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中小学创客教学研究

创客教育作为新型的教学形式,是近年来教育领域中专家、学者、学校、一线教师重点关注的话题。创客教育广义上是指鼓励学生在创造性的活动中充分利用数字化的工具动手实践。基于此,本文从创客教育的基本含义、开展条件、实施步骤及教学反思四个方面对中小学创客教育展开了积极的研究与探索,旨在提高中小学生的创新能力与实践操作能力,推动创客教育的进一步发展。

引言

在新课改的大背景下,创客教育受到了一线教师的广泛关注与热议。然而,由于一部分教师的教学与实践经验不足,他们对创客教育尚存在质疑,仅停留在对创客教育表象的理解上,未能实质性地把握创客教育的思想本质及教育意义,从而导致其在教学过程中存在实践的盲目性。

一、创客教育的基本含义

 “创客”一词最初源于美国,英文名为“Maker Movement”。安德森在《创客:新工业革命》一书中首次提出:创客是将具备技术挑战的创意转变成现实的一种创新、实践、交流意识……随着时间的推移,“创客”概念被引入了教育领域,后被称为“创客教育”。创客教育的具体定义是通过利用各种材料和计算机的相关设备(如3D打印机)、程序及其他技术资源(如互联网的开源软件)有效促进中小学生的动手实践操作能力,或者使其在团队协作下完成一件独创性产品的教育方式]。另外,创客教育是基于兴趣与爱好的驱动,把创意通过实践操作变成实质性产品,并且在社区内进行分享的教与学活动。因此,创客教育是集创新教育、体验教育、项目学习于一体的教育模式,符合中小学生的好奇心与创造力的天性。而且从小培养学生的创客思维,促进学生创客精神的发展是国家发展的需要,也是孩子快乐成长的实际需求。

中小学创客教育的教学研究

二、中小学开展创客教育的前提条件

中小学创客教育必须从小抓起,最大化地对学生进行创造性思维的渗透,奠定学生扎实的创新基础,更好地为学生高阶段的学习服务。本文从以下四个方面分析了中小学开展创客教育的基础条件,以此更好地助力创客教育在实施的过程中实现效果最大化。

(一)创造开展创客教育的必备条件

开展创客教育的基础条件分为软件与硬件。其中,软件设备是在线教育发展的前提。在硬件方面,场地、充足的课时都是开展创客教育的必备条件。在场地的规划中,需要建立可以容纳十五人的创客实验室。在实验室中,多媒体设备与耐用的桌椅是必须的。同时,学校还应为学生配备开源硬件模板以及常用的模板,如LED模板、光敏传感器、可变电阻等。除此之外,还需要建立操作台、单片机嵌入式系统的相关配套设备,力争最大化地构建开放式的实验室环境,支撑创客教育的有效开展。

(二)全面提高创客教师的专业素养

中小学学校要重视对创客教师专业教学水平的提升,通过组织教师参加各类培训、实地考察、学习等多种途径,提高创客教师的专业技术水平。或者积极邀请高校创客教师到学校开设讲座、沙龙会议等,促进中小学教师不断重构教育观,彻底摆脱传统教育思想的束缚,不断精进、提高自己的职业发展规划,进而在教学中更好地反哺学生。另外,中小学管理层也要在教师的考核与评价政策上有所倚重,为教师提供更大的学习动力与保障,从而打造一批一流的创客教师资源团队。

(三)充分保证创客师生的创作时间

中小学院校在教学课时的安排上要有精细化、系统性的规划。首先,应在立足基础学科教学的基础上为师生规划充足的创客教与学的时间。紧凑的课时安排容易造成形式化的创客教学,没有实质性的教育意义。其次,随着在线教育的发展,创客教师可以利用在线教育与翻转课堂的有效结合为创客教学提供更加充足的时间。例如,教师可以将创客项目上传到互联网平台上,让学生通过移动电子设备进行自主学习,利用课下、假期的时间与教师进行交流。

(四)构建中小学生的独立创客空间

在中小学独立创客空间的构建中,不应局限于某一学科、某一领域,而应多元多向地开展创客教育。具体而言分为三大类:其一,技术类创客空间,其目的是提高学生的动手实践操作能力。如航模工作室、机器人工作室、动画制作工作室、泥塑工作室、电子小制作工作室、剪纸工作室、园艺工作室等。其二,知识类创客空间,其目的是提高学生的口语交际能力与逻辑思维能力。如阅读社团、趣味数学社团、创作社团、演讲社团等。其三,综合类创客空间,其以实际的学情、动态化的设计为依据,着眼于学生心理与生理的实际发展需要。如一个话题探究、一个社会调查、一个创客小项目等。在教师的辅导与启迪中,学生进行有针对性的学习,从而达到启迪思维与锻炼实践操作能力的目的。

