如何在學(xué)校開展創(chuàng)客活動

高凱

隨著創(chuàng)客運動在國內(nèi)的迅速發(fā)展，越來越多的學(xué)校紛紛開始在校內(nèi)建設(shè)創(chuàng)客空間，組織學(xué)生開展創(chuàng)客活動。但是，當一臺臺3D打印機和激光切割機等創(chuàng)客活動的標志性硬件到位時，學(xué)校往往才發(fā)現(xiàn)如何設(shè)計創(chuàng)客課程、如何組織創(chuàng)客活動成了問題。筆者近年來在所在學(xué)校利用通用技術(shù)課堂，設(shè)計開展了一系列創(chuàng)客課程。經(jīng)過幾年來的教學(xué)經(jīng)驗，筆者認為能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手實踐能力的創(chuàng)客活動，可以成為技術(shù)類課程發(fā)展的一個主要方向。但是，要想讓創(chuàng)客活動取得預(yù)期效果，在購買硬件建設(shè)創(chuàng)客空間的同時，更要在課程設(shè)置上下大工夫。本文將介紹一些可以在校園內(nèi)開展的創(chuàng)客課程的設(shè)計思路和內(nèi)容。

課程設(shè)置的指導(dǎo)思想

以學(xué)生發(fā)展為本，以學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)為中心

以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為核心

以“讓每個學(xué)生有進步”為核心價值取向

以課程設(shè)置的自主性、實踐性、應(yīng)用性、綜合性和開放性為特色

課程設(shè)置的具體內(nèi)容

課程實施主要以項目教學(xué)法作為主要教學(xué)方法，依托模塊化教學(xué)理念，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

計算機程序設(shè)計模塊

課程內(nèi)容

計算機程序設(shè)計模塊課程主要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和使用軟件控制硬件的能力。在此課程中主要培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)乃季S習(xí)慣，通過流程圖等輔助手段養(yǎng)成正確良好的程序設(shè)計能力。通過使用常見的Arduino、樹莓派、伽利略等移動PC設(shè)備進行程序設(shè)計。在普及課程中使用LabVIEW語言的方式進行編程，學(xué)生能夠通過計算機程序控制LED、LCD、直流電機、伺服馬達等輸出設(shè)備，同時還要能夠了解和使用常用的傳感器，如光電傳感器、溫度濕度傳感器、測距傳感器等。

實施方式

以項目為載體進行課程內(nèi)容實施，在每學(xué)期初教師首先明確本學(xué)期的課程項目目標和評測方式，讓學(xué)生在項目中學(xué)習(xí)。不再像原有的學(xué)習(xí)方式那樣，因此學(xué)生更加明確了為什么學(xué)，也更加清楚所學(xué)知識的應(yīng)用領(lǐng)域。每學(xué)期設(shè)置不同的任務(wù)，例如六角雪花機器人的步態(tài)設(shè)計、八角雪花機器人的步態(tài)設(shè)計、機器魚游動步態(tài)設(shè)計、六面體變形設(shè)計、視覺避障小車模型等。

機械結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊

課程內(nèi)容

機械結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊主要學(xué)習(xí)現(xiàn)代加工技術(shù)，以及基于數(shù)字化技術(shù)的加工方式，以項目設(shè)計、繪圖、加工、組裝作為課程重點內(nèi)容。充分調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。在此模塊內(nèi)容中融入TRIZ創(chuàng)新思維方法內(nèi)容，解決學(xué)生遇到技術(shù)問題不會解決的困難，同時讓學(xué)生學(xué)習(xí)并養(yǎng)成正確的思維習(xí)慣。通過選題、討論、制作首版、修改設(shè)計、完成樣機等環(huán)節(jié)，充分讓學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程。例如：學(xué)生可以設(shè)計一款未來家居，通過3D打印技術(shù)把它打印出來。此模塊的學(xué)習(xí)還可以和程序設(shè)計模塊內(nèi)容相結(jié)合，設(shè)計并組裝好外形結(jié)構(gòu)之后，再加入控制系統(tǒng)進行程序控制，使作品的科技含量更高。

實施方式

學(xué)期初用幾節(jié)課的時間讓學(xué)生完成選題任務(wù)，然后教師講解繪圖軟件，學(xué)生根據(jù)自己的選題任務(wù)利用課上和課余時間進行草圖繪制，最終使用加工設(shè)備完成加工。

任務(wù)分項解決課程

課程內(nèi)容

此項課程內(nèi)容將近年來全國及世界機器人競賽任務(wù)分解，通過簡單的道具讓機器人完成任務(wù)。近年來，我校學(xué)生參與了多項機器人競賽，許多競賽中的項目非常適合機器人日常教學(xué)活動，但由于種種因素限制，沒有被深刻地挖掘出來。此項模塊的設(shè)置根據(jù)不同的任務(wù)需求講解不同的課程知識。例如機器人搬運任務(wù)，在任務(wù)中學(xué)生要學(xué)習(xí)機械手臂的制作和手臂與車體的協(xié)調(diào)控制，考慮如何能夠最高效地完成任務(wù)。

實施方式

利用一些常用的設(shè)備作為課程道具，設(shè)置一些簡單的競賽任務(wù)，如智能車接力、機器人搬運、機器人舞蹈等。在實施過程中根據(jù)任務(wù)的難易程度設(shè)置不同的課程內(nèi)容，1學(xué)期完成3～4項任務(wù)。

