家庭創客：居家環境下開展科技創新活動

虞海洲 陸洪興 吳強

【摘 要】當前，一些地區中小學校進入抗疫居家在線學習模式，改變了學生的生活和學習方式。如何將“單一、被動”的居家在線學習轉變為“多樣、主動”的線上線下互動融合的居家自主學習？為此，本文向各地區推薦一種適合中小學生居家環境下開展科技創新活動的學習方式，學校和家庭通過聯合打造學生居家環境下“活的學堂”“活的學材”和“活的家風”，培養面向未來和與眾不同的科創先鋒——家庭創客。這一經驗和成果適合不同發展水平地區的廣大中小學生家庭居家開展科技創新活動，也適合處于抗疫居家在線學習模式下的中小學生豐富學習內容、轉變學習方式和提升核心素養的需求。

【關鍵詞】家庭創客;居家環境;科技創新;項目化學習

【中圖分類號】G434 ? 【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2022）06-011-03

家庭創客是指熱愛居家環境下因地制宜地開展科技創新活動的中小學生，家庭創客行動是一種有中國特色的青少年創客教育活動，青少年活動中心和學校教師在線或線下開展指導。2015年，上海市寶山區首創的“家庭創客行動”被評為上海市教育綜合改革典型案例，在全國12省市推廣，受到各地中小學校歡迎和社會贊譽。疫情之下，家庭創客為中小學生們提供了很好的經驗樣本。

以家庭創客工坊為平臺，打造“活的學堂”

家庭創客工坊是家庭創客開展科技創新活動的專屬空間，是一種“活的學堂”，教師和家長要指導學生因地制宜地建設科創工坊，因人而異地選擇活動項目，因學所求地采取學習方式和模式。

1.創建家庭創客工坊

指導學生因地制宜利用客廳、書房和臥室等房間一角（一般2～3平方米），陽臺、閣樓、車庫、地下室，或單獨房間，構建面積不等的創客專屬空間。再根據活動項目配置相關設施設備和工具，如工作臺椅、工具箱和器材等，也可以利用現有書桌、飯桌、櫥柜等家具。

2.選擇家庭創客活動項目

不同年齡階段孩子對活動項目的需求是有差異和變化的，要引導學生自主選擇活動項目，可以從三方面著手：一是順應孩子的興趣愛好;二是傳承家族與家長的興趣愛好和特長;三是對接學校科技教育項目特色等。如可以選擇家庭創客手工坊、實驗坊、發明坊、電子坊、3D打印坊、AI坊、編程坊、模型坊、園藝坊、木藝坊、陶藝坊、布藝坊、石藝坊、動漫坊、彩泥坊等。活動項目選擇后也可以根據情況變化進行調整。

3.采取基于造物的項目化學習方式

基于真實生活，以問題發現為導向，以造物挑戰系列任務為驅動，項目化學習為方式，開展自主式、生成性、實踐性和創造性的系列化學習活動。如以平衡鳥為項目，圍繞平衡鳥設計制作開展“實踐體驗、參觀考察、文獻查閱、科學探究、設計制作、裝配調試、創新研究、展示交流”等一系列學習活動。

4.構建基于家校社聯動的自主學習模式

基于家庭創客工坊的項目化學習是一種跨越校內外時空的學習過程，需要構建“學校學習+家庭實踐+社會創新”聯動的自主學習模式，在整合校內外資源和聯動學習時空中開啟自主學習模式。

5.構建以“玩物+造物+研物”為家庭創客工坊的疊迭可持續發展機制

指導學生按照學齡階段創設家庭創客工坊不同的學習場景，如3-6歲幼兒，選擇“家庭創娃玩具坊”，突出“玩物”，以“玩中學”體驗和感知自然萬物之魅力;7～11歲小學生，選擇或升級“家庭創娃工坊”，重點“造物”，“自已動手”制作各種各樣的科技作品;12歲及以上初中生，選擇或升級為“家庭創客工作坊”，進入“研物”階段，將自已的創意變現實。

開發家庭創客工坊活動課程，打造“活的學材”

