基于創(chuàng)客教育的中小學(xué)信息技術(shù)類拓展性課程的發(fā)展現(xiàn)狀簡述

何天樂

【摘 要】近年來，以3D打印、Scratch趣味編程、開源機器人為代表的，基于創(chuàng)客教育的中小學(xué)信息技術(shù)類拓展性課程發(fā)展迅速。這些課程的開設(shè)，完善了義務(wù)教育階段課程體系，滿足了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)客教育 信息技術(shù) 拓展性課程 發(fā)展現(xiàn)狀

【中圖分類號】G633.67 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）32-0059-02

一、創(chuàng)客教育

創(chuàng)客翻譯自英文單詞“Maker”，意思是“制作的人”。當(dāng)前，創(chuàng)客是指那些利用信息技術(shù)、3D打印技術(shù)等新興技術(shù)，把創(chuàng)意變成現(xiàn)實，勇于創(chuàng)新的人。

創(chuàng)客精神是創(chuàng)新精神加上百分之百的全身心投入，同時還要有面對困難逆境的執(zhí)著和堅持。

創(chuàng)客教育是一種以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)客精神為主要目的的教育行為。創(chuàng)客教育不僅僅是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動手實踐能力，還需要培養(yǎng)學(xué)生意志品質(zhì)等方面的能力。

在信息技術(shù)等新興技術(shù)不斷發(fā)展的大背景下，創(chuàng)客教育以信息技術(shù)的融合為基礎(chǔ)，繼承了杜威“從做中學(xué)”體驗教育；項目教學(xué)法“以項目為中心的團隊協(xié)作學(xué)習(xí)”；創(chuàng)新教育“通過探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識、思維、能力教育”；DIY理念等以學(xué)生為中心的教學(xué)思想，為越來越多的教育者所青睞。

二、拓展性課程

2015 年 3 月，浙江省教育廳發(fā)布了《關(guān)于深化義務(wù)教育課程改革的指導(dǎo)意見》（浙教基〔2015〕36號）。同年9 月，又連續(xù)下發(fā)了《關(guān)于建設(shè)義務(wù)教育拓展性課程的指導(dǎo)意見》（浙教辦基〔2015〕78號）和《關(guān)于促進義務(wù)教育課程整合的指導(dǎo)意見》（浙教辦基〔2015〕79號）等相關(guān)課程改革的配套文件。

這一系列文件明確指出義務(wù)教育課程分為基礎(chǔ)性課程和拓展性課程，并對拓展性課程的開發(fā)建設(shè)、開展實施、評價考核等方面提出了具體的要求，這是義務(wù)教育課程體系建設(shè)的一大創(chuàng)新。

基礎(chǔ)性課程指國家和地方課程標準規(guī)定的統(tǒng)一學(xué)習(xí)內(nèi)容，主要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來社會發(fā)展所必需的思想道德素質(zhì)、科學(xué)文化素質(zhì)和健康素質(zhì)等基本素質(zhì)；拓展性課程指學(xué)校提供給學(xué)生自主選擇的學(xué)習(xí)內(nèi)容，主要滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，開發(fā)和培育學(xué)生的潛能和特長。通俗的講，如果某課程是學(xué)校所有學(xué)生都要學(xué)習(xí)的，那么該課程屬于基礎(chǔ)性課程；如果某課程是供學(xué)生選學(xué)、不作統(tǒng)一學(xué)習(xí)要求，就屬于拓展性課程。

那么，由此看來學(xué)校開設(shè)的社團活動、興趣小組活動也屬于拓展性課程？這些活動雖然沒有作統(tǒng)一學(xué)習(xí)要求，學(xué)生自愿參加，但這些活動僅針對部分學(xué)生，并不能滿足全體學(xué)生的需求。另外，社團活動、興趣小組活動通常安排在課外進行，而拓展性課程是有課時量要求的。

拓展性課程，強調(diào)“更好地幫助每一位學(xué)生實現(xiàn)全面而有個性的發(fā)展”，也就是說要求“全體都參與、人人有選擇”。這就要求學(xué)校需要面向全體學(xué)生，開發(fā)足夠多的拓展性課程，確保所有的學(xué)生有所選擇，充分調(diào)動每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓每一位學(xué)生愉快學(xué)習(xí)、幸福成長。

三、基于創(chuàng)客教育的中小學(xué)信息技術(shù)類拓展性課程

近年來，以3D打印、Scratch趣味編程、開源機器人為代表的，基于創(chuàng)客教育的中小學(xué)信息技術(shù)類拓展性課程發(fā)展迅速。

這些課程根據(jù)學(xué)校實際情況及中小學(xué)生的身心發(fā)展特點，設(shè)計開發(fā)教學(xué)內(nèi)容；引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生獨立思考、主動探究與合作交流，運用所學(xué)知識分析和解決實際問題；通過多形式、人本化的評價機制，全面、真實、客觀地評價學(xué)生的綜合素養(yǎng)發(fā)展水平；打造了一個多樣、豐富、完善的課程體系，供不同年齡階段的學(xué)生選擇和學(xué)習(xí)，滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。

身為一名初中信息技術(shù)專職教師，為了更好的開展創(chuàng)客教育，開設(shè)適合初中學(xué)生的信息技術(shù)類拓展性課程。筆者收集了大量，當(dāng)前中小學(xué)階段，其他教育工作者基于創(chuàng)客教育理念，設(shè)計開發(fā)的信息技術(shù)類拓展性課程內(nèi)容，并進行整理如下，供參考借鑒。

