小學生創客教育實踐的桎梏與突破研究

創新是科技時代對人才的核心要求，創新也是生產力提高的關鍵。對創新的認知提高推動了教育對于學生的創新培養。創客教育是近年來教育領域的熱點名詞，它被闡述為多種概念，既可以是一種教學模式，也可以是一種綜合實踐活動，或者是一種教學理念。無論創客教育以何種概念出現，它的價值指向都是相當明確的，即對實踐創新能力的充分培養。創客教育的成果則指向一種軟硬件結合的可視化成果，基本可以將其分為三類：獨立運行的數字作品、獨立運行的人造物以及聯機運行的裝置。小學階段的信息科技課程是與創客教育深度聯系的一門課程，二者存在教育目標上的一致性。基于創客教育所進行的信息科技課程能夠輸出更為直觀的可視化成果，并能夠用于解決實際問題。但在實際創客教育的實踐中，仍存在一些亟待突破的桎梏。

一、小學生創客教育實踐現狀

創客教育在小學生的培養中，主要是對其創新意識以及實踐能力的培養，基于創客教育開展的教學往往能夠打破傳統教育中呆板的教學方法，增強學生的學習體驗，凸顯學生的主體地位，使學生所擁有的一些創新想法得到鼓勵與實現。實踐操作是創客教育的重要內容，學生能夠通過創客教育獲得實踐能力與解決問題能力的充分鍛煉，并且創客教育往往擁有更高的知識密集度，是一種跨學科的教育與學習，由此促進了小學生綜合能力的提升與綜合知識的掌握，在一些需要團隊合作的場景中，學生能夠得到團隊協作能力的有效培養。雖然我國小學生創客教育的起步相對較晚，但也取得了相應的成果。在國家政策文件的催動下，各省教育廳都頒布了加強小學生創客教育實施的意見或方案等文件，推動了大范圍的創客教育發展。在政府的大力推動下，小學生創客教育的可視化成果十分顯著，如全國青少年信息素養大賽、藍橋杯、青少年科技創新設計大賽、中小學信息科技創新與實踐大賽等，這些比賽在機器人等諸多科技領域輸出了許多成果。在國際領域上，小學生的創客教育也取得了一定成績，如2020年國際青少年編程入門組金獎等。

二、小學生創客教育存在問題分析

創客教育雖然已經得到了相當程度的普及，但仍然存在一些問題。

首先是教育資源不平衡問題，我國各地區之間的經濟發展水平存在較大差異，東部沿海地區的經濟較為發達，教育資源顯著豐富，教育水平較西部、東北部等地區高。創客教育涉及工程、科學、信息科技等領域，這也是東部沿海發達地區所持有的優質教育資源，在一些教育欠發達地區，創客教育面臨著資源不足的困頓局面。這限制了創客空間的開發、創客教育設備的提供以及材料的供給。如某沿海省份進行了創客室的設計，并設計了編程區、拼裝區、競賽區、3D打印區、展示區五個分區，學生能夠主動進行3D打印相關的探索，并生成實物內容。3D打印發展至今的確已經擁有了多價位設備，從幾千元到幾十萬元不等，但對教育資源較為匱乏的地區而言，選擇低價位的3D打印設備可能會影響學生的操作體驗，高價位的打印設備難以負擔，基本的3D打印材料雖然每公斤價格在60～200元，但金屬、陶瓷、復合、生物材料的價格十分昂貴，每公斤價格可能會超過1萬元。即使使用相對便宜的光敏樹脂作為打印材料，由于學生的數量問題以及打印熟練度、材料報廢等問題，對于學校而言也是一筆負擔較為吃力的支出。教育資源的不平衡還表現為師資力量問題，創客教育不僅對教師的教育水平要求嚴格，對教師的專業知識技能水平也有著較高的要求，教育資源較為匱乏的地區對有創客教育能力的教師吸引力較差，創客教育存在顯著的乏力現象，對學生的教育相當有限。

