學生科技發明平臺構建初探*——以初中信息技術創客教育模式為例

◆楊麗

作者：楊麗，南通市第一初級中學，中學一級教師，研究方向為創造教育（226004）。

筆者在初中信息技術學科開展創客教育模式的教學研究，將創客教育與培養學生科技小發明有機結合，探索從初中生科技發明創造向創客教育模式轉變的方法，從而為初中生的科技發明搭建有效平臺。

1 初中生創客課題的選擇

創客教育以信息技術的融合為基礎，傳承了體驗教育、項目學習法、創新教育、DIY理念的思想（祝智庭等，2015）；提倡“基于創造的學習”，強調學習者融入創造情境、投入創造過程（鄭燕林等，2014）。雖然創客教育不會直接教授學生基礎知識，但在當“創客”的過程中，學生有機會運用到信息技術、物理甚至藝術等多學科的知識[1]。

那么，學生圍繞什么創客課題進行創造學習呢？這是創客教育遇到的最常見的問題。一個好的創客課題，應該能夠在最大程度上調動學生的積極性，并和實踐相結合，應該促使學生運用多個學科的知識來合作完成[2]。祝智庭老師指出好的創客課題應該具有以下八個要素[2]。

1）課題的切身性：調動學生積極性，并與實踐相結合。

2）課題的復雜性：促使學生用多門學科的知識來合作完成。

3）充足的資源：充分利用各種資源為學生創造條件。

4）互動和合作：取長補短、互相學習、分享信息。

5）高強度：激發學生的自覺性和潛能。

6）合理的時間安排：給學生提供充裕的完成時間，充分利用課余時間。

7）分享教育：分享資源、分享知識、分享成果。

8）新穎性：激發學生創新精神、打破思維定式。

因此，教師應指導學生有意識地整合學科知識，將課堂與現實生活中的片面性、不順感的事物聯系起來，引導學生獨立自主地發現問題，讓學生從自己已有的知識水平和興趣愛好等實際情況出發，從而選擇那些通過努力可以獲得成功的創客課題。如在信息技術課堂中，有學生提出現有電腦鍵盤不夠合理，打字時易誤打到相鄰字母鍵上。教師便可以適時鼓勵學生設法加以改進，通過組織創客小組來合作完成“可調角度鍵盤”創客課題。

又如在學習遮罩動畫這一章節時，有學生提出生活中的望遠鏡遮光罩具有很大弊端，于是催生了另一個創客課題——自動遮罩望遠鏡。

2 初中生創客教育例析

課題1：可調角度鍵盤

1）背景。在初一年級“應用文檔設計與制作”單元教學中，筆者適時講授了鍵盤布局的由來及發展史，課后很多學生對鍵盤的分布興趣很大，其中莊瀅同學所在小組認為在鍵盤操作時，受“一字型”鍵盤字母排列的束縛，手與手臂長期保持75°左右的拘束姿勢，舒適性很差，且易產生疲勞感。筆者以此為契機，及時引導學生圍繞“鍵盤”來開展創客課題的研究。

2）創客實踐過程。首先，學生自主發現問題，提出創客課題——可調角度鍵盤。接著，創客小組學生查閱資料，深入研究并提出項目構思：操作鍵盤時，左右手負責的字母是相對固定的，兩手分別以F和J為定位點放置；是否可以將鍵盤一分為二，在不打破原始鍵盤按鍵布置的前提下，對鍵盤進行合理的分割？然后學生通過分析研究，以美觀性和實用性為出發點，對鍵盤進行二次創新發明，提出是否可以借助鉸接，使鍵盤可根據使用進行調節，既可以一分為二，也可合二為一。同時為保證鍵盤在旋開及閉合時的穩定性，增加了定位軌道連接片和定位銷。

通過實踐探索和小組多次討論后，大家制訂計劃、修正方案、設計圖紙。最后，在多門學科教師和學生家長的共同協助下，該創客小組最終發明出“可調角度鍵盤”，此作品亮相于“第八屆國際發明展覽會”且榮獲銅牌。

