淺議創客教育在師范類專業中的應用

【摘要】創客教育將科學、技術、數學、工程等學科整合在一起，改變傳統教育模式的“知識輸入”，為學生提供理想化為實踐的平臺，而教師在信息化技術條件的支撐下更加有技術、創新的投入到學校教育事業，本文就創客教育在師范類專業中的應用進行淺議，明確創客教育開展的重要意義，并對師范類專業中的數學、科學、中小學教育、現代信息技術的創客教育進行具體探討，并就創客教育中存在的問題提出可行性意見。

【關鍵詞】創客教育 師范類專業 信息化

【中圖分類號】G65 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0010-02

1.引言

隨著創客思想的普及，創客教育受到越來越多的教育者的思考與重視，2009年美國總統奧巴馬宣布啟動教育創新行動，并于2012年設立創客教育計劃，同時創客教育在全球范圍內掀起了將創客教育引入學校教育的浪潮，我國教育部2015于年發布了關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見，鼓勵探索STEAM教育，創客教育等新模式，努力推進教學創新的發展，而師范類專業作為教育事業的主要力量，融入創客教育理念是非常重要的。

2.創客教育在師范類專業的應用

2.1 師范類專業概述

師范類泛指一類高校而不是具體某些專業，現在師范類高校融合多種學科，成為綜合類高校，因此，師范學校中并不是所有專業都屬于師范類專業，師范類專業主要包括數學、物理、化學、中文、外語、政治、體育等與中小學教育科目相關的專業，同時中小學教育的科研學科如教育學、心理學等也屬于師范類專業。

2.2 創客教育概述

“創客行動”是由美國興起的鼓勵人們利用身邊各種材料及計算機相關設備、程序以及其他技術性資源，通過自己動手或與他人合作創造出獨創性產品的一種行動，“創客行動”基于對技術的應用，面向技術類產品的生成，在當前社會技術不斷創新、技術產品不斷豐富的背景下，越來越受到研究者與教育者的關注，將“創客行動”融入“創客教育”，使學生實現創造性學習。

創客教育旨在為所有中小學生提供適宜的用于創造的環境、資源、機會，特別是借助技術工具與資源讓學生能夠將學習過程融入創造過程，實現基于創造的學習，在創造過程中提升學科的學習質量，尤其是提升科學技術、工程、數學、藝術等學科的學習信心，投入基于創造的學習過程中，可以培養自己的判斷性思維、創新思維與解決問題的能力。

2.3創客教育在師范類專業中的應用

師范類專業主要是服務于中小學教育的科目以及教育研究的專業，將創客教育融入師范類專業中，實現教師或研究者的創新教育和研究，使學生更好地實現創造性學習，本文主要探討師范類專業中應用較廣的數學教育、科學教育、現代信息技術教育以及中小學教育中的創客教育。

2.3.1數學教育中的創客教育

數學就其本身的知識特點為實踐活動提供更多的創新機會，為創客教育的實施提供極好的載體，數學教育專業需要掌握數學的基礎理論知識和教學技巧，掌握現代教育技術，能夠勝任中小學數學教學的教育工作，數學專業不僅要學習相關的數學知識如：數學分析、高等數學、解析幾何、概率與數理統計等，還要掌握計算機應用基礎、教育學以及心理學等服務于教學事業的學科同時為創科教育提供基礎，數學中的創客教育主要是計算機編程的應用，集合論是離散數學中的重要的一部分，在數據庫中有廣泛的應用，利用關系理論完成數據庫網絡型到關系型的轉變，數據庫中的數據易于存儲和處理，邏輯結構簡單；數學圖論中二叉樹在計算機中有很重要的作用，路由選擇算法、桶排列算法等都是使用數學中的圖論；有限機、開關線路的計算等在糾錯碼的應用很多，數據通信中常使用二進制數字信號進行轉移，常采用糾錯碼避免傳輸中的錯誤。

2.3.2科學教育中的創客教育

科學教育旨在指導學生獲得科學知識的同時培養學生學科學、用科學的能力，對于不同學習階段的教育，其教學內容也有所不同，對于低年級的教育，科學教育旨在用簡單的實驗操作對具體事物進行初步分析綜合，主要培養其動手能力，應用創客教育理念，低年級階段的科學教育應該利用人類對自然界的簡單利用開展科學實驗，如利用廢物進行回收利用的手工活動，培養學生的動手能力和創新思維，讓學生在創造中學習，同時教育者也實現了創客教育；中年級的科學教育需要利用簡單的儀器進行初步的定量觀察，并用歸納、概括的方法形成簡單的概念，因此基于創客教育理念需要開創“創客空間”，利用多媒體技術和計算機軟件進行創客實驗，如在學習3D打印中的數學建模、在掌握電路設計原理的基礎上利用虛擬軟件在模擬電路的各節點的電壓、電流及經過的脈沖信號；對于高年級的科學教育，需要實現較高的操作能力和創造力，以項目為主，以團隊的形式開展任務，對于創客教育的要求比較高，需要具備測試測量、控制、仿真、快速開發、跨平臺的圖形化語言的開發環境以及無人機技術的學習，包括圖像信號和控制信號的無線傳輸及失控狀態下的無人機執行返航程序的開發等都可作為創客活動。因此，科學中的創客教育以科學為主，在理論知識的教育上開展以科學技術為手段的創客活動，開創創新思維，提高動手能力。

