中學校園創客空間實踐建構

楊志俊

中學校園創客空間實踐建構

楊志俊

南通大學附屬中學創客空間實踐構建目標明確，堅持創客教育的先進理念，以創客空間實踐室建構為基本著力點，拓展到各類專用館室；關鍵點突出，堅持構建核心教學內容，建設互動平臺，建立創客教師發展中心，創設學校文化；努力實現人才培養模式的變革與創新，師資水平的發展與提升，營造開源共享的創客校園氛圍。

創客教育；創客空間；空間建設實踐

創客教育將創客文化與教育兩者相結合，從學生的興趣出發，通過項目學習的形式，使用數字化工具，倡導造物，鼓勵分享，培養跨學科解決問題能力、團隊協作能力以及創新能力的一種素質教育[1]。創客空間作為開放實驗室的一種，具有加工與設計能力、工作室能力等特質，創客們在創客空間交流想法、共享知識觀點，最終使用空間提供的制造工具實現自己的想法[2]。《新媒體聯盟地平線報告(2015基礎教育版)》把創客空間列為K-12領域教育技術的六大重要進展之一[3]。 隨著創客運動的不斷高漲，大力發展中小學創客教育成為推動基礎教育改革創新的時代選擇，越來越多的中小學在國家政策引導或自發探索的情況下建立了創客空間。我校從南通地區創客教育的實際展需求出發，秉承“動手造物、交流共享”的創客教育理念，以“項目學習”為主要學習方式，以綜合創新型人才為目的建構中學校園創客空間基地，努力建設自由、活力、創造的創客物理空間。

一、中學校園創客空間的建構目標

目標定位在中學校園創客空間實踐建構中舉足輕重。不同類型的創客空間目標定位各異。例如：上海新車間將其目標定位為一個純粹供創客交流創造共享的場所；深圳柴火創客空間、上海蘑菇云、南京米立方等目標中都包含了“科技孵化器”的內容[4]。中學校園創客空間的目標定位應與社會創客空間有所區別，中學校園創客空間實踐建構過程中，更關注的是為學生提供動手操作的場所以及經常使用的工具，在學生動手操作的過程中，不斷培養其邏輯思維能力、合作精神等。我校校園創客空間的實踐建構目標主要包含如下幾點。

(1)建設創客物理空間，薈萃一批有創意、有設想的師生，在交流合作、動手造物的過程中不斷創造創新。打造中學里的創新工場，培養學生的問題意識、團隊合作能力、研究能力、創新能力，為推廣創客教育不斷努力。

(2)以創客空間局部實踐室拓展到信息技術、通用技術和工程技術專用教室，實現資源共享。同時，開發相關課程資源，如：木工、金工、技術設計、信息技術等必修課程，多媒體設計、結構制作、S4A互動媒體技術、Arduino創意機器人、物聯網與大數據等選修課程。

(3)建設基于大數據采集與云計算服務的創客特色交流分享平臺，促進創客教育的發展。

(4)以多種渠道、多種形式開展創客社團活動及創客課程建設，計劃每年至少組織一次區級以上大型開放的創客活動，如創客嘉年華、創客馬拉松等，全面展示學生的創客作品，并積極參與全國中小學計算機制作活動的“創客項目”及省市級青少年科技大賽等相關競賽。

二、中學校園創客物理空間實踐建構

中學校園創客的物理空間不是越大越好，根據學校實際情況確定。既可由一間普通教室大小的房間構成，也可由多間教室大小的房間構成。必須明確的是，無論是一間還是多間，創客空間需要根據其不同功能進行區域劃分，如加工制造區、活動分享區、耗材區等。同時，中學校園創客空間應考慮容納部分占地較大的專用型加工工具，如3D打印機、激光切割機等。創客空間應提供足夠全的工具及耗材方便學生動手制作，將想法實現出來[5]。

我校根據學校的實際情況，擬建設不同功能的館室，具體計劃如下。

1.技術設計室2間

設計是技術活動中的核心過程，課堂是教學的主陣地。在此，親歷技術文化，領會課程理念，是學生步入技術世界的前廳。2間技術設計室配置有多媒體教學設備，滿足必修和選修課程的教學研究活動。另外，如有大型活動，此教室可靈活布置擴充場地。

2.創客空間實踐室

高精度加工技術可以實現模型的精密加工，配置激光外切割機、激光內雕刻機、3D成型打印機、數控車床、數控銑床，利用計算機控制，結合軟件應用，可做特殊加工。充分發揮學生的想象能力，培養學生的創作能力。

3.金工技術實踐室

學生了解常用的金工工藝，學習和掌握一般金工工具和設備的使用，熟練一種材料的1～2種加工方法，能利用本室配備工具設備，根據設計方案和已有條件選擇加工工藝，并能正確、安全地制作簡單產品的模型或原型。