其次是創客教育的課程問題，現階段創客教育在小學階段基本是作為信息科技或科學的附屬課程參與教學，沒有獨立完整的課程體系，課程與課程之間缺乏較強的關聯性。這導致學生通過創客教育所掌握的知識過于分散，學習之間沒有銜接，如果兩次創客教育課程安排時間跨度較大，學生可能會出現上一節課的內容到下一節課已經忘記的情況，創客教育的有效性大大降低。創客教育是一種跨學科的教育，在教學中不能只進行單一學科的知識教學，在實際操作中，跨學科的教學設計存在一定難度，學生在學習時也無法將跨學科的知識完成有效整合，創客教育的深度遠遠不足。創客教育內容是更為偏向工科的內容，一些小學生對這方面內容可能不感興趣，對創客教育的參與度和認可度都會較低，從而創客教育無法滿足所有小學生的全面發展。創客教育教學評價體系也存在一定問題，傳統的教學評價辦法是針對應試教育、課堂理論知識教育而言，對實踐性、操作性較強的創客教育無法形成有效的評價，不能適應創客教育的特殊性，從而會影響到學生創新潛力的激發與學習動力的保持。

最后是家校社合作方面，雖然有許多家長已經意識到創客教育的重要性，并且支持學生的創客教育，但還有一部分家長對于創客教育持懷疑或觀望態度，認為創客教育會分散學生的學習精力，作為未來中考、高考等環節不需要考試的項目，不值得浪費時間與精力進行學習，對學校開設的創客教育內容的認同度也相對較低。社會對創客教育的認可程度總體來說處于正向傾向，但對創客教育的支持力度較為薄弱，可供學校使用的社會創客教育資源稀少。上述種種原因導致家長、社會、學校三方面難以在創客教育方面達成教育合力，無法發揮三者各自的教育優勢，實現更高水平的創客教育。

三、小學生創客教育創新突破策略

（一）設置創客空間

創客教育的外部環境對創客教育的效果存在客觀影響，與傳統教育相比最顯著的變化是硬件設備上的不同，且為達到更好的教育效果，創客教育中的生機比例需要達到1∶1，保證每個學生都能夠跟隨教師進行教學操作。在一些創客教室的教學環境中，桌椅擺放與學生位置都會采用正六邊形布置，教師能采用穩定的學習平臺實時收到學生的反饋；學生使用電腦、開源硬件等設備比較方便，通過互相補充的教學環境實現學生的深度學習，使學生在深度學習中獲得良好的學習體驗。由此可見，創客教育空間的設計與布局會充分影響學生在創客空間中的學習體驗，能提供給學生充分的設備、材料等工具的環境可以更好地調動學生的好奇心與探索欲。在學習過程中，與傳統教室座位排布有所區別的環繞型布置方式、以幾個學生為一組的小組合作式桌椅布置方式都會提高學生的學習專注度與學習效果，確保每個學生都能通過開闊的視野與操作平臺學習并使用知識。在創客空間中合理布置多個空間也是實現優質創客教育的關鍵，創客教育強調實踐的作用，從實踐中獲取知識，從實踐中應用知識，在做中學是創客教育的底層邏輯之一。因此，創客空間要能夠為學生提供充分的試驗、制作與測試場所。除必要的操作空間外，創客空間還應允許學生進行交流與共享，通過相互學習與相互分享實現創新思維的發展，因此要設計開放式的工作區域或討論區域。設計創客空間最重要的是要保證創客空間的安全性，小學生對工具的把控能力相對有限，在使用中必須有教師從旁協助或觀察，如操作不當要對學生進行及時糾正。另外，還需在創客空間內張貼明確的設備操作流程、材料使用注意點以及創客空間使用守則等，輔助學生建立起規范意識，指導學生正確使用工具。對于一些教育資源較為匱乏的學校而言，首先需要解決的是創客空間是否獨立存在的問題，對此可以考慮將機房進行重新布置，或改造多媒體教室等，解決創客空間難題。

