談創客教育在高中信息技術教學中的實踐

福建省廈門集美中學（361021） 張志勇

在高中信息技術教學中實施創客教育，把項目式學習、實踐操作、生活體驗等整合在一起，能有效培養學生的自主合作學習能力和自主創新能力，這與新課標提倡促進數字化學習與注重創新能力培養的理念不謀而合。

一、高中信息技術教學中實施創客教育的意義

在學習生活中有些人把自己有意義的想法兌現為實際行動，這樣的人就是創客，而在培養創客的基礎上融合教育文化，就形成了創客教育。創客教育主張學生自主創新，在學習生活中挖掘自己喜歡的課題來研究。高中信息技術以網絡技術和多媒體技術為核心，結合項目式學習、自主合作學習，把理論與實踐聯系起來，倡導應用性學習。創客教育提倡理論知識聯系實際生活，讓學生學習時不會感到枯燥，調動學生的學習積極性，促進學生綜合能力的提升。創客教育以提高學生的綜合能力為目的，引導學生形成完整的知識結構，有效提高學生自主學習、合作學習、創新學習的能力，注重培養符合社會要求的新型人才。在高中信息技術教學中實施創客教育十分有意義。

二、高中信息技術教學中實施創客教育的現狀

創客教育已經逐漸被很多高中信息技術教師所接受，他們知道在高中信息技術教學中實施創客教育可以調動學生的學習積極性，提升學生的綜合能力，但是目前創客教育的普及程度還不夠。其一，目前創客教育的內容還沒有統一，教師只能自行搜集相關的課程素材，自行編寫設計課程內容。其二，把創客教育與信息技術教學相融合，需要教師有更廣泛的信息技術知識、熟練的動手技能和豐富的編程經驗，這些對教師的要求很高。其三，實施創客教育后缺乏有效完整的評價機制，很難及時實現有效評價。其四，一些教師把實施創客教育當作任務要求，不是自發去做的，積極性不高。

三、高中信息技術教學中實施創客教育的策略

（一）優化主題內容

在高中信息技術教學中實施創客教育時，應結合學生的興趣愛好來選擇主題內容、優化主題內容，再挖掘主題內容中所蘊含的育人價值，圍繞教學目標開展教學活動，貫徹落實新課程理念。下面筆者從三個方面介紹如何優化主題內容。

1.精于學習，尋找主題

在高中階段特別是高一階段，學生學習的科目較多，在這么多科目的學習過程中往往會遇到很多不同類型的問題，教師可以將這些問題挖掘出來，引導學生深入研究，最后形成創客教育的主題。學生通過創客教育主題內容的學習，可以很好地進行跨學科的整合學習。比如在學習數學、物理時要計算教室的面積，就可以利用超聲波傳感器來測量教室的長、寬再結合高中信息技術編程求出面積；在學習生物要測量心跳、脈搏和體溫時，就可以利用高中信息技術編程結合脈搏傳感器和溫度傳感器來測量；在學習地理的土壤知識時，就可以利用高中信息技術編程結合濕度傳感器來測量土壤的濕度。通過學習這些與相關學科有關的主題內容，可以更好地把信息技術與其他學科融合在一起，促進學生融合多學科知識來處理問題。

2.源于生活，發現主題

陶行知認為，生活就是教育，教育來自生活。學生在日常生活中遇到的許多問題，通過加工和完善，就可以成為創客教育的主題。高中信息技術創客教育主題若來源于社會生活中的問題，可以使學生更好地貼近生活、學以致用、走向社會，還可以更好地進行德育滲透，提高學生的綜合素質。比如，利用高中信息技術編程結合LED燈，模擬交通路口的紅綠燈，引導學生要注意交通安全；利用高中信息技術編程結合超聲波傳感器，模擬倒車雷達實現成功倒車，培養學生的創新精神；利用高中信息技術編程結合人體紅外感應傳感器，模擬感應路燈，教育學生要節能環保；利用高中信息技術編程結合煙霧傳感器，模擬消防報警系統，提醒學生要有防火意識。通過這些來源于生活的創客教育主題的學習，可以引導學生了解實際生活，實現素質教育。