4.木工技術實踐室

木工技藝是學生實踐技能中最基礎的一門。木工技術實踐室應作為學生在木制品方面設計和加工制作中心，配置上做到基礎與特色并舉。不僅要有齊全的木工機械設備和專用工具，而且要注重環保，有配套集塵通風設備。在此，學生學習常用木工加工工具和設備的使用，熟練基本木工技藝，能根據設計方案制作一個簡單產品的模型或原型，能制作富有創意的實木小作品。

5.信息技術教室4間

滿足目前高中信息技術教學需求，同時可兼顧選修課程、社團活動的開設，也可以讓學生進行創意設計。

6.結構創意工作坊

結構創意工作坊分為實踐操作工作區、研學區、試驗區、大型設備操作區、作品展示區、儲存區。實驗室配置震動平臺及結構模型設計制作常用材料。工作坊可以進行結構力學、材料力學、結構設計等內容的實驗教學，也為學生參加各類結構設計競賽提供學習和實踐的機會。同時鼓勵學生利用課余時間到實驗室開展發明制作和創新活動。

7.“三模”實踐室

“三模”實踐室其核心內涵在于“動手做”。學生通過動手實踐制作各類海陸空模型，通過“動手做”鍛煉學生動腦、動手的能力，培養學生團隊合作的意識，打造一個全面提升學生科學素養的多功能、綜合性的科學實踐樂園。

8.物聯網實踐室

物聯網技術實踐室將提供多種技術綜合體驗，根據物聯網體系結構(感知層、網絡層、應用層)進行劃分，例如RFID技術、GPRS技術、傳感網技術、云計算、M2M技術等及各種技術間的綜合體驗。

9.電子技術實踐室

配備電子實驗箱、電子焊接件及電子競賽方面設備，滿足各個層次學生在電子技術方面需求。讓學生學會設計和安裝電子控制電路，能運用系統的方法分析電子控制的過程和可能發生的故障，并用試驗的方法進行優化。

10.機器人實踐室

該實踐室以Arduino開源硬件為平臺，使用圖形化與代碼編程相結合的方式，讓學生在了解機器人三大組成部分(傳感器、控制器、驅動和執行器)的基礎上，以聚類化的方式習得使用多種傳感器的基礎知識和基本技能。使用Arduino主控板與傳動機械部件，制作簡單的自動控制機器。同時，積極參加Botball，Roborave等機器人方面的大型國際賽，提高學生調試機器、解決情境化問題的能力。

三、中學校園創客空間實踐建構關鍵點

1.突出核心教學內容的課程建構

建設創客課程，突出其核心教學內容，將其與活動方案、套件包、微課程等進行集成，形成全面系統化的創客基礎課程及豐富多樣化的創客活動方案是中學校園創客空間實踐構建的重要內容之一。創客課程建構，也將有利于解決科技教育師資短缺、教師專業發展后勁不足，以賽代課的問題[6]。

我校將圍繞“使用數字化工具，倡導造物，鼓勵分享，培養跨學科能力、團隊協作能力和創新能力”這一目標，由師生共同梳理教學重點、難點等核心內容，通過與南通市教研室、省內外高校等單位密切合作，開展核心教學內容的課程建構、研制和開發，開設普及課程、實踐課程、活動課程、專業課程和預科課程等五類課程。普及課程指按照基礎教育課程標準開設的信息技術、通用技術等課程；實踐課程是以提高學生動手能力為目的，利用信息技術和通用技術及創客實踐室來提高學生實踐創造能力的課程；活動課程將學生各類創客活動納入課程體系統統一管理，實現活動的“課程化”；專業課程是為創客特長生開設的諸如手機編程、3D建模、Arduino創意機器人等課程；預科課程是為了學生在今后的學習生涯中能更好地適應高校的學習模式服務的，在高標準的創客技術技能訓練基礎上，融合未來專業學習生涯的規劃教育。

2.建設促進自主學習的互動平臺

清華大學付志勇先生在《面向創客教育的眾創空間與生態建構》中提出：一個運作良好的創客生態系統包括了合作社群、創意實踐、開放資源以及協作空間4個要素[7]，如圖1所示。創意實踐作為不可或缺的重要因素之一，主要包括非正式的學習、工作坊、競賽與交流，也包括正式的課程與研究等。創客的實踐活動不同于其他實踐活動，具有自發組織的特質，以人人參與、自主學習的形式開展實踐。

圖1 創客生態系統

為了積極構建創意實踐的活動平臺，我校嘗試通過開齊開足創客相關的課程、組織師生參加省市各級各類創客比賽、開展“創客文化節”活動、邀請創客教育知名專家來校講學、組隊外出學習觀摩創客教育示范校等多種實踐活動，建設促進自主學習的互動平臺，滿足學生課內外、校內外自主學習需求，突破時空限制，激發學生主動學習、快樂學習的興趣。同時，滿足教師專業發展的實際需求，拓展教師視野，提高技能水平，更新教育理念。

