不竭動(dòng)力。協(xié)調(diào)好作品功能與美學(xué)之間的關(guān)系是非常重要的。在項(xiàng)目中，剛開始筆者把功能性作為項(xiàng)目設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，即LED燈能正常工作，學(xué)生在這個(gè)方面做得非常好。然而，學(xué)生并不想保留這些只具有最基本功能性的作品，認(rèn)為其沒有吸引力。相反，在設(shè)計(jì)中加入藝術(shù)元素，不僅能讓學(xué)生對(duì)自己的作品有更多的自豪感，而且還能激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)挑戰(zhàn)要求更高的任務(wù)。因此，在后續(xù)的課程中，筆者開始強(qiáng)調(diào)美學(xué)，以實(shí)現(xiàn)理想外觀和功能性的完美融合。

制作美觀又實(shí)用的作品擴(kuò)大了學(xué)習(xí)創(chuàng)意的張力空間。美學(xué)的融入讓學(xué)生主動(dòng)對(duì)項(xiàng)目投入更多的精力，內(nèi)在的驅(qū)動(dòng)力促使他們學(xué)習(xí)更復(fù)雜的工藝制作方法，以達(dá)到他們所期望的美學(xué)效果。

● 從固有觀念到突破限制，重新審視自我成長(zhǎng)

電子紡織品項(xiàng)目讓學(xué)生有機(jī)會(huì)、有勇氣審視自我，改變自己。以手工制作作為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的切入點(diǎn)，以有親和力的媒介為載體，讓學(xué)生意識(shí)到自身的偏見，重新尋找到自我發(fā)展的方向。

1.計(jì)算與工程的固有觀念

在傳統(tǒng)社會(huì)中，縫紉、刺繡、鉤針和編織等紡織工藝被認(rèn)為是一種女性化“軟”的活動(dòng)，而工程和計(jì)算機(jī)被認(rèn)為是男性化“硬”的活動(dòng)。許多學(xué)生對(duì)自己最能勝任的領(lǐng)域有先入為主的觀念，他們的觀念是基于傳統(tǒng)上男性和女性特長(zhǎng)的文化觀念，用固化的觀點(diǎn)來看待自身及其他事物，無異于自我封閉，阻礙了他們的自我成長(zhǎng)。

2.突破學(xué)生自我的偏見

男生經(jīng)常談?wù)撟约荷瞄L(zhǎng)電子紡織品的編程和電路方面的工作，不管他們之前是否有這些方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。同樣，許多女生也將自己定位為更擅長(zhǎng)手工制作，無論她們之前是否有縫紉或手工制作的經(jīng)驗(yàn)。然而，在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)變：大多數(shù)男生以完成手工制作任務(wù)為榮，而大多數(shù)女生則以項(xiàng)目中的程序編碼編寫為榮。這樣巧妙地將工程計(jì)算與手工縫紉，以功能美學(xué)的方式“混合”在一起，打破了自我的偏見，讓學(xué)生重新審視那些理所當(dāng)然的、被性別化的固有觀念。

● 反思與展望

電子紡織品項(xiàng)目充分體現(xiàn)了學(xué)生作為技術(shù)的設(shè)計(jì)者和創(chuàng)造者的理念。創(chuàng)造電子紡織品的過程不僅揭示電路的設(shè)計(jì)構(gòu)造以及燈光的編程方法，使技術(shù)變得更加透明，而且還凸顯了美學(xué)在學(xué)習(xí)中的重要性。

電子紡織品項(xiàng)目繼承了傳統(tǒng)的用手工解決問題的方式，融入了計(jì)算、美學(xué)與工程等元素，不但讓學(xué)生和教育者重新審視用雙手完成的認(rèn)知工作，而且還為傳統(tǒng)家務(wù)和手工技能的活動(dòng)指明方向——只要能夠想象得到，就可以通過數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)造性整合尋找到新的價(jià)值。