对上述三类创客空间的分类与列举旨在阐述创客教育在中小学的教学活动开展中应该是灵活的、多元化的,进而契合了素质教育提倡学生各方面能力全面发展的观点。根据中小学的客观办学条件,搭配适合的创客空间能有效避免僵硬化操作,杜绝产生教师因无硬件、软件资源的支持而无法落实创客教育的情况。教师应该清晰地认识到创客的核心思想在于:开放、共享、指导。其目的是让学生利用课外时间聚集在创客空间中,实现跨学科的奇思妙想,从而创生出创客教育最大的教育价值。而硬件、软件的支持和创客空间的构建是支持学生创客教育实现最大化效果的基础,但不是必要性的条件。

三、中小学开展创客教育教学的实施步骤

在中小学开展创客教育教学不能仅限于一节课,教师要通过多节课的组合或一个单元来进行施教,而决定应用课时的主要因素是创新项目的制作难度和学生的认知水平。

(一)确定项目

在该阶段,首先,教师应该依据生活实际问题,有意识地让学生通过科学技术来改变身边的生活环境,促使学生进行发明创造,督促学生由易到难地进行探索、思考,寻找最优的解决方案。其次,教师要引导学生对比不同的解决方案,提炼出最优方案。最后,当项目确立后,教师要帮助学生掌握项目创造所需的相关技能与知识。

(二)设计路径

路径的选择与设计是完成创客项目的重要一环,它决定项目的造型、内容结构、实施方式与临时问题的解决等。一个项目可以采取不同的设计路径来实现相同的功能。因此,在学生设计不同路径的过程中,教师要适度地对学生进行指导,提高其对时间的有效运用率,避免学生针对一个问题迟迟无法解决而造成打击其学习积极性的情况。其次,在设计路径的阶段,教师要重视提升学生的设计能力。该“设计”并非泛指某个模型,而是指对项目目标、路径、方法、过程设计的思维能力,进而有效提高学生解决复杂问题的综合能力。

(三)实施完成

项目的实践过程是学生手脑并用的过程,学生需要根据路径设计的规划按部就班地将其完成。该过程是提高学生学习能力、动手操作能力的重要环节,同时,也是中小学传统教育所缺乏的。因此,教师在该过程中要重视对学生“怎样学、怎样做、如何运用综合性的知识”等能力的培养,促进学生举一反三思维的养成,使其达到对新知的融会贯通和灵活运用。

(四)分享完善

分享与完善环节是学生在获取了外界的及时反馈后不断分享、完善、总结、学习的实践过程,具体步骤分为:我是如何做的和结果如何——我遇到的问题和解决办法——你觉得我做得如何。

四、中小学创客教育的教学反思

(一)有效结合现代信息技术

21世纪是信息技术的元年,是信息技术高速发展的时代。当前,现代化的信息技术对中小学开展创客教育起到了关键性的支撑作用。例如,电子白板技术、多媒体技术、电子书包、3D打印机等技术性资源,都是当代创客教育的重要标志。在开展中小学创客教育的过程中,以现代信息技术为媒介,能够实现创客教育效果的最大化。与三尺讲台、粉笔、黑板等传统教学模式相比,现代信息技术为中小学各学科的教学提供了更加多元化的内容表现方法。无论是在基础课堂教学中还是在创客项目的应用上,现代信息技术都能够辅助师生更好地提高教与学的质量,这也是创客教育在21世纪得以迅速发展的基础与前提。因此,教师既要在思维上拥抱时代的变化,又要在实践中巧借现代信息技术更好地服务于中小学的教与学活动。

(二)有效整合传统教育方式

创客教育不以营利为目的,不以考试成绩为衡量标准,而是基于其自身的发展,激发学生进行发明创造的兴趣。因此,在中小学创客教育的开展过程中,教师应该加大力度为学生提供丰富多样的教学形式,促进创客教育的良性发展。例如,任务驱动教学法就是落实创客教育的重要途径。以“网站建设”为教学范例,其通过创设具体的任务情境,如你是家具生产商,你应该如何为公司创建官网?以多媒体教师、Wi-Fi设备让学生进行联网操作。以身临其境的体验式学习方式提高学生对学习内容的深入理解,提高学生处理信息及应用技术性资源的能力,从而改变传统教学的单一化与枯燥性,有效形成交互性、体验式、开放式的学习,提高学生的学习兴趣,更好地推动创客教育的落实与可持续发展。

五、结语

21世纪,人们处在“大众创业、万众创新”的时代中,培养创新型人才是社会发展的迫切需要。而在当代,创客教育备受重视并且得以广泛应用的原因正是它十分符合社会及教育发展的现实需要。但必须承认的是,当前阶段,中小学的创客教育还存在一定的不足之处,需要进行多方协作才能有效推动创客教育的进一步发展。

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