中學校園創客教育的實踐研究

石杰一

【摘 要】“創客”泛指追求和享受創新，并將創意轉變成現實的人。創客教育則指以培養學習者創新、創業所需知識、能力、視野以及意志品質方面的教育行為，以及活動、課程和環境的總和。在升學壓力面前，創客教育在部分學校僅僅是一個理想和口號。筆者身處教育一線，致力于在落實學科的基礎知識、基本技能的同時，引領學生進行小、微的改造和發明，培養學生的創新意識和應用意識，從而實現了創客教育在實際教學中的落地。

【關鍵詞】創客;核心素養;創造;發明;做中學

一、創客的由來

創客（Mak-er）“創”指創造，“客”指從事某種活動的人，“創客”是指勇于創新，努力將自己的創意變為現實的人。這個詞譯自英文單詞“Mak-er”，源于2001年美國麻省理工學院的比特和原子研究中心的課題（Fab Lab）。這個課題以創新為理念，以客戶為中心，以個人設計、個人制造為核心內容，參與實驗課題的學生即“創客”。后來，這一理念和行為引起了廣泛的關注，逐步擴展到世界各地。

2014年國務院總理李克強在夏季達沃斯論壇上提出“大眾創業，萬眾創新”的宏偉藍圖。“創客”的發展呈現了政府主導、媒體支持、企業推崇的態勢，成為了我國經濟發展的新引擎。2015年10月19日，國務院總理李克強參加了萬眾創新周啟動儀式，拉開了全國創客創新活動的序幕。

二、創客的源動力

（一）客觀源動力

發明創造需要契機，生活中的困難往往是發明創造的開始。1879 年，蘇格蘭科學家詹姆士·杜瓦制造出來了液態氧氣，為了保存液氧，他設計了用兩層中間為真空的薄玻璃制成容器的瓶子，就是詹姆士杜·瓦瓶。1917年第一次世界大戰時一名叫做瑞特利的炊事兵背著一口鐵鍋到前沿陣地去，準備煮點熱咖啡，給前線兵們。不料此時正好德軍的大炮開始轟鳴，炮聲隆隆，彈片橫飛，戰斗結束時，只有把鍋頂在頭上的瑞特利活了下來。他們都在遇到困難時找到了靈感，從而解決了問題，甚至化解了危機。

（二）主觀源動力

剛剛的兩個例子如果僅僅停留在詹姆士解決了自己的液氧保存問題，瑞特利保住了自己的生命，那么我們生活中就沒有了暖瓶，戰場上就沒有了頭盔。可見，在客觀源動力具備的情況下，是否有創新意識、是否具備將創意產業化的主觀能動力是“創客”能否進一步發展的重要因素。

主、客觀源動力的結合，才能夠成就“創客”。比如，一些多功能工具的發明，實際生活中往往需要使用多種不同的工具，而工具的攜帶成為了人們的困擾。當“如何將多種工具合而為一”成為了一些人頭腦中思考的問題時，將多個工具進行結構性重組成為了工具制造業的一個發展方向，多用扳手、多用螺絲刀因此問世。

三、創客教育的價值與實施

（一）創客教育的價值

創客理念源于高等學府的科研發展的需要，最初的創客主體是高等院校的學生，正是這一特點，使得創客理念走進中學校園成為可能甚至是必然。一個人的創新理念、意識的形成不是到了某一年齡階段生理發育的必然結果，相反它需要經過長時間教育引導培養的過程，因此從兒童時期到青少年時期家庭教育和學校教育對于創新意識的培養成效往往決定了學生進入高等學府、走入社會后是否具有創新、創業的視野。作為創客的源動力，創新意識的培養是關鍵也是節點，我們的傳統教育往往更注重基礎知識、基本技能如何轉化為優異的成績，而對知識和技能的應用與創新關注不夠。筆者認為創客教育，帶領學生通過項目式學習，經歷發現實際問題、設計項目方案、完成項目實施及評價的過程，實現小的改造甚至實現發明創造。學生在此過程中經歷知識與技能的應用和創新，獲得了成就感，同時更深刻的體會到所學知識的實際價值。這樣既提升了學生學習知識的動力，同時又培養了學生的創新意識。

（二）創客教育的實施

創客教育必須以實踐為基礎，學生要在做中學，以“創客”的身份經歷從創意產生到轉化為現實的過程，從而提升學生作為創客的創新、創業所需知識、能力、視野以及意志品質。下面筆者以“下水管道油污處理器”為例，闡述創客教育的實施過程。

