創客教育中的創新電子技術活動設計

趙滿明，韓繼彤

（北京市朝陽區青少年活動中心，北京100027）

1 研究背景

1.1 與時俱進，電子技術項目發展的內需

電子技術是傳統校外科技項目，存在著重理論、重技能、知識難度大、創新設計較少的情況。隨著時代的發展，創新、人工智能逐漸融入人們的生活，并成為主要發展領域，而這些領域幾乎都與電子技術相關。

當今的教學強調學生創新和實踐能力的培養，這對未來人才培養來說是至關重要的。在各種教育輔助手段不斷創新的今天，再依靠講理論、練技能的傳統方式已經很難吸引學生了。因此，要想讓更多的學生參與到電子技術活動中來，就必須針對電子技術活動的特點，優化、調整內容和形式，以適應發展需求。

1.2 新活動資源的開發需求

從2015年李克強總理考察柴火創客以來，創客教育迅速興起。不同于以往的課堂內容和形式，創客教育在教學中更側重于“創”。創客教育的模式市利用技術、工具、課程資源等，將理論學習與實踐融為一體，將整個的學習過程貫穿于創造過程，極大地提升了學生的學習興趣，同時也培養了學生的創新思維和實踐能力。

電子技術現有的活動資源相對傳統，與創客教育使用的相關資源比較，形式比較單一，往往集中于“焊接”“面包板”等材料，制作的電路也較為傳統，給學生創造的余地不多。為此尋找、開發新的適合電子技術學習的活動資源成為電子技術活動革新的重要組成。

基于朝陽區現有電子技術活動情況，讓電子技術的難度“降下來”，活動內容“多起來”，形式“新起來”，則成為了創新的突破口。區教研組針對電子技術的活動內容、形式及難度進行了探索。尋找、開發了電子徽章——不用焊接的電子制作材料；針對電路內容傳統，創新不足，開發了S4A課程（電路與arduino 開源硬件、編程相結合的課程）、樹莓派創新設計等課程；編寫了相應的教材，為活動的資源提供了支撐。

1.3 提升學生創新思維的需求

隨著時代的發展，高新技術成為經濟發展和國家綜合國力增長的核心。而這些與人的創新思維培養是密不可分的。因此，在當前的科技教育中必須重點培養學生創新能力，以適應時代發展。

電子技術項目作為眾多高新技術的基礎，理應肩負起培養學生創新能力的責任。借鑒創客理念，利用創客教育的模式和資源，將原有電子技術活動資源整合，重點針對學生創新思維開發課程，從新設計、新技術引用的角度，打開學生的眼界，發散學生的思維，不斷提升學生的創新意識。

2 研究目標

創新電子技術活動設計目的在于設計并實施創新電子技術活動，學生在學習新技術、新設計的過程中，提升自身綜合能力。

2.1 學生學習方面

創新電子技術活動設計的目標是促進學生學習。活動改變學生以往的學習方式，促進實踐能力、創新意識的培養，提升綜合能力。

2.2 教師教學方面

教師是活動的實施者。因此活動的設計要考慮到教師的實際教學情況。集思廣益，匯集本區廣大教師的教學經驗并結合本區實際情況，組織有能力的教師，依托教研組的相關資源，研發相應活動，并與廣大教師分享，為教師們提供學習的資料和案例。

3 創新電子技術活動基本原則

對于教師和學生而言，創新電子技術活動是新的模式。因此，活動的設計，既要有適合參考的教師指導資料，也要有適宜學生學習的活動資料。

3.1 活動主題的選擇

活動主題是多種多樣的，可以采用開源的經典活動設計，將以往的活動主題和理論知識保留，但使用新技術、新實例、新創意，從而引起學生的興趣，充分發揮校外教育原有課程的優勢，讓這些教學內容在新時期、新技術的背景下，煥發活力。例如，可以引用光控、電動機控制主題，結合樹莓派以及python 編程，這樣就可以讓控制“可視化”，增強了視覺效果。

盡量選取學生感興趣的主題。興趣是最好的老師，讓興趣引領教學，會讓教學過程輕松很多，也更加高效。當然，這需要不斷關注當前學生們的思想變化，關注他們喜愛的話題等。以此結合電子技術的內容進行創新活動的設計。例如，前幾年學生普遍喜歡的游戲——“我的世界”，其中就有可以實現邏輯門電路的內容，可以使用里面的內容，設計數字電路的入門活動。

