創(chuàng)客教育與科學(xué)課程深度融合的教學(xué)設(shè)計(jì)研究

許秋璇 李美林

在創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)發(fā)展的大背景下，以培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和實(shí)踐能力為核心的創(chuàng)客教育正在改變著中小學(xué)傳統(tǒng)的教育模式。而小學(xué)科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的改革為創(chuàng)客教育理念的融入提供了載體，兩者融合為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力提供了一種新范型。本文首先在文獻(xiàn)研讀和實(shí)踐調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)創(chuàng)客教育與科學(xué)課程融合的概念、現(xiàn)狀和問題進(jìn)行了闡釋;其次，結(jié)合創(chuàng)客教育理念、科學(xué)課程新標(biāo)準(zhǔn)和小學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)，進(jìn)行創(chuàng)客教育與科學(xué)課程深度融合的教學(xué)前期分析;最后，從教學(xué)策略、活動(dòng)過程和教學(xué)評(píng)價(jià)三方面對(duì)《綠豆芽生長(zhǎng)記》教學(xué)案例重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，期望為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客教育與科學(xué)課程的深度融合提供指導(dǎo)和參考。

一、引言

創(chuàng)客教育是基于學(xué)生興趣，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式，使用數(shù)字化工具，倡導(dǎo)造物，鼓勵(lì)分享，培養(yǎng)跨學(xué)科解決問題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質(zhì)教育。2017年教育部制定的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在原有的科學(xué)課程內(nèi)容基礎(chǔ)上新增“技術(shù)與工程學(xué)”領(lǐng)域，明確指出要讓學(xué)生體會(huì)到“動(dòng)手”的樂趣和養(yǎng)成“動(dòng)手做”解決問題的習(xí)慣，這體現(xiàn)了技術(shù)與工程在學(xué)生科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展中的獨(dú)特價(jià)值與意義。可以發(fā)現(xiàn)，這是第一個(gè)明確提出在小學(xué)階段學(xué)科課程中融入創(chuàng)客教育理念的課程標(biāo)準(zhǔn)，為小學(xué)階段開展創(chuàng)客教育與科學(xué)課程融合提供了科學(xué)依據(jù)。然而，在實(shí)踐調(diào)研和文獻(xiàn)研讀的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)目前中小學(xué)對(duì)創(chuàng)客教育與學(xué)科課程融合的實(shí)踐方面仍存在較大爭(zhēng)議。一方面，人們對(duì)直接在小學(xué)開設(shè)系列創(chuàng)客課程還是以小學(xué)現(xiàn)有的學(xué)科課程為基礎(chǔ)將創(chuàng)客教育與學(xué)科課程深度融合存在爭(zhēng)議;另一方面，即使創(chuàng)客教育與學(xué)科課程嘗試進(jìn)行整合，但是仍然沒有擺脫傳統(tǒng)教學(xué)的“影子”，創(chuàng)客教育成為要求學(xué)生掌握技術(shù)技能的代名詞。鑒于目前的研究現(xiàn)狀和存在的問題，本研究以小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和創(chuàng)客教育理念的相關(guān)理論研究為基礎(chǔ)，以現(xiàn)有的小學(xué)五年級(jí)科學(xué)課程為落腳點(diǎn)，對(duì)創(chuàng)客教育與科學(xué)課程深度融合的可行性進(jìn)行前期分析，并通過優(yōu)化科學(xué)課程與Scratch創(chuàng)意編程課程深度融合的案例，以期為小學(xué)科學(xué)課程與創(chuàng)客課程的融合提供參考和借鑒。

二、創(chuàng)客教育與科學(xué)課程深度融合的教學(xué)前期分析

（一）教學(xué)目標(biāo)分析

教學(xué)目標(biāo)是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的靈魂，是教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。最新修訂的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)課程總目標(biāo)分為四個(gè)方面：科學(xué)知識(shí)，科學(xué)探究，科學(xué)態(tài)度，科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境，基本反映科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的本質(zhì)。根據(jù)小學(xué)科學(xué)課程總目標(biāo)的要求，并結(jié)合創(chuàng)客教育的理念，本文引入Scratch編程的學(xué)習(xí)并重新設(shè)計(jì)五年級(jí)下冊(cè)第四單元《綠豆芽生長(zhǎng)記》。鑒于此，這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)可設(shè)定為：

