《創意智造》創客課程

戴新菊 包思慧 何珍珍

課程概述

為了培養創新型人才，我校在2016年創建了創客空間工作室，開設了創客課程。在剛開始的一段時間里，我們的課程始終停留在創客準備課程階段。為了讓學生能通過創客課程創作出真正意義上的創客類作品，我們對創客課程進行了調整，形成了新的《創意智造》創客課程。課程由我們三位教師和學校信息中心的陳細鵬、楊霞老師共同承擔，實施過程中也獲得了其他學科教師的幫助。

1.課程特色

（1）課程時間長，面向對象廣，分階段開展

創客課程面對的是全校兩個年級的學生，分三個階段有針對性地進行開展。

第一階段：先修課程。這一階段重在向學生普及創客教育理念，并分子課程進行基礎性教學，為第二階段的學習打下基礎。

第二階段：創客課程。這是整個課程最核心的部分，我們安排在高一下學期實施。經過第一階段的學習，學生已具備一定的動手能力。為了培養學生的整合性和創造性，本階段以創客教育理念為指導，以項目式教學為主要手段，強調學生綜合性“創”“智”能力。

第三階段：整合課程。我們以“創”“智”為終極目標，師生雙向選擇，融合STEAM教育，力求完成“創”“智”終極項目。這一階段我們對學生的要求相對較高，而且我校高二不再開設信息技術課，因此，這一階段的課程放在每周三的校本課程時間去開展，只針對參與校本課程學習的學生進行。

（2）四個關鍵詞貫穿課程全過程

第一個關鍵詞：項目教學。我們以小組為單位開展項目式學習，充分調動學生的主動性、積極性，讓學生在項目中體會創客過程，收獲學習成就感和學習快樂。從項目的開始到項目結題都以學生為主體，教師處于輔助地位。

第二個關鍵詞：以學定教。在項目式學習過程中，學生實操制作本組創客作品，教師對各組進行個性化指導。教師根據學生在實操過程中碰到的難題，結合每組學生“項目需求清單”上的知識盲點，提煉總結出共性知識點，在全班范圍內講解由學生生成的知識，并針對個性化知識進行一對一指導。

第三個關鍵詞：走班教學。我們引導學生選擇自己喜歡的課程，實施走班教學，變被動學習為主動學習，豐富我們的課程結構。由于高一年級9個班同時走班選課難度太大，我們實施了非完全走班策略，即1、2班同時選課走班，3、4班同時選課走班，5、6班同時選課走班，7、8班同時選課走班，9班單獨走班，如圖1所示。

第四個關鍵詞：智能制造。我們鼓勵、引導學生進行“智”“造”活動，培養學生獨立的創造思維與解決問題的綜合能力。

2.設計思路

設計思路如圖2所示。

課程實施方案

1.創客課程準備

2017年，我校根據之前的經驗形成創客準備課程——《3D建模與打印》《算法與編程及開源硬件初步》《手機App》《工業藝術設計基礎》，并在全校范圍內開設。每門主題課程實施時間約1個月，學生固定在行政班級，主題課程由主持研發的教師走班授課。經過2年的打磨完善，我校創客準備課程越來越全面，越來越系統，越來越成熟。

2018年，我們開發出3門創意智造課程，分別為《開源硬件與機器人編程》《3D設計與打印》《App Inventor移動互聯網應用開發》。高一年級下學期我們利用2節連堂的信息技術課，讓學生根據興趣愛好和自身特點進行選修走班上課，課程以3個項目活動為承載。

2.高一年級課程實施形式

高一年級下學期以選修走班項目式學習為主，通過3個遞進的項目把高一下學期的學習時間分成3段，每個項目持續約1個月。

項目以教師主持的2節課的“選題定題會”開啟。學生6～8人一組，在教師限定的范圍內選題，如自擬選題范圍要經過教師審核后方可通過。學生通過上網查閱資料、查閱書籍并在小組內充分討論，根據實際條件確定具體要設計制作的作品。然后，學生分析作品應具有的功能，為實現這些功能需要用到哪些軟硬件、材料及替代材料、工具，還需要學習哪些知識，如何進行人員分工等，之后生成“項目需求清單”。每組選題論證依據要科學充分，然后在全班范圍內分享交流并做簡單答辯，其他組成員對其選題提出疑問或者給出改進意見或建議，最后結合其他組和教師點評進行改進完善，并形成定稿。

