真實、分享的創客教育模式助力學生創新能力培養

廣西南寧市星湖小學（530000） 鄧薇薇

一、研究背景

隨著信息技術的發展，3D 打印技術、樹莓派、Arduino 等開源硬件平臺的日臻完善，創客教育掀起了全球范圍的教育改革浪潮。創客教育綜合了創新教育、建構主義、做中學、基于項目的學習等思想，符合學生強烈的好奇心和豐富的創造力天性。它主要以課程和教育活動的方式，融合科學、數學、工程學、藝術等學科知識，培養學生的創造力以及解決問題的能力。創客教育的興起讓越來越多的學習者改變了學習方式，由傳統的填鴨式學習轉變為動手實踐的體驗式學習。越來越多的教師意識到創客思想對培養學生的創新能力有著深刻且長遠的影響，開始把創客理念應用于課堂教學、科技教育等方面，創客在教育界“火”了起來。

本文將創客教育理念應用到小學社團培訓中，通過分析創客教育的特點，結合課程內容進行創客社團教學模式的構建，以建構主義、“做中學”思想為理論依據，提出旨在培養學生創新思維、創新能力和解決問題能力的社團教學模式。期望該教學模式能夠切實有效地培養創新人才，給常規教學以有益的補充，為創客教育理論的完善貢獻力量。

二、創客教育的教學模式構建——以南寧市星湖小學為例

國家的核心競爭力就是人才和創新，創新要從小抓起，可以在小學階段引入創客教育。廣西南寧市星湖小學從2017 年開始了創客教育的實踐，逐步建立了以3D 打印筆、小木工、電子達人，scratch和機器人的課程為技術載體的創客教學模式。

1.構建真實、分享的創客教育教學模式

根據創客教育的教學目標和創客教育教學模式的要素之間的聯系，我們構建了圍繞真實生活情境、注重交流分享的創客教育教學模式（見圖1）。

圖1 真實、分享的創客教育教學模式圖

如圖所示，創客教育教學目標是一個三維的目標，核心是培養學生的創新能力，知識技能和核心素養目標則與它相輔相成，形成一個穩定的三角形，正如我們創客教育需要培養的是擁有創新思維、創新能力及解決問題能力的人才的教學目標。為了實現這個目標，我們選取學生生活中常見的事物或出現的問題作為探究的主題，選擇能夠讓學生充分動手實踐的技術內容如3D 打印筆、小木工、電子小達人、scratch 與機器人課程，充分發揮學生的主體能動性。教師作為項目的引導者、輔助者，協助學生以小組為單位，團結協作完成項目的探究。在教學過程中，有兩個重要的部分，一個是“實地考察，還原真實”，我們的項目來源于學生的生活，我們在創客課程中制作的東西、探究的結果也要回到真實環境中接受檢驗，再得出改進意見或優化方案，甚至創新設計。另一個是“交流分享，展示推廣”，分享是創新的源泉。第一次分享是與小組成員的分享、班級成員的分享，通過分享，學生可以收獲幾個或幾十個改進意見和方法，萌發創新思維，獲得個人能力的提升。第二次分享是大范圍的分享，可以是拍攝作品，配以介紹的文字，利用微信公眾號等媒體宣傳、展示、推廣，可以是代表學校參加相應的比賽，可以是把創作出來的作品應用在學校公共事務上。總之，在創客教育實踐中，我們的創客教學模式選擇了貼近學生生活中常見的事物或出現的問題來確定主題，重視學生的原認知，注重創設體驗式實踐環境，課程內容設計為學習3D 打印筆、小木工、電子小達人、scratch和機器人等多種技術技能，最后還要進行交流分享、展示推廣，這些都與建構主義、做中學、STEAM、創新教育等理論所推崇的做法相吻合。

2.小學創客教學模式八步驟，“小創客”課程案例分析

創客教學模式能夠保證教學過程中的各個要素依照一定進行順序合理出現。因此，我們根據任務驅動、基于項目的教學法及五步創客教學法及學校小學中年級學生的認知特點，又具體構建了小學創客教學模式八步驟。該教學模式共有以下8 個步驟：情景啟發，項目介紹→探索新知，嘗試技能→動手操作，完成初品→交流分享，能力提升→實地考察，還原真實→分析討論，改進創新→分工合作，實踐探究→交流分享，展示推廣。

（1）情景啟發，項目介紹。創客教學模式的教學第一步，教師一般會結合學生的日常生活來激發學生了解一個項目的興趣。在此環節中，學生往往思維活躍，興趣高漲，這是培養其創新思維的第一步。

（2）探索新知，嘗試技能。教師在創客教學中引入一些新事物開展教學，可以極大地激發學生的學習興趣，幫助學生在原有知識體系下構建知識技能體系。在這個環節中，學生通過自己探索，嘗試學習新知識、新技能，可以更好地構建知識體系，學會學習。

（3）動手操作，完成初品。在這個環節，教師應教給學生規范的操作方法，指導學生完成一個初級的項目作品。學生在動手實踐的過程中強化了新知識和新技能。

（4）交流分享，能力提升。初級的項目作業完成后，教師可以組織交流和分享活動，讓學生介紹自己完成項目的好點子、新創意。這對提升學生的交流能力以及高階思維都是有幫助的。

（5）實地考察，還原真實。在第一環節中，教師通過創設真實的情境激發了學生的學習興趣，但是課堂離真實環境還是有一定距離的。所以之后還要設計實地考察的環節，讓學生到真實的環境中了解項目，對比自己所制作的初級項目作品，收集信息。