1.理解“造型”的概念并能表演不同“造型”。

2.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)故事腳本和用Scratch繪制綠豆芽生長(zhǎng)動(dòng)畫。3.在合作分享中體驗(yàn)利用Scratch進(jìn)行創(chuàng)作的樂趣。

（二）教學(xué)內(nèi)容分析

《綠豆芽生長(zhǎng)記》雖然是一節(jié)科學(xué)活動(dòng)課，但是通過運(yùn)用Scratch繪制綠豆芽的造型并制作綠豆芽生長(zhǎng)動(dòng)畫，融入了語文、信息技術(shù)和工程等學(xué)科知識(shí)，體現(xiàn)了創(chuàng)客教育的跨學(xué)科教學(xué)理念。本文將科學(xué)活動(dòng)課與Scratch編程課程深度融合，重新設(shè)計(jì)《綠豆芽生長(zhǎng)記》的教學(xué)內(nèi)容。

第一課時(shí)的主題是認(rèn)識(shí)新朋友——綠豆芽。教學(xué)內(nèi)容是觀察綠豆芽的生長(zhǎng)過程，學(xué)會(huì)用繪圖工具畫綠豆芽的生長(zhǎng)過程。設(shè)計(jì)意圖是通過觀察認(rèn)識(shí)綠豆芽的形狀特征和生長(zhǎng)條件;會(huì)選擇適合的繪畫工具記錄綠豆芽生長(zhǎng)過程。第二課時(shí)的主題是多變的造型。教學(xué)內(nèi)容是理解造型的概念，舉例生活中看到的造型。設(shè)計(jì)意圖是通過教師提問激發(fā)學(xué)生回憶生活中見到的造型，理解造型的定義，造型一般包括哪些特點(diǎn)，為用Scratch設(shè)計(jì)豆芽造型做基礎(chǔ)。第三課時(shí)的主題是用Scratch設(shè)計(jì)綠豆芽生長(zhǎng)動(dòng)畫。教學(xué)內(nèi)容是學(xué)會(huì)用?Scratch?軟件創(chuàng)作綠豆芽在不同時(shí)期的造型，并設(shè)計(jì)故事腳本進(jìn)行動(dòng)畫制作。設(shè)計(jì)意圖是學(xué)會(huì)用?Scratch?軟件進(jìn)行動(dòng)畫創(chuàng)作，體驗(yàn)創(chuàng)作的樂趣。在前兩次課時(shí)已經(jīng)完成的基礎(chǔ)上，本研究著重選擇第三課時(shí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

（三）教學(xué)對(duì)象分析

本研究的教學(xué)對(duì)象是小學(xué)五年級(jí)的學(xué)生，根據(jù)皮亞杰的兒童認(rèn)知發(fā)展階段論，此階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展處于具體運(yùn)算階段，對(duì)事物的認(rèn)知從表象性思維逐漸過渡到抽象概念，能夠進(jìn)行邏輯運(yùn)算和掌握質(zhì)量守恒。鑒于此，此階段的學(xué)生在科學(xué)活動(dòng)中可以理解Scratch的基本操作知識(shí)，能夠運(yùn)用Scratch對(duì)科學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行任務(wù)分解和抽象建模，并能通過小組合作設(shè)計(jì)故事腳本進(jìn)行動(dòng)畫創(chuàng)作。但是，由于此階段學(xué)生的認(rèn)知仍離不開具體事物的支持，因此教師要提供相應(yīng)的教學(xué)支架和教學(xué)案例，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究。

三、創(chuàng)客教育與科學(xué)課程教學(xué)深度融合的教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)策略設(shè)計(jì)