2.3.3現代信息技術教育中的創客教育

信息化技術是一種技能、一種工具，涉及到很廣泛的知識領域，在信息化技術的教育中要打破教材編排的束縛和傳統以應用為主的教學模式，創造有能力的創客，將創客思維滲透到教育內容的開發，例如在信息技術的教育中，通過程序算法的設計、excel電子表格的模塊設計培養學生的算法思維和數學思維；軟件開發、網站建設模塊培養學生的工程思維；視頻作品制作、計算機繪圖及電子報刊的設計提升噓聲的藝術創作能力和審美能力。

2.3.4中小學教育中的創客教育

中小學創造教育是指向全人發展的全人教育，全人教育包括：學科知識、創新與創造、自我認知、合作、有效溝通、富有責任感，創客教育情境下的教育者致力于尋找學生的潛能，提升學生參與創造的信心與動力，情景與資源的整合背景下創造了一種包含正式教育與非正式教育、獨立探究與協作探究、線上教育與線下教育等不同的教學方式，包含多種多樣的教學工具與教學情境。

同時，創客教育開放性發展要求創客教育的研究者與實踐者精心設計出適當的創客教育目標并提供相應的情景與支持，有效開展創客教育，隨著數字制造時代的發展，創客教育由原來的機器人俱樂部、手工俱樂部等帶入了教師課堂，整合與各個學科的教與學，多種多樣的制造技術擴展了學生的創造工具，每間教室都可以成為創客空間，在此空間可以利用技術含量或高或低的材料完成創造并獲取直接經驗，學習者可以自主決定參與創造項目的方式與時間。

創客教育的專業性發展需要創客教育者熟悉創客教育的實施原理與技巧，理性看待技術在創客教育中的角色和地位，有效設計創客教育活動，在推進創客教育的過程中要注意：準備特定的工具；選擇特定的工具需要特定的知識；了解創客教育背景下的教育學原理；同時要注意創客教育中的安全因素，并將創客教育融入已有的學科教學內容。

2.4創客教育的實施

2.4.1 創客環境的創立

創客環境是實施創客教育的基礎條件，創客實驗室提供較大的創客空間，開放設備、材料、技術等為創客教育提供操作的可行性，創客社區為創客展示作品、交流經驗與思想、分享工具、軟件、材料等資源提供線上的社交空間。創客空間的建設要滿足用戶多樣性的需要，集合多種范圍如交通、醫療、家庭用具、藝術、電子、設備等各方面創客空間，學校的創客空間可以參照Fab Lab 模式，通過標準化建設加快推廣進度，創客空間作為數字校園、智慧校園建設工程的重點內容，與社會創客空間應該相會銜接和互補，學校創客空間側重于學科的教學結合，提升學生的創造能力和學科的教學效果，社會創客空間可以更加靈活、多樣化的提供創客作品規模化生產的咨詢與服務，更加有效的開展個性化的基于興趣的創客活動。

2.4.2 創客硬件設施的開發

創客教育的實施需要借助信息化技術，開元硬件、3D打印機及圖形化編程語言程序為創客教育提供底層支持，開源硬件價格低，入門簡單，arduino的普及可以在較短時間內開發屬于自己的產品，nodemcu wifi模塊可以直接進行wifi遠程控制，兼容arduino IDE開發系統并附帶安卓的SDK開發代碼，可以直接做到物聯網的開發利用；可視化編程工具可以直接控制硬件，APP Inventor是基于云端的、可拖曳的手機應用軟件開發環境，它將枯燥的編碼轉化為積木式的拼圖，即使不懂編程語言也可開發屬于自己的手機軟件，同時還可使用按鈕、文字輸入等基本原件通過手機控制樂高NXT機器人。

2.4.3 創客教育教程的設置

創客教育要基于教學基礎，注重培養學生的創客思維能力，而創客思維屬于成長性，在面對復雜問題要靈活轉變策略與思路，創客課程不是一門學科，而是由低階到高階一系列課程的組合，因此聯系實際，結合不同學段的學生特點色會即不同階段的學習課程 ，Martinez和Stager認為一個好的創客課題應該具備八大要素：相關性（與學生切身實際相關）、充足的時間 （足夠的課上、課下時間）、復雜性（涉及多個學科領域）、關聯性（師生協作、專家咨詢 ）、可獲得性（隨時訪問并使用任何材料、工具、軟件等資源）、新穎性（不重復已有的研究）、高投入（吸引學生的長時間、高投入）、分享性（與他人共享，交流經驗），其中入門級課程側重電子、機械、材料、計算機等基礎學科知識的講授與操作技能培訓；中級課程側重3D建模、電子裝配和切割、高級編程等較為復雜的技能培訓；高級課程可以以團體項目為主，進行綜合性的創新實戰，共同創造新產品。

3.總結

創客教育是一項系統性工程，要結合創客環境、創客課程、創客學習、創客文化、創客教師隊伍、創客教育組織、創客教育計劃等多方面的協調發展共同推進，創客人才的培養需要家庭、社會、學校教育的融合，以學習者為中心的創客教育要堅持合作、創作、共享的理念，充分利用信息技術進行創客行動，創客教育為教育改革提供新的機遇，為此，我國要加強創客教育理論與實踐的共同發展，匯集社會、企業、政府、教育機構等多方面的智慧，為教育事業的創新發展提供有力支持。

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作者簡介：

李萍（1978年-），女，講師，碩士，江蘇省如皋市人，研究方向：現代教育技術。