創客教育理念下的通用技術教學模式構建與實踐

摘要：時代的進步離不開教育的改革創新，而教育革新首先要從轉變理念開始。近年來，創客教育逐步走進中小學校，成為中小學教育改革的新熱點。本文基于通用技術學科背景，深度結合創客教育理念，提出創客理念下通用技術教學模式，并以“自動澆花裝置”為例進行實踐，驗證其可行性，為一線教師開展通用技術實踐教學提供了有效的理論指導。

關鍵詞：創客教育;通用技術;教學模式

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）17-0000-03

創客的概念起源于英文Maker和Hacker，通常指運用科技將腦海中所想到的創意加以實踐，并樂于分享經驗的人。也有觀點認為，每一個進行或參與創造的人都可以被稱為“創客”。[1]近年來，教育人士把創客理念引入校園，創客教育已成為中小學教育創新、教學變革潮流中熱烈討論的一部分，學生利用簡單、易用的數字技術，自己動手設計、制作作品，即將創意轉變為現實作品。創客教育聯結了“想”與“做”的過程，幫助人們找到答案并解決問題，這個過程間接誘發新的創意與發明，是中小學生創新能力培養的重要途徑。

《普通高中通用技術課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課標》）中提出要著力培養學生必備的學科核心素養，避免單一、機械化的技能學習，提倡開發貼近學生生活、滿足學生不同發展需求的課程，培養學生整合知識、應用和物化的能力。[2]《課標》明確將技術意識、創新設計、圖樣表達、工程思維、物化能力作為技術素養的五個目標，這些目標同時也映射了創客教育的理念。筆者希望將創客教育與通用技術課程深度融合，借鑒創客教育的先進理念和教學方法，促進通用技術課堂教學水平的提高。

● 模式構建

《課標》明確提出，通用技術教學采用主題學習、項目式學習等整合學習方式，強化基于技術實踐的情境學習。通用技術學科項目學習以學科概念和原理為中心，旨在使學生在真實的世界中借助多種資源開展任務探究活動，通過自主學習、小組協作等方式建構知識，培養能力，解決實際問題。筆者將創客教育理念和設計型學習的模式相融合，對通用技術項目式學習的基本過程進行細化，構建了基于創客教育理念的通用技術項目教學模式。

創客教育視角下通用技術教學模式構建的理論基礎是建構主義和項目式教學。建構主義認為，學生要想完成對知識的意義建構，最佳方式是到真實環境中去感悟和體會，在與情境的互動中完成知識建構，而不是僅僅聽取別人的經驗介紹和講解。項目式教學依托教師的有效指導，學生由被動學習變為主動學習，積極主動地去探索和嘗試，促進知識和能力的培養，以及協調溝通能力和團隊合作意識的養成。項目式教學是以“實踐”為基礎的學習活動，體現了建構主義教與學的理念。

創客教育視角下通用技術教學模式以項目式學習方式呈現，以實踐能力為出發點，以現實題目為探究對象，立足于真實世界中的問題教學。學生在完成項目任務的過程中探索知識，形成技術意識，發展系統與工程思維能力。教學實施過程為創設情境、布置任務，問題導引、新知探究，形成方案、制作作品，展示交流、多元評價，反思總結、拓展提升。

● 教學探索

筆者采用以跨學科項目學習為載體的通用技術教學的新思路對信息技術選擇性必修“開源硬件項目設計”模塊和通用技術“電子控制模塊”“智能家居應用設計”模塊進行了信息技術和通用技術學科核心素養的整合，設計了若干教學案例，案例設計遵循由淺入深、由易到難的原則。每個案例都指向生活中的真實情境，關注當前的技術發展趨勢。

教學案例以提高生活質量、問題解決、聯系學生實際生活環境、有利于培養學生興趣等為設計理念，在學習過程中，每2～3位學生組成一個小組，在有限的時間內完成規定的學習任務，并根據親身經歷，講解制作作品過程中的心得體會及獲得的知識和能力。下面以“自動澆花裝置”為例展示教學實施過程（時間為90分鐘），如下圖所示。

