基于核心素養的小學創客教育實踐研究

邱絮濛

摘 要：創客教育的浪潮席卷了整個教育界，各類創客教育項目層出不窮。但如何在“培養全面發展的人”的核心素養總框架下將創客教育與小學教學實踐融合到一起，還有待探索。筆者以一個“物聯網創新設計”實踐案例為例，從“信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任”四個方面入手，解讀基于核心素養的小學創客實踐活動的實施過程。

關鍵詞：創客教育;核心素養;信息技術

一、創客教育實踐背景概述

培養創造力，全世界都在行動。美國1959年開始倡導激發學生的主動性以啟發他們的興趣;日本1977年明確提出要培養學生的創新能力，實施創新性的教學。創客教育于2013年在中國興起。隨著教育信息化的推進，創客教育也日益受到關注與青睞。筆者所在的市、區、學校，近年來也十分注重創客教育。學校打造了創客空間，購置了3D打印機、無人機、VR、智能物聯系統等設備，提供了很好的教學平臺。同時注重本校教師的各類培訓，結合專家指導，將各類活動開展得有聲有色。

在實踐起步階段，既要培養學生的核心素養，又要展現實踐的成果，實施過程中不免遇到困難。下面就基于一個實踐案例，闡述實施的過程。

二、實踐案例

（一）案例開展背景

“開源硬件編程”興趣小組的成員飛飛同學，在物聯網課程氛圍的熏陶下，產生了這樣的想法：

“有一次周末，媽媽帶我去圖書館學習，我看到那里的哥哥姐姐叔叔阿姨自習時都非常安靜，聯想到平時在學校里的自習，也應當不需要老師看著，這樣可以從小培養我們自律的好習慣。希望有一個不用讓老師一直在場‘看著學生的自習教室。”

于是，在老師的指導和同學的幫助下，他進行了一系列活動。

（二）實施過程

1.構思功能

結合手頭現有的模塊，和想要實現的功能，他做了如下的計劃：

①有些同學自律能力不強，愛說話，我想用一個聲音模塊，監測教室里的聲音，如果太響，讓語音模塊提醒我們安靜。

②還有的同學可能以去洗手間為借口多次出教室，我就想給每位同學配一張卡，刷卡進出。

③另外還能設置一些十分實用的功能：根據教室亮度自動開關燈、根據溫度自動開關電扇。

④另外，老師還給我介紹了“物創云”平臺。有了它，班主任老師就可以在手機或者電腦上看到教室里實時的音量、出入情況，便于管理班級！

2.配置模塊

①連接模塊

②設計程序

③測試程序

3.外形設計

飛飛同學在搭建課桌椅時聯想到可以用3D打印來完成，于是聯合了3D打印小組的小嘉同學一起設計。教室的地板、圍墻使用瓦楞紙。（V1.0）

后來發現瓦楞紙運輸攜帶都不方便，改用了PVC板材重新搭建。（V2.0）

4.數據收集

兩位同學在飛飛所在的四（8）班與小嘉所在的五（1）班開展了長達一個多月（大多是周二）的聲音數據采集。

為了彌補WiFi和2G通信模塊不穩定的缺點，還加入了人工檢測。中午有時有老師來講一些事情，語音播報“保持安靜”有些影響課堂，所以使用了紅燈提醒。帶進教室的是一個簡化版本：

他們和老師一起設計了這樣的表格，用來整理數據：

制成了折線統計圖：

結論見“二、（四）成果及影響”。

5.遇到的問題

①通信模塊經常信號不穩定，給收集數據帶來了很大難度，后來索性人工看著OLED顯示屏記錄。

②聲音模塊的靈敏性差別也很大，有的數據波動很大，有的相對穩定。我們一開始設置的超過40分貝報警，教室里其實挺安靜的，但15分鐘能報5、6次警，后來把報警值提高到50、60、70來解決這個問題。

③帶著板子進教室總會引起圍觀，所以做了簡化版，盡量低調。

（三）特色與創新

飛飛同學說：如果每個班級都配有這樣一個設備，老師從網頁或者手機上查看、對比數據，那我們就可以輕松地評選出“紀律之星”“進步之星”，并且逐漸培養出我們的自律能力啦！