電路知識模塊

課程內(nèi)容

在電路知識模塊中主要學(xué)習(xí)一些基本的電路知識，同時將電路知識與物理學(xué)科的電學(xué)知識相互滲透。讓學(xué)生可以將物理知識的學(xué)習(xí)融入到實踐過程當中。從簡單的面包板電路連接到簡單的電路設(shè)計，最終使用柔性電路打印機把電路打印出來，將電路變成一種可穿戴設(shè)備。同時，此模塊內(nèi)容也可以與其他模塊課程內(nèi)容相結(jié)合。

實施方式

課程內(nèi)容由淺入深從簡單的面包板入手完成電路的連接，然后使用印制好的PCB電路圖進行焊接練習(xí)，最后使用電路繪制軟件自行設(shè)計電路并打印。

整體來看，創(chuàng)客課程的設(shè)計從教育資源的供給側(cè)對教學(xué)內(nèi)容進行了改革，學(xué)生將從教育資源的消費者轉(zhuǎn)變?yōu)榻逃Y源的生產(chǎn)者，知識的學(xué)習(xí)將從已知到已知的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閺囊阎轿粗膶W(xué)習(xí)。

創(chuàng)客課程內(nèi)容的評價

教育教學(xué)的評價是很多教師關(guān)心的內(nèi)容，創(chuàng)客教育也不例外。創(chuàng)客教育作為科技教育的一種形式，同樣屬于教育的范疇之內(nèi)。我們也要關(guān)注如何對創(chuàng)客教育和創(chuàng)客課程進行評價。個人認為，創(chuàng)客教育作為一種新興的課程內(nèi)容，其評價機制應(yīng)該與以往的普通教學(xué)評價有所區(qū)別，筆者認為主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

將結(jié)果性評價轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程性評價

在以往很多教育評價中，更多的是重視結(jié)果性的評價，考試的分數(shù)、競賽的結(jié)果等，都是結(jié)果性評價。這種評價方式其實就是“成王敗寇”的價值觀，不難發(fā)現(xiàn)在很多競賽中都存在“鉆空子”投機取巧的方式，為了獲得好的成績不擇手段。

在創(chuàng)客教育中，我們可以很好地改變這樣的評價方式，不以成敗論英雄，更加注重過程性評價。評價學(xué)生在作品的制作中，是否有很好的探究、有很好的合作、是否合理運用了相應(yīng)的科技知識等，弱化對最終作品本身的評價。有可能有的學(xué)生團隊并沒有做出很好的作品，但是在制作過程中有很好的合作、很好的方案設(shè)計等，這些都可以作為給予學(xué)生肯定的加分項。

通過改變評價方式，引導(dǎo)學(xué)生不再那么在意最終的結(jié)果，而將更多的注意力轉(zhuǎn)移到如何制作作品的過程中，注重在制作過程中的知識學(xué)習(xí)與能力提升。

將針對個體的評價轉(zhuǎn)變?yōu)閷F隊的評價

創(chuàng)客教育的一個重要部分就是要讓學(xué)生學(xué)會團隊合作，在一個團隊中能夠?qū)W會聽取意見、表達意見、接納意見，最終達成共識。這一點，對于學(xué)生的終身發(fā)展有極大的好處。當他們未來走入社會，走向工作崗位的時候，團隊的力量就顯得更加重要了。我們需要在創(chuàng)客活動中，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作、協(xié)作意識。

相應(yīng)的，對創(chuàng)客教育的評價也應(yīng)該有所轉(zhuǎn)向。在創(chuàng)客教育中，我們需要的是精誠團結(jié)的高效工作團隊，需要的是個人英雄主義在團隊中的貢獻。這就要求，每個團隊在組隊之初，就要明確好分工。例如，在一個團隊中可以有組長、硬件負責人、程序負責人、宣傳負責人等不同的角色。在一個創(chuàng)客項目載體中，各個角色要不斷進行溝通、討論，從而完成一個最優(yōu)的作品。在最終的評價環(huán)節(jié)，要注意對整個團隊進行評價：是否進行了有效的合作，是否營造了和諧的氛圍，是否發(fā)揮了每個人的最大長處。

將對基本知識的評價轉(zhuǎn)變?yōu)閷诵乃仞B(yǎng)的評價

在創(chuàng)客教育中，我們更加注重的是對學(xué)生各種能力及核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和提升，更強調(diào)的是知識靈活運用，而不是死記硬背。高水平的考試更側(cè)重考查學(xué)生的能力，而不單純是一些基本知識。前不久，我們國家發(fā)布了學(xué)生核心素養(yǎng)的框架，以及在教育中各學(xué)科要著重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)內(nèi)容。在創(chuàng)客教育中，對于學(xué)生來講，創(chuàng)新能力、物化能力、圖樣表達能力、計算思維等幾方面的能力都是影響其未來發(fā)展的重要因素。

在創(chuàng)客教育中，我們要關(guān)注究竟通過參與創(chuàng)客活動學(xué)生的哪方面核心素養(yǎng)得到了提高，哪些創(chuàng)客教育內(nèi)容可以培養(yǎng)學(xué)生更加豐富的核心素養(yǎng)。endprint