（二）開發校本教材

依托小學信息科技課程的創客教育在教學中一般采用信息科技課程教材，教材內容涉及的使用設備主要為電腦，教材內容如編程、程序圖形繪制等。這些內容是創客教育的組成部分，創客教育還包括更多學科的發展，并且強調對生活中實際問題的解決，學生通過創客教育應掌握某種知識、獲取創新思維發展、解決實際問題的目標。綜合了科學、技術、工程、藝術、數學等知識的創客教育不應僅局限于信息科技課程內容，因此，學校應當根據創客教育的具體實現模式與情況開發相應的校本教材。校本教材的開發需要遵循以下三個原則：一是要充分考慮學生身心發展的特點，小學生正處于思維的發展階段，因此要給予學生充分的生活化的感性認識，促進學生抽象邏輯思維的發展，以逐步培養學生的想象力與創造力。二是要考慮社會的發展需要，盡量靠攏當前社會的熱點話題、發展趨勢。三是要充分考慮信息科技的學科發展，注重實用性、新穎性與趣味性。同時，校本課程的開發還應根據學校的創客空間條件進行，保證教材內容能夠在創客空間內進行充分的實踐操作，也可以與當地特色內容結合，開發具有地域特色的創客教育校本教材，以提高教材的吸引力與實踐價值。

以閩教版《小學信息科技》（2020修訂版）為例，在積木式編程這一課的教學中會采用Scratch軟件進行教學與實踐，這主要是為了小學生能夠快速理解并應用編程，降低編程的學習難度，教師就可以在此基礎上進行延伸，將Arduino、Micro：bit等內容作為課程的補充與拓展，開發專門的校本教材并進行相應的課程實施。

（三）制訂培養方案

培養方案是創客教育的關鍵環節，通過培養方案的設計能夠為創客教育活動明確方向，有利于保持課程內容的完整性、系統性與連貫性，加強創客教育各環節之間的關聯與銜接。完善的培養方案包括教學參考等內容，能夠對教師形成有效的教學方法指導，如促進學生主動學習的教學方法、合作學習以提高綜合能力等。實現創客教育質量的有效提升，培養方案會對教學評價形成明確設計，進而指導教學評價的實施，對學生的學習過程、學習成果等學習全流程擁有客觀、全面的評價。系統性的創客教育培養方案也有利于提高社會、家長對創客教育的認可程度，有利于學校對外合作的尋求，如與科學館、家長、企業等進行合作，強化教育合力作用。此外，還應強調對專業教師的培養，以支撐培養方案的設計與后續的教學實施，加強對計算機、信息科技等專業領域的教師引進，以及對現有教師的培訓工作。

創客教育培養方案可以按照以下四部分內容進行設計：第一部分是培養目標，也可以稱之為教育目標，旨在明確創客教育所要達成的教育目的，包括但不限于小學生創新能力、創新思維、實踐技能、團隊協作等綜合素質的培養等。第二部分是課程內容的設計，創客教育的重要特征是跨學科性，要基于小學信息科技課程結構進行設計，充分考慮每一課、每一單元所能延伸的創客教育內容，將小學信息科技內容與科學、技術、工程、藝術、數學等學科知識進行糅合。在呈現方式上，可以采取單元總結方式，保證每一單元的知識能夠在實際場景中被應用。也可以考慮相關競賽內容，在教材基礎上加入拓展競賽教學，如機器人、編程等內容。第三部分是教學方法參考，通過對目前教學現狀進行分析，加入項目式學習法、情景創設法、小組合作法、技術支持等教學方法作為參考，并提供一定案例指導教師的教學實踐。第四部分是教學評價體系構建，應當加強過程性評價，在評價主體、評價內容、評價方式等方面做到多元化，使評價結果得到充分的反饋并運用。