項目確定后，小組根據人員分工用3周6節課時間實操制作本組作品，教師對各組進行個性化指導。如果時間不夠用，學生需要自己找時間完成作品。教師根據學生在實操過程中碰到的難題，結合每組學生“項目需求清單”上的知識盲點，提煉總結出共性知識點，定期在全班范圍內講解由學生生成的知識，并讓學生相互分享經驗總結，借鑒學習，在后續的制作中完善本組作品。針對個性化知識教師進行一對一指導，如果碰到其他學科性問題則向其他學科教師請教。

項目第三階段為用時2節課的“產品發布會”。2名學生主持人在教師的指導下，自導自演一場產品發布會。各組組員向其他組介紹展示本組作品并做過程性匯報。“產品發布會”的評價方式有兩種，一種是各課程開發教師的點評，一種是小組之間的互評。教師點評和學生互評都通過問卷星進行。

項目2是對項目1的遞進式改善擴展和延伸，或者重新選題，具體開展過程同項目1。項目3是對項目2的遞進式改善擴展和延伸，或者重新選題，具體開展過程同項目1和2。我們希望項目3完成時，學生能夠把4門創客準備課程的知識融會貫通，并把知識融合到我們的創客活動中去，輔助創新創意的實現。

3.高二年級課程實施形式

在高二年級，學生選修全校范圍的創意智造校本課程。本課程學生名額較少，需要通過教師的考核后方能進入本課程學習。武漢市每年都有創客直通車活動，我們將借助這個平臺，為學生提供一次展示其作品的機會。校本課程的要求較高，學生要結合多學科知識設計作品，并要求制作產品論證文檔和產品說明書，然后生成一個較復雜、規模較大的智能創意作品。

產品制作完成并通過測試后，就要對本次項目活動進行總結提升，并生成舞臺劇，接下來在全校范圍內匯報演出，最后推到武漢市創客直通車活動中。

4.課程評價

合理的課程評價不但會為學生的學習指出努力的方向，也會在一定程度上激發學生學習的積極性和興趣。因此，我們制定了評價量表（如下表所示）。

課程實施效果

學生的最終作品是我們整個課程效果最直觀的體現。經過一年半時間創客課程的實施，我校學生制作了一大批優秀創意作品。以下是部分作品的展示。

1.高一下學期學生作品

（1）多功能茶幾

基于節能環保、智能家居思想，改造茶幾，充分利用茶幾空間，發揮功效，為生活提供更大的便利，提升生活質量。茶幾主要由桌面、茶幾內部、底座三部分構成：桌面布置有太陽能板，為內部裝置供電；茶幾內部裝有Arduino主板，配有光線、濕度傳感器和高頻振動驅動馬達，實現自動采光、照明、加熱、空氣凈化和加濕等功能；茶幾的底部裝有四輪驅動的底座，通過手機發送指令可以控制茶幾前后左右移動。

（2）分揀回收機器人

針對學生隨手丟垃圾及不能正確將垃圾分類等問題設計了分揀垃圾機器人。垃圾桶的頭部由合金做成，外面覆蓋太陽能電池板，用來吸收光能并轉化為自身所需的電能。前面的攝像頭就是它的眼睛，用來搜索垃圾。檢測到垃圾后，機器人底部驅動輪帶動機器人移動到垃圾所在地，“左臂”夾取大的垃圾，“右臂”吸起碎小的垃圾。垃圾桶的內部上半部分是一個漏斗狀的東西，進而進入三個分類垃圾桶。