1.基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)小組合作學(xué)習(xí)，要求學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中的真實(shí)性問題進(jìn)行探究活動(dòng)。創(chuàng)客教育理念下基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)從實(shí)際問題出發(fā)，經(jīng)歷“選定項(xiàng)目—規(guī)劃設(shè)計(jì)—活動(dòng)探究—作品制作—成果交流—活動(dòng)評(píng)價(jià)”六個(gè)步驟。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生是參與活動(dòng)和學(xué)習(xí)的主體，并以明確的目標(biāo)為導(dǎo)向，以模糊的任務(wù)為活動(dòng)，積極搜集調(diào)查資料、獲取信息、規(guī)劃方案、實(shí)施方案和改進(jìn)迭代，從而提升問題解決能力和遷移能力。

2.范例教學(xué)法

范例教學(xué)法旨在要求教師在教學(xué)過程中向?qū)W生講授具有較強(qiáng)基礎(chǔ)性、本質(zhì)性和典型性的“范例”，幫助學(xué)生掌握舉一反三的思維方法和獨(dú)立思考的基本素質(zhì)，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生不只是知識(shí)的接受者，更是知識(shí)的遷移者和應(yīng)用者。

3.協(xié)作學(xué)習(xí)

協(xié)作學(xué)習(xí)，是一種通過小組或團(tuán)隊(duì)的形式組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種策略。在整個(gè)協(xié)作學(xué)習(xí)的過程中，協(xié)作主題的設(shè)計(jì)、協(xié)作過程的組織引導(dǎo)、協(xié)作結(jié)果的評(píng)價(jià)都體現(xiàn)出教師“以教為主”的主導(dǎo)作用;自主探索、小組討論、任務(wù)分配、解決問題則體現(xiàn)學(xué)生“以學(xué)為主”的主體作用。協(xié)作學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作精神、創(chuàng)新思維和質(zhì)疑探究能力，有利于發(fā)展學(xué)生的交流表達(dá)能力和專注堅(jiān)持的意志品質(zhì)。

（二）教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

結(jié)合創(chuàng)客教育與科學(xué)課程深度融合的教學(xué)模式圖，筆者設(shè)計(jì)了小學(xué)五年級(jí)科學(xué)活動(dòng)與Scratch創(chuàng)意編程課程融合的教學(xué)活動(dòng)。

1.復(fù)習(xí)舊知，情境導(dǎo)入

教師通過提問：“我們學(xué)過發(fā)綠豆芽，你們還記得一個(gè)小小的綠豆是怎樣長(zhǎng)成豆芽的嗎？”并展示綠豆芽生長(zhǎng)狀態(tài)圖創(chuàng)設(shè)問題情境，幫助學(xué)生回憶培養(yǎng)綠豆芽的過程，和大家分享自己培養(yǎng)綠豆芽的經(jīng)歷，加深對(duì)綠豆芽生長(zhǎng)過程的記憶，激發(fā)學(xué)生對(duì)記錄綠豆芽生長(zhǎng)方式的思考。

2.理解造型，確立主題

首先，通過教師提問“誰來說一說你認(rèn)為什么是‘造型？”引起學(xué)生回憶生活中看到過的“造型”，說出自己對(duì)“造型”的理解并用肢體表演不同的“造型”;其次，小組交流討論“造型”的內(nèi)涵并思考表現(xiàn)“造型”的方式;最后，教師深入講解造型的內(nèi)涵，確立本次課時(shí)的主題，即“用Scratch繪制綠豆芽生長(zhǎng)動(dòng)畫”。

3.案例示范，項(xiàng)目設(shè)計(jì)

教師展示用Scratch?軟件繪制綠豆芽生長(zhǎng)動(dòng)畫的范例，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察并小組討論用Scratch繪制綠豆芽生長(zhǎng)動(dòng)畫的完整流程和操作步驟，即“腳本設(shè)計(jì)—新建背景—繪制角色—編寫程序”，最后進(jìn)行各組的項(xiàng)目設(shè)計(jì)。

4.組內(nèi)協(xié)作，完成作品

教師引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，要求組內(nèi)成員通過頭腦風(fēng)暴確定用?Scratch?軟件繪制綠豆長(zhǎng)成豆芽的四個(gè)造型;教師還要鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新性強(qiáng)的“造型”和趣味性強(qiáng)的故事腳本;小組成員要根據(jù)造型繪制、腳本設(shè)計(jì)和Scratch編程的階段任務(wù)進(jìn)行合理分工并合作完成動(dòng)畫制作。