（四）成果及影響

根據統計數據，產生了這樣的結論：

①一開始使用語音播報“保持安靜”，容易引起同學們議論和模仿，效果不理想，幾次過后開始逐漸適應，漸漸地能夠在提醒后安靜下來。

②一般來說五年級比四年級的自律能力更強。但是四（8）班剛好是四年級中紀律最好的班級，而五（1）班是五年級當中相對不容易安靜下來的班級，從收集的數據中也能看出來。

③從折線圖的走勢發現，在使用了這個系統以后，同學們的自律性有一定的提高。

提出希望，能將這個設備運用于每個班級中，實現自習教室的物聯管理之夢。

三、基于核心素養的解讀

（一）信息意識的體現

信息意識是信息素養的重要組成部分。學生信息意識的培養不可一蹴而就，需要教師不斷地建構學生信息意識發展的環境，讓學生了解和熟悉信息技術在實際生活中的廣泛應用，從而在生活體驗和感悟中逐漸培養信息意識。上述案例“二、（二）4.數據收集”環節中，教師引導學生在所在班級中進行數據收集與整理，在一小時的午自習時段中，取了4個時間點：自習開始前、剛開始、中間點、結束時，進行采樣。這4個時間點更具有代表性，可以說明教室學生的自習狀態隨時間推移的變化，也便于后期得出結論。

（二）計算思維

計算思維不是要求人們模仿計算機進行思考，而是掌握當人們想要利用計算機解決問題時所采用的過程和方法。2013年，南安普敦大學的Cynthia Selby博士和John Woollard博士提出的計算思維包括算法思維、評估、分解、抽象、概括這五個方面的要素。

配置模塊、編寫程序時，無疑需要清晰的流程、思路，何種情況下燈亮、風扇開，何種情況下語音模塊播報等。對于中高年級的小學生來說，邏輯思維發展尚不完善，過于復雜的算法理解困難，但是與生活相關的邏輯易于理解。我們在引導時也要順應其自然發展規律，偏向實際應用為主，適宜地訓練思維、培養算法意識。

在“二、（三）1.構思功能”環節中，學生已經通過邏輯思維加工，將已有經驗與實際需求聯系在一起，初步形成了一個可行的方案，將一個“無人監管自習教室”分解為語音播報功能區、自動開關燈與電扇功能區、進出統計功能區，再進一步與硬件配合分解為更細致可行的小任務。

抽象、概括、評估則在統計數據，轉化為圖表中得到了體現。數據的抽象我們借助了Excel，形成了更加直觀的折線圖，從而便于學生對收集到的數據進行概括與評估。

（三）數字化學習與創新

“互聯網+教育”的時代已經來到，教師要引導學生認識到數字化學習環境的優勢和局限，指導學生運用數字化學習工具開展自主學習、協同工作與知識分享，引導學生積極參與數字化學習與創新活動，適應數字化學習環境，養成創新的習慣。

飛飛聯合小嘉同學，運用3D打印知識將模型教室中的微型課桌椅通過3D打印機變為實物，雖說是技術難度不高，卻也是創新的體現，能夠將腦海中的想法非常適宜地轉變為計算機中的圖形與數字表達，進一步實物化，同時也大大提升了學生的動手能力與主動設想、主動參與的信心。

（四）信息社會責任

《江蘇省義務教育信息技術課程綱要（2017年修訂）》中指出：“應注重學生對信息社會道德、信息文化的感悟與內化，引導他們形成積極的信息社會責任意識，養成利用計算機和網絡進行學習的良好行為習慣。”

飛飛的作品思路來源便體現了“信息社會責任意識”，運用所掌握的知識、信息社會的手段，幫助同學、老師更好地監管自習教室的紀律;在用模型收集數據時，也考慮到了盡量降低對正常教學秩序的影響……這些都是潛移默化的信息社會責任意識的體現。

四、結語

總之，小學創客教育的探索和研究對于教育來說，既是機遇，也是挑戰。小學創客課程的設計和開發會給教育帶來新的生機與活力。創客課程的不斷開發和發展對于培養具備核心素養的學生、對教育改革和發展都有一定的積極意義。而如何進一步基于核心素養去設計開發更加成熟的課程，從而去推廣普及創客教育也是我們每一個創客教育工作者應該為之努力的方向。

參考文獻：

刁世昌.走進物聯世界：NOC物聯網創新大賽參賽札記[J].中小學數字化教學，2018（2）：94.