3.基于游戲，挖掘主題

布魯納的認知理論認為，孩子學習的有用驅動力之一是愛好。學生在學習自己喜歡的內容時，會自覺主動。有些學生在課堂中經常偷玩游戲，他們對游戲很感興趣、喜愛游戲，那么教師就可在教學中引入教育游戲，讓學生在玩中學。引入教育游戲是為了讓學生更好地對知識進行學習，而不是簡單地玩。高中信息技術創客教育主題也可以融入教育游戲內容，以激發學生的學習興趣，讓學生在玩樂中不知不覺地學到知識，但是引入游戲的宗旨是為學習服務，促進課堂教學，教師要掌握好尺度。比如，利用高中信息技術游戲編程結合超聲波傳感器，引導學生做彈球體感游戲，讓學生的雙手動起來；利用高中信息技術Mind+軟件結合Micro：bit 主板，讓學生玩打氣球游戲，激發學生的學習興趣。通過這些教育游戲內容的主題學習，學生學習積極性提高了，更能主動去學習了。

（二）細化項目方案

高中信息技術創客教育要細化項目方案。創客教育的項目方案有很多種類別，開源硬件是其中一種，其已經成為創客們常用的工具。對于開源硬件使用的主板，筆者早期主要使用Mach3 并口板，但隨著電腦主機并口的減少，現在也慢慢轉向選擇如今流行的三大開源硬件——Micro：bit、樹莓派和Arduino。Micro：bit 適合初學者使用，樹莓派的編程優于電子，Arduino 則是電子優于編程。在開源硬件里可供選擇的傳感器的種類很豐富，筆者以超聲波傳感器測距為例來說明。超聲波傳感器會發出速度為340 m/s 的超聲波，超聲波碰到被測實體后會反射回來被超聲波傳感器接收到，由此運算得到總傳播時間，用總傳播時間除以2 就可得到單程時間，用單程時間乘速度340 m/s 即可得出測量的距離。下面筆者以超聲波傳感器為例展示三個項目案例，以此說明如何細化項目方案。

1.測量實物尺寸，解決學習問題

比如，先利用超聲波傳感器測量課本、課桌、教室的尺寸，再用直尺測量，對比兩組數據，分析超聲波傳感器測量與直尺測量的區別，計算超聲波傳感器測量的精度。學生操作的具體步驟如下。（1）連接好超聲波傳感器與開源硬件主板。（2）根據測距原理，在電腦上編寫程序實現距離計算，其中核心程序語句為超聲波傳輸時間計算c3=c1-c2，c1 是接收到超聲波的時間，c2 是發射超聲波的時間，c3單位為秒，計算超聲波傳播距離的核心程序語句為s=c3/2×340，距離s的單位為米。（3）把計算結果s 的值輸出即可。學生通過這個案例，初步了解了利用超聲波傳感器可以測量物體尺寸或物體之間的距離，并懂得學以致用，解決實際問題。

2.模擬倒車雷達，學會理論聯系實際

比如，利用超聲波傳感器，結合LED 燈和蜂鳴器來模擬倒車雷達。學生操作的具體步驟如下。（1）連接好超聲波傳感器、LED 燈、蜂鳴器和開源硬件主板。（2）編寫程序實現距離s 的計算，程序語句同上。（3）設定一個固定值d，通過if 語句，判斷s 與d 的大小，如果s 大于或等于d，則讓蜂鳴器發出節奏較慢的聲音，LED 紅燈不亮；如果s 小于d，則讓蜂鳴器發出節奏較快的報警聲，并且讓LED紅燈閃爍報警。學生通過這個案例，模擬了倒車雷達，掌握了倒車雷達的設計原理，體會了生活中的實際案例，懂得理論應用于實踐。

