高中階段技術課開展創客教育的研究

張明升

【摘 要】創客教育正在掀起一股席卷全球的教育變革浪潮。基礎教育中低年級開展創客教育實施的很好。在高中階段，學生的心智發展、認知水平已經有了長足的進步，此時將創客教育有機地納入教學過程中，不僅是學校的責任和義務，而且必將對學生的未來發展奠定下良好的基礎。高考的壓力的原因高中階段學生開展創客教育受到了制約。本課題研究的內容是在技術課基礎上融合數學、物理和藝術推進的創客，不占用其它學科時間，積極探索一種適合普通高中的創客教育形式，研究開發適合高中階段創客的校本課程。

【關鍵詞】高中技術；創客教育

中圖分類號： G633.94 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）23-0228-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.103

1 課題界定及理論依據

1.1 課題界定

創客教育正在掀起一股席卷全球的教育變革浪潮。小學和初中開展創客教育實施的很好。在高中階段，學生的心智發展、認知水平已經有了長足的進步，此時將創客教育有機地納入教學過程中，不僅是學校的責任和義務，而且必將對學生的未來發展奠定下良好的基礎。但由于高考的壓力高中階段創客教育受到約束。本課題研究的內容是在技術課基礎上融合數學、物理和藝術推進的創客，不占用其它學科時間，積極探索一種適合普通高中的創客教育形式，研究開發適合高中階段創客的校本課程。

1.2 理論依據

（1）做中學（Learning by Doing）

實用主義教育理論

創客教育讓學生在真實的項目中開展協作，發現問題，分析問題，尋找解決方案，完成作品創作，強調了動手操作和實踐體驗是獲取知識的途徑，這與“從做中學”和“教學做合一”的理念是一脈相承的。

（2）情境學習（Situated Learning）

“合法的邊緣性參與”

創客教育可以給于學生“情境學習”中“合法的邊緣性參與”的機會。在實踐共同體中，圍繞真實的問題情境，在導師的指導和共同體成員的幫助下，學習者由淺入深不斷地解決各種難題，其所掌握的專業知識與技能也在不斷豐富，這不斷推動其沿著旁觀者、參與者到成熟實踐的示范者的軌跡前進——即從合法的邊緣性參與者逐步成長為實踐共同體中的核心成員。

（3）在制作中學習（Learning by Making）

建構主義（Constructionism）

在創客教育過程中，學習者借助于技術工具和來自導師及學習伙伴的幫助，通過動手制作來實現自己的創意作品，并在線上社區或線下創客空間或Maker Faire進行展示分享。這極為符合建構主義主張應該讓學習者主動地參與一些外在作品的創作，同時讓他們有機會表達自己的看法及與他人分享想法，通過制作來學習的理念。

2 選題背景及研究現狀評述

2.1 選題背景

在現行學校教育體系中，總體來說，課程的設置方式是按照學科專業條塊劃分、彼此各自割裂的。這種處理方法在知識表述和教學的邏輯上有其合理性，但是，這種設置方式導致學生從各門學科中所習得的知識和技能之間難以建立有意義的聯系，這一點也是有目共睹的。

創客教育的開展正改變著教育教學活動。創客教育能夠很好地豐富教學資源，網上、網下開放的創客空間的建立，使學生現實自己的創新創意思想成為可能。創客教育的教學進程變被動接受為主動控究，拒絕將面的知識直接教給學生，注重創設學生探究的問題情境，讓其自主探索并合作解決問題。教師不再是知識的“霸主”，學生成為知識學習的主體，師生間由“授一受”的單向知識傳導走向平等地多向交互溝通，成為了平等的合作伙伴關系。

2.2 研究現狀

創客空間已不再神秘，特別是對于學生這樣一批正在汲取知識的青年人。創客這一群體，成年人很多，大學生也不少，但在這個舞臺上唯獨少了高中生。山東省無棣第一中學是一所普通城鎮高級中學，大部分學生來自農村，動手能力較差，學生在課余時間總會愿意把時間花費在參加體育或是藝術類活動上，而經常對于科技活動避而遠之，并喊著口號，說那些都是很高大上的東西，自己做不來。想著動手做東西的人都是那些技術很高的任，仿佛很聰明天生會做。