另外，社會熱門問題、科技前沿話題也都是創新電子技術活動設計的源泉。將社會熱點結合電子技術的創新活動能夠讓學生們更好地關注社會發展。例如，現在普遍存在的養老問題。學生根據現狀，利用開源硬件、傳感器、物聯網等，設計可以依托于現有小區的養老系統。這樣學生不僅能學習到知識，培養創新意識，而且能提升實踐能力，還能將知識運用于實際生活，樹立服務社會的意識。

活動主題大小不一，大主題往往包含若干個子主題。這些子主題活動有些是獨立的，有些是相互關聯的，需根據教學的需求和具體實施環境來確定。

一個主題活動如果用時較長，可將活動分成若干個部分，但每個部分都要有相應的目標，使每次活動都是完整的。從而循序漸進地達成目標（活動分解后應有不重復的且遞進的活動目標）。

3.2 活動的流程和要素

活動基本的流程大致為：情景引入、提出問題、知識學習和實踐、設計和實踐檢驗、測試并完善、展示與分享。

活動設計的要素大概包含：活動目標、活動重點、難點，活動分析、活動準備（含材料、安全教育、緊急措施等）、活動步驟、學生分享、擴展學習資料等。

關注交叉學科對學生不同方面能力的培養。有時活動中，有兩門或以上的學科內容，而且兩者地位相當，如在創新電子技術活動中，電子、程序、機械等往往缺一不可，對能力培養的側重也不同，這些學科在活動中都有相應的活動目標。

3.3 活動內容

3.3.1 活動主題與目標

活動目標是教學的根本目的，目標要科學、清晰和能夠檢驗。而主題則是要實現這一目標而選取的話題。

三維活動目標包含知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀。在以往的電子技術活動中，重知識技能與過程方法，對情感態度價值觀的培養不是很明顯。創新電子技術活動，引用創客教育的活動特點，從情感態度價值觀的角度挑選主題，從而整個活動圍繞這一主題來開展，使情感態度價值觀的培養貫穿于活動的始終。

3.3.2 活動重點、難點的設置與分析

情感態度價值觀的培養始終是重點，也是難點。但這個重點和難點是通過前兩個維度的目標來實現的。這就要求認真分析學生的學習背景，結合現有的教學條件，找出具體要培養學生的內容。當然，情感態度價值觀的形成不是一兩次活動就能實現的，需要細化，將目標分解，循序漸進地實現每一個分目標，最終達成總目標。

可以結合學生的年齡、行為和語言習慣等方面發現他們存在的共性問題，從而設定目標。如當前學生普遍存在的“急躁”問題，在行為、語言和課堂表現中均能體現。然而克服急躁，擁有嚴謹的科學精神，需要長期培養，這就需要將目標分解，讓學生們由易到難、循序漸進地學習，從而一點一滴地克服急躁情緒。

3.3.3 活動準備

活動材料、工具、安全教育、緊急措施是活動開展前必須落實的內容。

除了考慮人數外，活動材料要考慮到加工的難度、使用工具的難度以及學生的基礎。另外也要考慮是否有輔助人員，如志愿者等，同時要考慮場地大小和適用環境。

安全教育是必不可少的內容，必須讓學生們意識到安全使用工具的重要性，培訓并強調正確的操作方法。教師要時時關注加工和使用工具的過程，及時提醒學生。

緊急措施要針對不同的活動內容來設定，并且提前告知學生，遇到緊急情況應該如何處理。

3.3.4 活動步驟

活動步驟，是活動的核心。按照活動步驟，學生在教師的指導下，逐步完成任務，達成目標。活動步驟需要詳細給出具體的任務、知識內容、學習效果檢查、教師要講解的部分、任務的關鍵點。這些對把控活動十分關鍵，能讓教師在活動中很好地掌控活動的節奏。

3.3.5 學生分享

創客教育活動本身有著開放、開源的特點，鼓勵交流分享，這一點對于學生相互學習，提升能力以及學會合作等有很大幫助。教師雖然把控著活動的節奏，但學生是活動的主體，而且教師很難把每一個學生都分析得很準確（在校外，學生流動性大的情況下就更難做到了）因此，學生分享自身經驗，可以幫助很多有類似特點的學生，而且學生間交流往往更容易，這樣可以提高教學的效率。

3.3.6 擴展資料

活動擴展是在活動任務基本達成的基礎上提供的擴展內容，包含了拓展性的思路、自學資料。這可以給教師和學生創造出更大的創新空間，也能夠培養學生自學的能力。當然這要緊密聯系當前的教育條件，如場地、學生特點、當前的教學內容等。

這些擴展資料的形式多樣，可以是文字、視頻、網站等，但教師要首先對資料進行檢驗，避免出現科學性問題和不適宜的內容。