（3）生活之光綠色智能休息系統

本系統的設計基于兩個出發點，一是不能及時關閉電源導致能源浪費，二是培養健康規律的作息時間。本系統的具體功能有：①使用者回家跨進入戶門，紅外線避障儀檢測到環境信息，燈光全部點亮，除客廳燈外，其他燈全部為最低亮度。②紅外線避障儀檢測到使用者離開房間，如果使用者在自定義的時間間隔內未進房間，房間的燈會變為最暗。如果在設定的時間間隔內回來，客廳的燈將在自定義時間間隔后變暗。（中間設定時間間隔是為了保證使用者從房間出來去客廳倒水或上洗手間時燈光不熄滅）③如果使用者上床休息，就會觸碰床上的壓力傳感器，燈光會在一分鐘內熄滅。④時間到達使用者設置的最晚休息時間后，全部燈自動熄滅。

2.高二上學期學生作品

為了參加武漢市創客直通車活動，學生以獻禮國慶為主題，設計了德魯伊機器人。機器人高1.1米，能靈活地旋轉、行走，并通過化學試劑讓白色的卷軸出現粉色漢字“光谷情，中國心”。更特別的是，該組成員用舞臺劇的形式還原了創客過程的酸、甜、苦、辣，在活動現場獲得了好評。

總體來說，高一年級學生的作品有創意，但作品相對簡單，實用性略微欠缺。通過一年時間的學習，高二年級的作品從技術性、藝術性、實用性和科學性方面都有了質的提升，展示呈現的方式也有了明顯提升。學生的優秀作品參加了各類比賽，并獲得了理想的成績。參賽獲獎決不是我們開展創客課程的目的，我們更期待提升學生的綜合素質，能收獲感悟和體會。因此，每次項目結束，我們都鼓勵學生總結心得感悟，并形成文字材料。學有余力的學生還可以以此為基礎，嘗試完成研究性的學術論文。部分小組還完成了技術類文檔和研究類文檔，如《生活之光智能休息系統的設計說明報告》《馬航MH370大數據分析》《光伏發電的可監控系統》。雖然學生的論文內容尚顯稚嫩，但他們在思考總結的過程中習得了基本的研究方法，掌握了調查研究的能力。學生從被動接受到主動思考，進而改變創造，這便是我們課程教學效果的體現。

點 評

學校開展創客與STEAM活動往往遇到學生準備知識和能力不足的難題，要么把創客活動異化為原有的信息技術或通用技術課程的常規教學活動，要么就在學生準備不足的情況下開展項目學習。兩種情況都偏離了創客與STEAM綜合應用已學知識開展有創意的項目學習活動的宗旨。武漢光谷二中的教師們在創客與STEAM課程設計中成功地破解了這一難題，他們課程設計的思路如下。

第一，教師根據學生在實操過程中碰到的難題，結合每組學生“項目需求清單”上的知識盲點，提煉總結出共性知識點，創建創客準備課程，包括《3D建模與打印》《算法與編程及開源硬件初步》《手機App》《工業藝術設計基礎》等主題課程模塊。每個主題課程模塊實施時間約1個月，學生固定在行政班級，主題課程由主持研發的教師走班授課。經過2年的打磨完善，創客準備課程已日趨成熟和系統化。創客準備課程實際上是基于STEAM課程理念用主題而不是知識點重組和拓展信息技術課程和通用技術課程內容，是基于核心素養的新一輪課程改革理念的成功的探索實踐。

第二，開發基于項目學習的創客課程。武漢光谷二中創客課程的一個鮮明特點是讓學生設計項目學習時分析要創建的作品應具有的功能，為實現這些功能需要用到哪些軟硬件、材料及替代材料、工具，還需要學習哪些知識，如何進行人員分工等，生成了“項目需求清單”，并以此為主線，貫穿于項目設計、實施和評價的全過程。課程實施以選修走班項目式學習為主，通過3個遞進的項目把高一年級下學期學習時間分成3段，每個項目持續約1個月。

第三，開發創意智造校本課程。借助武漢市創客直通車平臺，武漢光谷二中結合多學科知識設計作品，并要求制作產品論證文檔和產品說明書，然后生成一個較復雜、規模較大的智能創意作品。

從來自教學一線的“草根”實踐開始，不局限于傳統的就事論事的經驗總結，而是提煉成創客課程開發的從設計、實施到評價的規范流程，并付之于在全校范圍的實施，探索出了創客教育可持續發展的新路徑，這就是武漢光谷二中案例給我們的啟示。