（6）分析討論，改進創新。在上一個環節活動結束后，學生以小組為單位分析收集到的信息，討論改進創新意見，設計創新作品。

（7）分工合作，實踐探究。學生小組分工合作，根據新的設計完成新的實踐探究。

（8）交流分享，展示推廣。教師再次組織學生在課堂上交流分享，鼓勵學生利用海報、參加比賽、表演、推送微信等形式將創新點子、創意做法展示出來。

3.“小創客”課程之神奇的3D 打印筆——我的家園教案

（1）教學目標。

學會3D 打印筆的使用方法；學會3D 打印筆繪制立體圖的方法；了解建筑美學的知識，如對稱；通過繪制民族建筑，了解民族建筑的文化，感悟建筑與氣候、人民與勞動生活的聯系，增強民族自豪感。

（2）教學重難點：用3D打印筆繪制立體事物。

（3）課前準備：3D 打印筆 20 盒；PLA 塑料 20盒；排插20個；模紙N張。

（4）教學流程。

①情景啟發，項目介紹。

我們居住的廣西常年濕熱多雨，還有一種獨特的天氣叫“回南天”。我們聰明的祖輩們總結了許多應對它的法子，秘密就在他們獨特的民居上。

②探索新知，嘗試技能。

A.認識3D打印筆

神奇的3D 打印筆，在筆尖上有一個小小的開口，而打印材料能夠像流水線里的產品一樣從筆尖里出來，筆身上的加熱裝置讓材料變得柔軟，從而能畫出任何形狀。冷卻后，材料會再次變硬，固定成新的樣子，而我們就可以通過這個過程繪制3D立體圖形。很多工業領域和很多3D 打印愛好者的家中都開始運用3D 打印技術來制造零部件或者磨具。

B.認識3D打印筆的材料及配置

3D 打印筆內置風扇散熱系統，能防止筆身過熱。它有自動關閉功能，當筆超過4 分鐘沒有使用時，它就會自動停止釋放打印原料。它還可以根據不同的打印材料，自動控制打印速度和溫度。

③動手操作，完成初品。

（教師指導學生運用3D打印筆繪畫）

首先，教師向學生介紹3D 打印筆的使用方法，從直線、曲線等簡單的創作，到慢慢疊加為更為復雜的形狀。然后，教師給學生準備紙質的模板，讓學生自己動手進行任務驅動式體驗。

任務1：運用3D 打印筆繪制平面圖形，如平面的花、動物等。

任務2：運用3D打印筆繪制立體圖形，如眼鏡、單車。

任務3：運用3D打印筆繪制房子。

任務4：運用3D 打印筆繪制少數民族特色民居、建筑等。

④交流分享，能力提升。

教師請學生介紹自己使用3D 打印筆的感受，同時拍下學生的作品，擴大宣傳。

⑤實地考察，還原真實。

教師利用“三月三”假期組織學生走進廣西博物館和廣西民族博物館，了解民族建筑。博物館的室外民居、風雨橋、鼓樓等建筑，讓學生感受到這些建筑的巧妙。

⑥分析討論，改進創新。

小組討論，仿造設計少數民族民居。

⑦分工合作，實踐探究。

小組分工合作，用3D 打印筆繪制少數民族民居。

⑧交流分享，展示推廣。

小組成員在教師的指導下制作海報，宣傳自己設計的民居，介紹民居的特色。在制作民居的過程中，不少小組運用了工程學上的技術，制作紙模具或用現成的盒子來輔助制作建筑的屋頂、墻壁等，加快了制作民居的速度。

三、實驗班和對照班的作品對比

本研究選擇在南寧市星湖小學小創客社團培訓中實施。實施對象為創客社團成員。小社團劃分成 A 班 36 人，B 班 36 人，兩個班保證每個班里同個年級的人數差不多，同樣的教師進行教學，排除了教師水平、教學習慣、教學方式等的干擾。本次實驗的周期是4 個月，每一個月完成一項技術內容。筆者作為觀察者、授課者到實際課堂中培訓學生，觀察學生的學習行為、課堂行為以及課堂氣氛的變化等。在實驗結束后，筆者通過編制問卷從學生角度再次進行調查。其中A 班是對照班，筆者在該班上課時僅用任務驅動教學法，每節課給學生一個學習任務，制作每節課任務作品，僅做簡單展示分享。B 班是實驗班，筆者在該班授課時努力創設真實、分享的教學模式，充分挖掘真實環境中的問題，并讓學生通過多次的交流分享改進創新。

通過將實驗班和對照班的學生作品進行對比以及從任課教師反饋的課堂效果來看，實驗班與對照班學生創作的作品，在創意度上有明顯的差異。對照班的學生僅僅是進行作品模仿，因此，學生間的分享交流少了，學生了解現實生活的機會也少了，學生的思路打不開，作品沒有創意。而實驗班學生在課堂上多次開展交流分享，先探究現實生活中的事物，再開展下一步的設計學習，學生所完成的作品會比較有創意。

對于小學創客教育教學模式的研究，我國還處于起步階段，創客教育對學生創新能力、解決問題能力的培養發揮著較大的作用。本研究還處于初步探索階段，僅應用于學生創客社團中的培訓，人員經過甄選，其研究范圍有局限性，研究過程由于經驗不足，也會使研究結論有一定偶然性。未來學校還需要逐步實踐和完善創客教育，形成系統的創客教育教學理論。