3.體驗體感游戲，激發學習興趣

學生喜歡玩游戲，如果能在學習中加入一些游戲，則可以讓學生對學習更加感興趣。筆者引入學生平時喜歡玩的彈球游戲，結合超聲波傳感器來測量距離，讓學生單手遠離超聲波傳感器來回運動控制擋板的運動，從而完成體感彈球游戲。學生操作的具體步驟如下。（1）先完成活動一，即用鍵盤控制擋板移動玩彈球游戲，主要以完形填空的形式填寫代碼，核心程序語句是識別鍵盤的向左或向右按鍵，它們分別控制擋板對象所在位置橫坐標的減小或增大，從而控制游戲中擋板的向左或向右移動。活動一主要讓學生初步掌握鍵盤控制擋板玩彈球游戲的程序設計。（2）連接好超聲波傳感器與開源硬件主板。（3）完成活動二，即改寫活動一的鍵盤控制擋板玩彈球游戲的代碼，先加入超聲波傳感器測量到的距離s 值，然后改寫原來用鍵盤向左或向右移動擋板的代碼，把擋板所在位置的橫坐標數值用超聲波傳感器測量的s 值來替換，即把手與超聲波傳感器的距離轉化為擋板與左邊界的距離，從而實現學生單手左右移動來控制擋板左右移動，真正體驗彈球體感游戲。通過這個案例，學生完成了從鍵盤控制擋板玩彈球游戲到單手移動控制擋板玩彈球游戲的轉變，體驗了彈球體感游戲的樂趣，不僅提升了編程能力，還鍛煉了實踐操作能力。

（三）強化自主合作

高中信息技術創客教育要強化自主合作。一方面，要培養學生自主學習能力，讓學生獨立解決問題，發揮學生的主觀能動性；另一方面，在高中信息技術教學實施創客教育，課程內容更加新穎、更有難度，如果僅靠學生一個人自主學習是很難達到課程要求的，這時就需要小組合作、小組互助。合作學習的目標是通過組內學習，分散學習任務，提高學生的學習效率，提升學生的合作交流能力，并對學生的人格成長提供幫助。在高中信息技術教學中實施創客教育，更需要強化自主學習與合作學習，提高學生的信息素養。對此，教師要在創客教育中落實自主探究、合作互助的具體措施，充分體現學生的主體性，促進學生有效交流合作。

（四）深化多維評價

高中信息技術創客教育要深化多維評價，從評價內容、評價主體、評價方法等維度和層面來對學生進行評價，制訂符合學生創客教育學習發展的評價標準。其一，評價內容包括創客教育中的過程評價和結果評價，結果評價內容包含創客教育最后生成的作業評價和考試評價，過程評價內容包含學生在創客教育中的各種表現評價。比如，在學生來到信息技術創客教育機房準備上課前，結合創客教育課前評價項目，讓學生檢查電腦桌上各種創客教育使用的實驗器材是否已整理清楚，檢查課桌椅是否擺好，檢查電腦是否正常關閉，檢查座位是否干凈等，這是對學生進行日常品德教育，以此規范學生的行為舉止，促進學生形成優秀的課堂活動表現。其二，評價主體包括教師、校內其他人員、學生個體、學生群體和學生家長等。通過多種不同類型的評價主體對創客教育中的學生進行評價，教師可以得到更全面、更客觀的評價結果，這樣的評價結果更有說服力。其三，評價方法包括電腦自動生成的定量評價和人工手動生成的定性評價。在高中信息技術創客教育中，針對學生的課堂知識點檢查，一般多采用電腦自動生成的定量評價，便于教師解析學生的數據；針對學生的課堂表現，多采用人工手動填寫電子評語。多維評價體系要以信息技術核心素養為基礎，促進學生創新能力的培養，要專注于目標結果評估和過程性評價，納入多種不同評價主體，評價手段和工具也要便于師生校內外使用，還要結合傳統筆試和電腦測試的評價，讓學優生幫助學困生，促進學生共同提高。

高中信息技術的發展離不開創客教育，作為高中信息技術教師，我們要迎接挑戰、更新理念，在創客教育中不僅要注重優化主題內容、細化項目方案，還要強化自主合作、深化多維評價，不斷深入探究高中信息技術教學中實施創客教育的策略，有效提升學生的信息素養和創新能力。