“創客教育”與學科融合創新的育人實踐

朱廣樑

【摘 要】創客教育是實現信息化融合創新的重要途徑。它既是實現在小學數學教學中創設“現實的、具有探索性的活動”的有效途徑，又是促使教學方式變革的“潤滑劑”和“催化劑”，小學數學課堂教學也是凸顯“創客教育”中育人屬性的良好載體。在實踐中我們發現，“創客教育”存在關注“創造”忽視“育人”的兩張皮現象。由此，本文從創客教育空間的建設，創客設備的選擇，創客教育與小學數學教學融合的知識點的梳理，主題教學活動的設計等四個方面入手，提出解決以上問題的途徑與方法，使之實現立德樹人，五育并舉的目的。

【關鍵詞】創客教育;數學教學;融合創新;育人

【中圖分類號】G434? 【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2021）012-069-03.

從2018年2月起，黨中央國務院先后印發的《教育信息化2.0行動計劃》《中國教育現代化2035》等綱領性文件中，創客教育日益成為教學改革的潮流。對于數學課堂來說，“創客教育”既是實現在數學課堂中創設“現實的、具有探索性的數學活動”的有效途徑，又是促使教學方式變革的“潤滑劑”和“催化劑”。

然而，傳統教學空間和教學設備與創客教育缺乏兼容性，制約創客教育與小學數學課堂教學的融合創新。教師對創客教育的認識理解不深，常常聚焦于“創客”的制造結果，忽視其作為“育人”的過程功能。筆者從空間重構、設備選擇、梳理融合知識點、主題教學設計四個方面，進行“創客教育”理念下小學課堂教學融合創新的實踐，取得了良好的效果。

建設輕創客空間，促使創客教育理念融合到常態課堂

現有的創客空間由于只關注硬件，忽視課程內容和資源的建設，很多成為學校“景點”。要使創客教育融合到數學教學的常態課堂中，必須把創客空間建設到每一個教室里。按照“學習→探究→互動→展示”的功能，進行規劃布局，通過設定“主動學習區”“個性學習區”“探究學習區”“非正式學習區”等功能分區，教師可以根據教學的需求，把創客教育的設備聚合到常規教室里。

選擇素材化裝備，有利于小學學科課堂教學整合

適切的設備選擇是創客教育有效融合到數學教學常態課堂的關鍵。為了解決小學生知識起點不高，動手能力不強，操作經驗不足，注意力不能長時間專注等特點，學校可以以“兩長兩短能融合”的原則，選擇合適的創客教育創新融合設備。即一是由教師根據特長選擇;二是能滿足學生長時間重復使用;三是學生制作作品周期短;四是學習設備功能周期短;五是能較好地與小學數學課堂教學融合。

基于以上原則，筆者對于創客教育設備的選擇如下。

編程類：使用Arduino開源軟硬件、Scratch編程與機器人、Sphero機器人。

智造類：3D打印設備（3D打印筆為主，3D打印機為輔）。

平板類：iPad。

科組集體備課，構建小學數學融合教學模式

創客教育與常態課堂教學融合，必須梳理和了解小學學科在不同學段的知識點。小學高年段中有關立體圖形的教學與創客中的“3D打印”技術有著非常緊密的聯系，我們可以根據課程標準整理出《數學》（五六年級下冊）中能與“3D打印”技術融合的知識點，使融合教學精準發力。

1.五年級下冊《觀察物體（三）》

知識點：要從三個不同的角度觀察物體，才能確定物體的具體形狀。

融入策略：

（1）借助3Done軟件中的圖形，避免準備大量學具的麻煩。

（2）借助3Done軟件中的堆疊圖形功能，學生能通過旋轉軟件的畫面，可以很直觀觀察到添加或減少正方體的情況，從而更好地建構“必須從三個不同方向觀察才能確定立體圖形的形狀”這一知識。

2.五年級下冊《長正方體》

知識點：長正方體的特征。

融入策略：

（1）利用3Done軟件進行建模，避免制作實體模型需要準備材料的繁雜。

（2）借助3Done軟件中的基本實體，學生能通過旋轉畫面，直觀、清晰地觀察到長、正方體頂點、棱以及面的情況，從而初步學會看立體圖形的方法，熟知長、正方體的各個特征。

3.五年級下冊《長方體表面積》

知識點：長方體表面積。

融入策略：

（1）利用3Done軟件中的圖形，通過旋轉觀察長、正方體的各個表面，感受、理解長、正方體的表面積定義。

（2）借助3Done軟件中的基本實體功能，精確設定長、正方體的長、寬、高數據，通過旋轉畫面觀察長、正方體的不同表面，計算、推理出長、正方體的表面積計算公式。

4.六年級下冊《圓柱和圓錐》《圓錐特征》

知識點：圓柱特征、圓錐特征。

融入策略：

借助3Done軟件中的基本實體功能，學生可以通過旋轉界面，從不同角度觀察圓柱、圓錐，掌握圓柱、圓錐的特征，與此同時，通過精確設定圓柱、圓錐半徑、長度數據，了解圓柱、圓錐各部分的名稱，掌握測量圓錐高的方法。

在對知識點進行整合的基礎上，以杜威“做中學”的教育理念融合CDIO（近年來國際工程教育改革的最新成果，CDIO代表構思Conceive、設計Design、實現Implement和運作Operate）的設計理念，提煉出“3D打印”與數學課堂教學融合的教學模式。杜威強調，教育不僅要學生掌握知識，更重要的是在實際操作中領會知識的含義，他的“做中學”主要步驟是“五步”：“真實情境—發現問題—尋找資源—提出假設—檢驗想法”。這五步與CDIO的設計理念是一致的。尤其是數學的復習課，根據實際的需求，綜合地運用已經學過的知識解決問題，更容易幫助學生建構一個知識的整體感，建立一種大數學觀。

因此，我們總結出基于CDIO工程教育理念的3D打印與數學教學融合的教學模式（見圖1）。

在這個教學模式中，教師以項目驅動的形式開展教學，學生的系統思維和綜合思維被重視，整個教學活動充滿了探究性、創造性及開放性。

主題教學活動，落實創客教育與小學學科教學融合

創客教育和數學教學融合的落實，要通過主題教學活動的方式來實現。以《數學》六年級幾何圖形總復習的主題教學為例（見圖2），筆者設計了“為學弟學妹做學具”的主題教學活動。通過“真實情境—發現問題—尋找資源—提出假設—檢驗想法”五個步驟，調查四五年級學弟學妹對幾何圖形學具的需求，設計學具的形狀、數量和顏色，綜合運用知識借助“3D打印”解決問題，引導學生建構知識的整體性和體系性。

自2017年開展創客教育與學科教學融合的實踐以來，我校師生通過各類課題研究、教學課例、430課程等形式積極參與到創客教育融合創新的實踐中。除了上述“為學弟學妹做學具”的數學學科主題活動以外，還有融合長正方形周長知識的“數學+編程主題教學”——“循環指令的應用”以及數學、美術與創客融合的STEAM課——“走進沙面‘露德圣母堂”等。由學生組建的創客團隊分別在2018年和2020年獲得了廣東省中小學生創客大賽一等獎和廣東省機器人創意大賽一等獎的好成績。

參考文獻

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