3.建立創客教師專業發展中心

師資問題是當前影響創客教育順利開展的主要問題之一。創客教育作為新生事物，師資嚴重缺乏，諸多學校來不及配置專門的創客指導師。同時，創客教育作為一種典型的跨學科教育，囊括了科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、數學(Mathematics)等多門課程知識，在當前的教師培養體系中，并無對口專業師資培養[8]。

我校在建構中學校園創客空間實踐時，也注意到創客指導教師的師資問題，學校將繼續實施“青藍工程”，完善“名師工作室”，并努力建立南通市創客教師專業發展中心。該創客教師發展衷心以課程基地為依托，充分發揮校級骨干教師的中堅力量，同時，積極吸收接納外部援助，與南通大學、南京師范大學、北京師范大學等高校建立友好合作關系，邀請高校中創客教育專家來校作講座，加強對本發展中心的教師培養。

4.創設具有鮮明特色的學校文化

中學校園創客空間實踐建構過程中，應重視對校園表里環境進行整體設計與規劃，利用創客長廊、底樓大廳到教室內部的文化布置，創設生動的創客探索空間，讓學生在創客文化濃郁的物理環境中獲得豐富的創客體驗。

四、中學校園創客空間實踐建構效能分析

中學校園創客空間不單單指物理環境空間(資源和空間本身)，中學校園創客空間的實質是有效促進知識傳播、轉移與生成的“知識場”。創客空間這一特定屬性，有利于學習者在提高自身創新意識及問題解決能力的同時，習得學習共同體中優秀的思維模式、學習方式，良好的合作意識、人際交往能力等[9]。中學校園創客空間實踐建構的效能包括如下幾點。

(1)有利于培養學生的動手實踐能力。提供足夠的通用工具，精細化的專用制造工具以及創客教育書籍和無線網絡，學生可以根據自身實際需求，查閱相關書籍、上網查找相關資料，與同伴交流討論，把想法變成現實，造出有實際用途的“物”出來。

(2)有利于培養學生發現問題、分析問題以及解決問題的能力，培養其創新意識。創意源于生活而高于生活，將學生的個性化潛力與項目學習、體驗教育相結合，培養其長于學習、勇于探索、敢于創新的時代精神。

(3)有利于促進師生成長。基地建設立足于學生、教師以及學校的發展。基地建設為師生的發展提供了重要平臺。教師創客教研在基地、創客教學在基地。學生創客學習在基地、創客活動在基地。以名師支撐基地、以基地生成名師，以教師發展學生、以學生促進教師。

(4)有利于校內外共享創客資源。充分整合學校內部的信息技術、通用技術和工程技術的設施設備，發揮最佳效能。同時，加強校際以及區域的交流互動，聘用(被聘用)他校優秀創客指導師來校進行指導，擴大學生受益面。

五、結束語

中學校園創客空間和創客教育對目前所使用的教與學的方法具有潛在的革命性作用[10]。創客空間作為深度學習的活動場所，身處其中的學生需高度努力、以自主學習的方式進行開創學習。中學校園創客空間的實踐建構有利于培養各類創新人才、儲備優質師資力量。當然，中學校園創客空間的真正落地、創客課程與創客項目活動的有序展開、校園創客的培養等都將成為未來創客教育發展中需要積極探索并予以解決的問題。

[1] 創客教育的定義和概念解讀[EB/OL].[2016-04-01]. http://blog.sina.com.cn/s/blog_6611ddcf0102w98s.html.

[2] 劉小芳.高職院校圖書館創客空間建設研究[J].情報探索,2014(11):132-134.

[3] 張渝江.2015地平線報告基礎教育版概述[J].中國信息技術教育,2015(Z1):181-182.

[4] 謝作如.如何建設適合中小學的創客空間:以溫州中學為例[J].中國信息技術教育,2014(9):13-15.

[5] 謝作如.如何建設中小學的創客空間[J].當代教育家,2015(6):45-47.

[6] 吳俊杰,周群.進一步推進中小學創客教育的幾點建議[J].發明與創新:教育信息化,2015(3):46-48.

[7] 付志勇.面向創客教育的眾創空間與生態建構[J].現代教育技術,2015(5):18-26.

[8] 鐘柏昌.學校創客空間如何從理想走進現實:基于W中學創客空間的個案研究[J].電化教育研究,2015(6):73-79,86.

[9] 張春蘭,李子運.創客空間支持的深度學習設計[J].現代教育技術,2015(1):25-31.

[10] 王德宇,楊建新,李雙壽.國內創客空間運行模式淺析[J].現代教育技術,2015(5):33-39.

楊志俊，本科，中教一級，教務處副主任。南通大學附屬中學，226019