1.創設情境、布置任務

在核心素養背景下，課堂教學倡導創設富有現實意義的學習情境，從而激發學生主動學習的意愿。首先，教師創設任務情境：在家中的陽臺、辦公室的窗邊，我們總愛放上幾株盆栽，它可以美化環境，改善空氣質量，還能夠增添大自然的氣息，提高藝術性與觀賞性。但是，盆栽需要照顧和保養，其中定時澆水、定量澆水便是讓人頭痛的問題，水澆得多了，盆栽會出現爛根壞死的現象，水澆少了，便會造成盆栽的干枯甚至早死，若有相關設備對澆水進行把控，便可省去許多麻煩。于是，教師布置本節課任務——設計制作一個自動澆花裝置。

2.問題導引、新知探究

教學方法主要采用任務驅動法，鼓勵學生通過探究、交流合作、親自實踐等方式進行學習。教師在教學中僅作為把握學生作品方向的參與者，具體方案設計由小組討論確定。教師根據任務設定提出問題：“如何實現澆花時機的把控？”學生經過討論后（教師啟發引導）總結歸納出用土壤濕度傳感器來解決問題。其工作原理是：當偵測到濕度低于盆栽最低需求土壤濕度時便自動對其澆水，土壤濕度控制在適宜的范圍內，保證盆栽對水的要求。學生在教師的指導下，探究土壤傳感器的用法和選擇結構程序設計。

3.形成方案、制作作品

學生根據討論結果，列出需要使用的器件清單，并制訂出設計方案。各小組根據設計方案，選擇合適的器件進行硬件搭建和程序編碼。下面以一個小組方案為例進行說明。該小組方案將自動澆花裝置設置為2個模塊，即澆花模塊、土壤濕度監控模塊。澆花模塊由電磁繼電器與水泵構成，用于澆花;土壤濕度監控模塊由濕度傳感器構成，用于實時監控土壤濕度。澆花模塊與土壤濕度模塊的組合，實現了最基本的自動澆花裝置的功能。根據上述功能，學生把Python開發板、土壤濕度傳感器、水泵進行連接。在學習的過程中，學生可以參考配套的微課資源或知識鏈接。

在學生作品形成的過程中，教師應加強師生之間的溝通交流，發揮學生在學習過程中的主體地位，真正做到以生為本。在本課的教學過程中，部分小組想了解土壤濕度傳感器的工作原理，教師結合編程代碼的講解，使學生完成作品設計方案的想法更加清晰。各小組在完成任務過程中，經常會遇到傳感器無法正常工作，如硬件連接之間錯誤、程序編碼錯誤等問題。教師可以提供適當的學習支架，鼓勵學生自主解決問題，以發展學生的自主學習能力，落實核心素養的培養。

4.展示交流、多元評價

作品展示環節提供了教師與學生、學生與學生之間交流互動、共同學習的平臺，幫助學生發現自我，并且學會欣賞別人。作品制作結束后，學生以小組為單位，依次展示自己的作品，交流學習和制作中的心得體會，并對作品進行評價以及給予相應的意見或者修改建議。評價過程中既有結果評價，又有過程評價，既有同伴互評，也有教師點評。

5.反思總結、拓展提升

教師組織學生進行課堂討論，從項目任務分析、擬定的項目解決方案、實施情況及所形成的作品等方面進行反思總結。學生課后可以對作品進一步修改完善。例如，可以利用網絡模塊將自動澆花裝置與網絡連接，使用戶能夠對澆花裝置進行遠程監控，引入物聯網模塊后，在后臺對澆花數據進行采集和管理，分析何時澆花等。教師要鼓勵學生敢于提出問題，并積極解決問題，在實踐中不斷進步和創新。

● 小結

創客教育理念指導下的通用技術實踐教學，以學生為中心，將創客教育理念融入到通用技術實踐教學的一般模式中，提升了學生的學科核心素養，也為通用技術實踐教學提供了新思路。有效的通用技術教學模式能讓學生主動參與活動，樂于探究，通過動手操作將創意轉變成真實的作品，注重在創造中學習，在快樂中學習。本文提出的創客理念下通用技術教學模式還處于初級階段，學生適合什么樣的創客教學方法，還有待于更多的通用技術教師去探索。

參考文獻：

[1]安德森·克里斯.創客：新工業革命[M].北京：中信出版社，2012.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中通用技術課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2017.

作者簡介：趙洋（1975.07—），男，安徽亳州人，中學高級教師。