1、以Scratch編程為代表的趣味編程課程

Scratch是美國麻省理工學(xué)院（MIT）專門為青少年設(shè)計開發(fā)的一款簡單易用的編程軟件。使用者不需要記憶復(fù)雜的命令和參數(shù)，編輯程序的過程，就是用鼠標拖曳積木形狀的模塊到編輯區(qū)域。利用Scratch編程軟件，孩子們可以輕松地制作出諸如卡通動畫片、小游戲等令人驚嘆的作品。而且孩子的成品可以通過Scratch直接發(fā)布到官網(wǎng)上，以供使用和交流。

Scratch的出現(xiàn)，讓所有的孩子喜歡上編程成為了一種可能。學(xué)習(xí)Scratch不僅為學(xué)生以后學(xué)習(xí)其他程序設(shè)計語言打下堅實的基礎(chǔ)，學(xué)生在設(shè)計、創(chuàng)作作品過程中，還發(fā)揮了想象力，訓(xùn)練了思維能力和挖掘了創(chuàng)造力。

除了Scratch之外，對于趣味編程類課程，還有的教師會選擇“MIT App Inventor手機編程軟件”、“Processing”等人性化、簡單易用的編程軟件為教學(xué)內(nèi)容。

2、以Arduino為代表的可編程機器人課程

Arduino是一款開放源碼的軟硬件平臺，包含硬件（各種型號的Arduino電路板）和軟件（Arduino IDE）。你只要在IDE中編寫程序代碼，將程序上傳到Arduino電路板后，程序便會告訴Arduino電路板要做些什么了。Arduino電路板能通過各種各樣的傳感器來感知環(huán)境，并根據(jù)程序的要求，做出相應(yīng)的動作，比如：調(diào)節(jié)燈光、馬達和其他裝置。

Arduino發(fā)展至今，已經(jīng)推出了多種型號的電路板。軟件方面，除了Arduino IDE之外，已經(jīng)有人開發(fā)了多款A(yù)rduino圖形化編程環(huán)境或者插件，如Ardublock可視化編程插件、Modkit在線圖形化編程環(huán)境、米思齊（Mixly）圖形化編程軟件等，為Arduino的推廣普及做出了積極的貢獻。

由于，Arduino源碼開放、價格低廉、方便靈活、功能強大且容易上手，所以，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于機器人教育教學(xué)領(lǐng)域。

除了Arduino之外，有些教師會在原來Scratch 趣味編程的基礎(chǔ)之上，選擇配合Scratch編程軟件使用的Scratch測控板為可編程機器人教學(xué)平臺。另外， pcDuino、Microduino等可編程機器人，近段時間來也逐漸流行。

可編輯機器人課程，從搭建機器人開始，學(xué)習(xí)控制程序的編寫，學(xué)會調(diào)試程序，操控機器人運作。普及了機器人基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力和良好的思維能力，從而促進學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

3、以3D打印為代表的立體空間建模課程

3D打印是一種快速成型技術(shù)。3D打印機與普通打印機工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內(nèi)裝有金屬、石膏、塑料、橡膠等不同的“打印材料”，打印機與電腦連接后，通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來，最終把電腦上的藍圖變成實物。3D打印的過程是：先通過計算機3D建模軟件，設(shè)計建立模型，再將模型文件輸出到3D打印機，從而指導(dǎo)3D打印機逐層打印。

目前教學(xué)中，3D 建模軟件用得比較多的是SketchUp、Solidworks、UG等。

中小學(xué)生有著天生的好奇心和想象力，3D打印能把他們的奇思妙想變?yōu)楝F(xiàn)實，是讓他們很開心、很有成就感的一件事情。當(dāng)然，現(xiàn)階段的立體空間建模課程內(nèi)容不局限于產(chǎn)品原型的設(shè)計開發(fā)，還用于三視圖繪制、數(shù)學(xué)上復(fù)雜幾何關(guān)系的構(gòu)建等等，培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。

4、融合了軟硬件編程、3D建模等內(nèi)容的課程

像微軟Kinect之類的3D體感設(shè)備，對于普通人來說它僅僅是一個XBOX360游戲機的周邊外設(shè)。但對于敏銳的教育工作者來說，他可以是一個很好的信息技術(shù)類拓展性課程學(xué)習(xí)內(nèi)容。配合微軟提供的SDK（軟件開發(fā)工具包），我們可以最大限度的發(fā)揮Kinect的潛力。通過SDK軟件開發(fā)工具包和Kinect硬件本身的3D掃描，人物表情識別，接受聲音、手勢命令等功能，我們可以做出很多有趣、有意義的人機交互應(yīng)用。

以Kinect、Leap Motion之類的3D體感控制器為實踐對象，融合了軟硬件編程、3D建模等內(nèi)容，是當(dāng)前基于創(chuàng)客教育理念的中小學(xué)信息技術(shù)類拓展性課程開發(fā)的新的方向。

以上基于創(chuàng)客教育理念的中小學(xué)信息技術(shù)類拓展性課程，主要通過項目的形式，引導(dǎo)學(xué)生對某一領(lǐng)域開展深入探究與實踐，體驗運用信息技術(shù)解決實際問題的方法和過程，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和綜合能力。這些課程以其趣味性、綜合跨學(xué)科性、注重動手實踐和創(chuàng)新的元素令學(xué)生耳目一新，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，得到了大部分學(xué)生的喜歡，滿足學(xué)生課程學(xué)習(xí)的多樣化需求。

參考文獻：

[1]祝智庭，孫妍妍. 創(chuàng)客教育：信息技術(shù)使能的創(chuàng)新教育實踐場[J]. 中國電化教育，2015，01：14-21.

[2]劉金鵬. 創(chuàng)客教育類拓展性課程體系建設(shè)[J]. 中小學(xué)信息技術(shù)教育，2016，02：67-69.