5.評(píng)價(jià)作品，反思完善

教師要善于組織交流分享活動(dòng)以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)作品進(jìn)行評(píng)價(jià)與反思;教師還要鼓勵(lì)學(xué)生大膽展示自己的作品，分享本組作品的創(chuàng)新之處和不足之處，并幫助學(xué)生意識(shí)到創(chuàng)客作品的創(chuàng)作不是一蹴而就的事情，而是不斷迭代改進(jìn)的過程。

6.復(fù)習(xí)鞏固，拓展延伸

教師通過提問引導(dǎo)學(xué)生對(duì)新學(xué)內(nèi)容的回顧和總結(jié)，并設(shè)計(jì)課后延伸活動(dòng)：如何優(yōu)化程序設(shè)計(jì)以提高動(dòng)畫運(yùn)行效率;學(xué)生需繪制思維導(dǎo)圖梳理今天所學(xué)的知識(shí);課后可以小組討論或?qū)＜易稍兊刃问綐?gòu)想代碼程序設(shè)計(jì)方案。

（三）教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

創(chuàng)客教育的核心理念在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維與實(shí)踐能力，并不只停留在傳統(tǒng)教育意義上的知識(shí)技能的機(jī)械掌握。我們可以看出，前者偏向過程體驗(yàn)，后者偏重結(jié)果導(dǎo)向。據(jù)此，創(chuàng)客教育與科學(xué)課程深度融合的教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)注重評(píng)價(jià)的時(shí)間維度，即注重學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期持續(xù)不斷的動(dòng)態(tài)體驗(yàn)過程，而非即時(shí)表現(xiàn)。教學(xué)評(píng)價(jià)需要跟隨學(xué)習(xí)的不同階段、不同情境進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì);需要緊扣學(xué)習(xí)目標(biāo)采取多樣化的方式搜集評(píng)價(jià)“證據(jù)”;需要充分激活多元化評(píng)價(jià)主體的參與積極性并發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì);需要不僅注重對(duì)學(xué)科知識(shí)技能的掌握進(jìn)行評(píng)價(jià)，還應(yīng)注重科學(xué)思維品質(zhì)的提升。

四、結(jié)語

目前，創(chuàng)客教育開始在基礎(chǔ)教育階段推行，并在實(shí)踐推廣中逐漸形成了兩種不同的做法：一種是將創(chuàng)客教育課程化，即將創(chuàng)客教育作為一門獨(dú)立的課程開設(shè)于中小學(xué)課程體系中;另一種是將學(xué)科課程創(chuàng)客教育化，即在各學(xué)科教學(xué)中滲透創(chuàng)客教育理念。但是鑒于創(chuàng)客教育師資、課程資源、學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)還亟待加強(qiáng)，使創(chuàng)客教育與學(xué)科課程融合的模式在目前中小學(xué)課程教學(xué)實(shí)施層面上更具操作性和可行性。本研究正是基于對(duì)實(shí)踐現(xiàn)狀的思考，嘗試對(duì)創(chuàng)客教育與科學(xué)課程深度融合進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，通過將scratch編程活動(dòng)引入小學(xué)科學(xué)課堂，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客教育理念對(duì)傳統(tǒng)科學(xué)課程教學(xué)的重構(gòu)。我們相信隨著創(chuàng)客教育在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的逐步推廣和應(yīng)用，將會(huì)有越來越多的人參與到創(chuàng)客教育的研究中，為創(chuàng)客課程的建設(shè)以及創(chuàng)客活動(dòng)模式的理論研究源源不斷地注入新鮮血液。

【基金項(xiàng)目：云南師范大學(xué)研究生科研創(chuàng)新基金—“基于同步互動(dòng)平臺(tái)的混合式教學(xué)交互研究”（yjs2018130）資助】

【作者單位：云南師范大學(xué)信息學(xué)院??云南】