3）創客教育心得。創客教育所倡導的提出問題并利用自己的創造力解決問題的過程，對學生能力的培養至關重要。在創客教育中，中心已經從教師轉換到學生。創客教育鼓勵創新意識和團隊精神，也提倡松散自由的學習空間。在這種環境下，每一個學生都有變成某一個領域專家的潛力。教師不再機械地教授知識，而是變成課堂的設計者和組織者[2]。這是筆者最初在課堂開展創客教育的第一批研究成果，此項課題在第23屆江蘇省青少年科技創新大賽中獲二等獎。第一次創新實踐的成功給學生帶來很大的收獲，也讓有思想、有創新意識的學生充分發揮了他們的創造力。教學相長，學生取得的成績也是筆者開展創客教育實踐的動力和源泉。

課題2：自動遮罩望遠鏡

1）背景。在初二年級“制作遮罩動畫”主題活動課中，筆者通過模擬望遠鏡遮罩瀏覽城市景觀圖，以便加深學生對遮罩的理解。隨后，筆者又開展了遮罩在實際生活中應用的專題探究課，很多學生對遮罩產生濃厚興趣，他們分組討論之后列舉出遮罩在實際生活中的各類應用，包括望遠鏡上的遮光罩。

2）創客實踐過程。學生通過課堂知識與生活中的實際聯系，提出現有技術生產的天文望遠鏡的遮光罩在使用過程中常常需要手動打開，不夠智能，且在遇到強光時會出現灼傷眼睛、燒毀相機攝像頭的情況。其中以丁可同學為代表的創客小組提出是否可以改良生活中望遠鏡的遮光罩，產生真實版的“自動遮罩望遠鏡”的創客課題設想。

根據問題，大家分小組查閱資料，學生補充學習傳感器等物聯網相關知識。然后提出創新設想：在望遠鏡上添加“自動開合裝置”，一旦感應強光，望遠鏡上的遮光罩就自動關閉，無強光時自動打開遮光罩。通過物理學科和信息技術學科的知識整合，學生利用CAD平臺設計出自動開合裝置的望遠鏡電路圖。最后，在教師和家長的配合下，大家購買電子元件進行電路連接，經多次調試終獲成功。

3）創客教育心得。創客活動的實施讓一些學生的奇思妙想得到認可并變成現實，激發了學生的自主性學習。最難得的是學生把想法付諸行動，克服了實物制作中的困難，兩名學生還特別造訪了中國創造學會副秘書長、南通大學王燦明教授，得到了王教授的精心指導。在課題研究完成之后，學生還請來當地的天文專家給予指導，專家稱這種創意在國內尚屬首創，且成本只需50元左右，改造難度也小。學生在創造過程中運用到了物聯網、物理學和機械學的知識，充分發揮了小組合作精神，激發了創新熱情，開發了自身潛能。

創客教育便是如此讓學生在更加開放的環境中設計、分享、交流、制作，而家長對孩子的表現也感到滿意，全力支持孩子參加到創客活動中來，將學校創客空間有效延伸到家庭創客空間！

此外，為充分展開創客教育，有效激發學生的創新能力，學校開展了科技節、創新發明大賽等活動平臺，發現和培養了一批小創客。學生將靈感付諸行動，發明和創造出很多有意思的新穎產品，有的創客作品還獲得了專利證書，在一定程度上促進了學生綜合素質的發展，許多學生還因此優先被重點高中的基地班錄取。

3 結語

創客教育使“教師讓學生學”變成了“學生自己要學”。總之，把創客教育與信息技術有機融合，既可培養學生的創新思維，又能提高學生的創新能力。將進一步提高創客教育的理論水平和實踐能力，讓埋在學生心底的智慧種子結出豐碩的創新之果。■

[1]吳俊杰.創客運動與STEM教育：專訪“創客教父”Mitch Altman[J].中小學信息教育，2013(12)：41-42.

[2]祝智庭，孫妍妍.創客教育：信息技術使能的創新教育實踐場[J].中國電化教育，2015(1).

[3]李凌，王頡.“創客”：柔軟地改變教育[N].中國教育報，2014-09-23(5).