1.收集研究問題

收集研究問題是創客教育實施的基礎，需要教師和學生給予充分的重視。教師在收集研究問題前要進行集體指導，鑒于中學生的知識基礎相對薄弱，教師要建議學生問題的選擇最好貼近生活實際，從小、微問題處著眼，做“草根”研究。通過播放視頻結合教師講解，帶著學生了解已有的成功案例。例如烏干達一個叫瓊的女孩，為了防止蚊蟲叮咬而傳播瘧疾，在香皂制作過程中加入了香茅、薰衣草等防蚊蟲的精油，發明了防蚊蟲的香皂。中央2套節目《農機也瘋狂》各種實用的農機具的發明——栽大蔥的機器、取出西瓜種子的機器等等。通過這樣的集體指導，學生們明白了我們要找的是什么樣的研究問題，并且開始用發現的眼光去觀察自己的生活，從而找到生活中切實存在的，我們有可能解決的問題。

2.確定研究問題

大部分的創客都需要團隊合作，大家收集了許多研究問題，選擇誰的問題進行研究？由教師指定最簡單，但也最粗暴，學生會質疑教師的選擇，對確定的研究問題產生排斥。所以這個看似簡單的環節，卻決定著后續的研究能不能高效順利的開展。拿出時間來進行討論，研究每個問題解決的可行性，即防止在選題過程中師生之間、生生之間產生矛盾，又對研究問題進行了進一步的研究，提升了研究問題的可行性。經過上述過程，筆者所帶研究團隊確定了“下水管道油污處理器”作為研究問題。團隊負責同學總結如下：

當今下水道堵塞事故頻發，解決這個問題具有很高的研究價值。家庭下水管道堵塞的主要原因是我們平時家里刷鍋刷碗倒入下水管道中的油！油不溶于水，會一直黏著在下水管道內壁上，日積月累越來越厚，也就造成了我們所說的下水管道堵塞。

3.設計研究方案

確定了研究問題，分析了問題產生的原因，同學們想到可以從兩個角度來解決這一問題。第一個角度從源頭解決，在下水道排水口除增加一個油污分解模塊，讓含有油污的水排流經油污分解模塊，通過類似去污粉成分的去污塊，將油污分解，確保在排放過程中，不堵塞下水道;第二個角度，從收集裝置解決，將污水收集到處理裝置，對油水進行分離，分離后將水排放，將油回收處理。考慮到現有的技術水平和儀器設備，學生最終確定從收集裝置來解決油污處理問題。

學生通過多次討論，設計出了裝置示意圖，列出了所需材料清單，確定了已有材料和需要采購的材料。并分工合作，完成了所有準備工作。

4.實施研究

把一個構想變成現實有著數不盡的難關需要攻克：箱體材料選擇、吸收油污裝置的選擇、固體垃圾與液體分離方法、除味裝置選取以及箱體大小放置位置等等。攻克這些難關，經過無數次實驗的失敗，終于生產效果比較理想的油污處理凈化裝置，如下圖。

其中：1.殼體;101.出水口;2.上蓋;201.進水口;3.油污過濾單元;301.粗孔濾網;302.密集濾網;303.高密濾網;304.石塊吸附層;305.活性炭吸附層;4.固體過濾單元;401.傾斜式過濾網。

5.總結研究成果

研究成果的梳理過程是學生創新意識的最終升華步驟，學生在這個過程中會回顧整個研究過程，重溫研究過程中遇到的困難和解決的方法，從而明確研究問題的核心所在，也就是研究的創新點。成果需要外顯的載體，或是研究報告或是申請專利。教師在此過程中要引領學生回顧并總結研究項目的創新點和突破研究難點的方法，出示研究報告和專利申請材料的范例，由學生撰寫并由教師幫助指導和修改。

綜上，創客教育實踐的過程，是由教師負責構建一個特定的環境，學生自發組建團隊，共同經歷解決開放式研究問題的過程。從始至終學生是研發的中心，學生在完成項目研究的過程中發展出來了相應的技巧和能力，進而形成了應對未來的挑戰能力和創新能力，整個教育過程直指“立德樹人”的終極目標。

【參考文獻】

[1]鐘啟泉.“做中學”的特質與挑戰[J].基礎教育課程，2014年第7期：13.

[2]王云生.學科核心素養的培養是學科教育的靈魂[J].基礎教育課程，2016（19）：15-19.

[3]房宏.中學化學核心素養的構成體系與培養策略[J].中小學教師培訓，2016（6）：5-8.

[4]王云生.基礎教育階段學科核心素養及其確定——以化學學科核心素養為例[J].福建基礎教育研究，2016（02）：7-9.

[5]饒慧伶.對我國化學學科核心素養研究的梳理與淺析[J].中學化學，2017（10）：1-5.