3 課題研究目標及主要內容

3.1 課題研究目標

創客教育的目標在于培育一大批動手操作能力強，敢于實現自己想法的高中生小創客。

學科知識：能夠有效地建構和應用高中數學、物理、化學等學科內容知識，將事實性知識、概念性知識發展成高級規則類知識，實現從陳述性知識向程序性知識的轉變；

創新與創造：能夠通過實驗、實踐與制造，將失敗當成促進成長的新機會，以生成新的創意與問題解決方法；

合作溝通：能夠與他人共享知識和資源、多樣化的觀點和經驗，共同達成小組目標，并形成積極、互賴的協作關系；能夠通過不同方式有效地闡述自己的觀點，積極傾聽，理解聽眾并建立聯結。

3.2 主要內容

根據我校的目前情況，創客的主要內容：

（1）編程思維的建立

在今后很長的一段時間里，利用編程控制物體運動將會成為主流，日常生活工作中離不開編程思維。所以作為高中學生，必須要理解編程思維和學會編程，目前我校選修的《算法與程序設計》可以幫助學生掌握一門計算機語言；通用技術課的《技術與設計》都可以幫助學生。目前比較流行和通用的圖形化編程環境是Scratch。這種編程模式降低了編程技術的難度，讓普通的學生都能夠花很少時間迅速掌握編程，控制硬件，做出自己想做的作品。

（2）簡單硬件的入門

除了學好計算機語言，我們還需要計算機語言控制硬件，目前最容易上手的硬件是Arduino及其傳感器。Arduino被稱為電子積木，使用不是太困難，它不但能夠用在學習上，而且能夠直接在實際生產工作中使用。

（3）結構件的延伸

除圖形化編程、Arduino主板和各種傳感器外，還有作品結構的問題。一是利用生活中的器材，類似于科技創新比賽中的作品，缺點是系統性不強，對老師和學生要求比較高，用實際生活中器材改造，做出來的作品千變萬化，我們可以用圖畫，陶泥，布頭、冰條棒、木材，鐵罐，塑料瓶，鋁型材等等器材制作出我們的創客作品。

4 本課題采用的研究方法

（1）實地調查法，走進學生當中調查學生的現有水平。

（2）問卷調查法，對學生發放問卷，以了解其學生現有知識水平。

（3）文獻研究法，通過文獻資料提高理論水平，了解學生的情況。

（4）個案研究法，研究我校不同教齡段學生的共性和個性，找出問題和不足，歸納普遍性問題，探究其深層次原因。

（5）對比分析法，對比我校不同級部學生和不同年齡段學生的知識結構。

5 本課題主要觀點和創新之處

5.1 主要觀點

高中階段的創客教育可以在技術課的基礎上以開源軟硬件為主要發力方向，通過項目學習，創建學習環境，給學生提供真實的實驗項目，讓學生通過協作與自主學習方式共同完成預定目標，并分享作品成果，從而達到在不占用其它學科課時的情況下培養學生創新意識，創新思維的目的。

5.2 創新之處

（1）把開源硬件，scratch編程等創客技術納入高中課堂；

（2）創建真實的實驗學習環境，采用項目學習的方式激發學生們的創新意識；

（3）以社團活動和校本課程為主要形式，做到興趣為先，人盡其才，全面發展，為提高學生綜合素質服務，為學生創業服務。

（4）不影響高考科目教學的基礎上，培養學生創新意識和創新思維。

6 研究發現或結論

隨著技術課堂的推進學生動手能力得到了提高，通過作品的展示，使得學生們很有成就感，從而更加激發了學生們的創新意思。

在這實踐研究半年多的時間里，學生們參加了市創新大賽獲得一等獎，參加了山東省青少年機器人大賽獲得一等獎，參加了濱州市首屆創客大賽獲得一等獎，指導學生獲得專利12個。學生的成功讓我們倍感欣慰。

這一年里，在我校全體教師的共同支持下，在我們課題組老師的積極學習、研討、探索下，我們已經基本上形成了自己的教學模式。此模式需要教師積極利用技術，充分利用網絡資源，多渠道收集教學信息，各組形成合力，資源共享，有效地做好課前準備工作。

6.1 分析和討論

高中階段學生們的創新思維很活躍，但時間不夠，學生們實踐的機會不多，限制了學生們創新的物化能力，阻礙了創客教育的進展。不同學生的興趣點不同，動手能力和理論學習能力不同統一的創客項目不適合所用同學，不能很好的進行因材施教和分層教學。

6.2 建議

計劃開展《創客教育中技術分層教學的應用研究》課題的研究，解決不同層次學生，不同興趣愛好學生的不同創客需求。

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