（四）跨學科融合

創客教育是跨學科的，其與STEAM教育理念存在一致性，即科學、技術、工程、藝術與數學等綜合教育。教師要充分意識到跨學科教育的核心價值，即打破傳統學科之間的界限，使學生能夠完成真實的問題解決，加深學生對多種學科的理解，并使學生在不同學科的實踐知識運用中學會從多角度進行問題的思考，培養其創新思維。跨學科融合教學的實施要點在于融合點的精準，因而要求教師要具有更高的知識專業性與豐富性。這類教學活動的開展可以從指定兩學科的內容交叉入手，在課程開始之前，教師為學生抽取一個學科與信息科學進行交叉，并為學生提供相應的資源，在信息科學知識講解完成后，學生既可以對教師指定的教學交叉內容進行深入研究，也可以自行探索兩學科之間的交叉點。例如，與數學學科進行融合開展創客教育，教師可以提出“基于Scratch開展的數學世界探索”利用Scratch軟件來進行可視化的數學演示，學生可以自行設計如數學應用題動畫等內容。或是與小學科學相融合，利用編程等知識來完成植物生長的模擬，學生可以自由選定一種喜愛的植物進行資料的檢索或直接觀察，在充分觀察植物的前提下完成植物生長方案的設計，使用Arduino、傳感器、Lego Mindstorms、3D打印設備等進行編程、虛擬植物生長模型、模擬監測環境等內容。在軟件方面則可以考慮選擇PhET Interactive Simulations、LabView、Scratch、Thinkercad等進行虛擬實驗、編程、3D模型設計等，并利用Excel相關知識進行數據分析與圖表制作。

（五）案例教學法

案例教學法是一種具有明確使用指向的方法，通過案例的講解能夠實現知識與實踐的有效關聯，案例教學法中，案例主要有四種使用方法：一是將案例作為說明性材料使用，以加深學生對知識的理解，可以將通識知識用于特定的時間領域。二是將案例作為一般性基礎進行討論，學生基于教師的提問自行探索解決辦法，從具體實踐中探索知識的普適性規律。三是將案例作為具體的問題依據，學生需要進行特定問題的回答，從而實現特定知識到特定實踐的轉化。四是將案例作為詳細的互動基礎，教師提前準備一些發散性的問題，并且準備一些關聯子問題，學生在教師的鼓勵中獲取一定的推理思路，并得出廣泛性與普適性的規律，這種方式往往適用于更豐富的實踐活動。此外，教師還可以基于創客空間條件進行案例的復現，將某種重復性較強的案例作為操作前提，帶領學生在具體實踐中按照案例進行操作，并鼓勵學生在實踐中思考是否還有其他辦法完成案例中某一環節向下一環節的轉換。

（六）項目式學習

項目式學習是STEAM教育理念的一種有效教育方式，將其運用在創客教育中能得到較好的教學效果。在發展創客教育的生活性、實際性方面，項目式學習擁有天然優勢。教師可以通過設計一系列與學生生活相關聯的項目來培養學生的信息科技能力、實踐能力和創新思維。在項目式學習中，教師首先需要明確項目式學習的主題與項目式學習的目標，其次由學生進行項目的規劃設計，對任務進行拆解，完成組內任務的分配，教師只需要在項目中發揮監督、指導與資源支持作用即可。例如，教師可以設計一個環保機器人主題的項目，學生自行設計一個可以對垃圾進行智能分揀的機器人，在這個項目中，學生需掌握機器人設計、編程設計、環保、生活、科學等多方面知識。基于對上述種種知識的了解進行機器人的設計，教師在項目中盡可能鼓勵學生的創新設計，并為學生提供Arduino板、傳感器、電機等必備工具與材料。

四、結語

創客教育是基于當前社會發展的現狀所出現的教育模式，是推動學生創新意識與創新能力發展，實踐能力提高的高質量教育。目前，小學生創客教育實踐面臨著教育資源不平衡、課程體系不完善、跨學科教學難度高、教學評價不適用、家校社合作不足等多種桎梏，為推動創客教育實現其教育目的，小學生創客教育應當做出相應的創新改變，充分發揮創客教育在小學信息科技教學中的積極作用。通過設置創客空間來調動學生的積極性與參與度，開發校本教材以實現創客教育與信息科技教學的相互融通，制訂培養方案，指導教學實施并促進家校社合力形成，加強跨學科融合教學、案例教學法教學、項目式學習教學，用更為有效的教學方式推進創客教育。現代創客教育的專業化程度正在不斷提升，學校與教師應當緊跟時代步伐，使用更為有效的教學方法，提供更加前沿的創客工具。

（作者單位：莆田市荔城區第一實驗小學）

編輯：孫守春