以陶行知“生活是本活教材，隨手抓起來都是學問，都是本領”為指導，打造“活的學材”，就是基于真實生活，針對中小學生對家庭創客活動不同項目和需求開發相關活動課程，讓學生明白生活、勞動和社會實踐之中隱藏著科學探究、發明創造的機遇與挑戰，逐步學會讓人類生活和世界更美好的自主學習、自發實踐和自強創造的方式。

1.家庭創客工坊導論課程

這是家庭創客的導論課程，主要向學生介紹創客和家庭創客的由來、什么是家庭創客、如何建設家庭創客工坊、家庭創客工坊有哪些學習項目、如何選擇學習項目、如何開展基于造物的項目化學習等，引導廣大學生崇尚創客工匠精神，積極參與科創實踐活動。課程內容有：專題一喬布斯的家庭車庫;專題二我的家庭創客工坊;專題三家庭創客制作坊;專題四家庭創客模型坊;專題五家庭創客實驗坊;專題六家庭創客電子坊;專題七家庭創客園藝坊;專題八家庭創客3D打印坊;專題九家庭創客發明坊。主要應用專題講座、案例教學、科學探究、設計制作、發明創造等方式，開展居家在線專題直播或視頻學習等。

2.家庭創客工坊活動課程

在導論課程基礎上，深化家庭創客活動項目的學習，整體規劃和分項目開發，如家庭創客制作坊活動課程，學習內容有：來自日常生活的顯微鏡、走馬燈、投石器、平衡鳥、風箏、小臺燈、萬花筒、風鈴和瓢蟲等20個專題任務;學習方式：小學生以“造物”為主的項目化學習，初中及以上學生以“研物”為主的項目化學習;在學習過程中，引導學生在活動中體驗能工巧匠、工程師、發明家和科學家等的工作經歷、方法和成果，感受大國工匠精神，逐步養成對科技創新的好奇、興趣和愛好。

3.“五問五步”項目化學習主題系列活動課程

以“五問”為學習的邏輯起點并貫穿在項目式學習過程中，在“多維度、多層次和多節點”中發現、分析和解決問題，以“生活體驗+科學探究+工程實踐+新知建構+創新研究”為“五步”全場景課程結構及深度學習鏈，引導學生掌握“實踐→認識→再實踐→再認識”的認知和學習方法，讓學生成為知識的創造者。本課程有神奇的肥皂、奇妙的陀螺、有趣的仿生昆蟲、茶的秘密、不一般的布和陶土超級變等主題系列，配套學習手冊、資源手冊、視頻、PPT和材料包等。

營造家庭創新文化氛圍，打造“活的家風”

家庭是孩子可持續成長的搖籃，是植入創新文化基因的“第一課堂”，讓動手做成為廣大家庭的一種生活方式、文化傳承和創新實踐，營造學習型家庭生活，活化有中國特色的家庭創新文化氛圍，孕育真正熱愛科技創新的未來人才。

1.家長要扮演好自己的角色

家長要成為孩子創客活動的支持者、陪伴者和輔導者，成為創客資源的提供者、整合者和開發者，成為孩子可持續成長的引導者、鼓勵者和鞭策者，成為家庭創新文化的建設者、踐行者和傳播者。家長切忌包辦代替或不聞不問。

2.追求孩子終生可持續發展

人生如馬拉松賽跑，抵達終點者才是勝者。家庭創客活動不僅能培養孩子“動手做”的跨學科創造性思維方式和綜合實踐能力，更有利于培養孩子的信念、情懷、習慣、擔當和使命，家長要有的放矢地鼓勵孩子成為自已的活動設計者、學習創造者和世界改造者。

3.家長基于家校社聯動的自主學習模式

指導孩子掌握“學校學習+家庭實踐+社會拓展”聯動的自主學習模式，培養孩子可持續成長的自主學習活動方式。

4.家長可以建立孩子的家庭創客檔案

家長要以日志形式圖文并茂地過程性記錄孩子的家庭創客成長經歷、實踐案例和研究成果等，為孩子的教育綜合評價積累豐富經歷、原始材料和活動成果。

5.家長可以開發適合孩子的家庭創客活動資源

家長可以結合自身興趣愛好和專業經驗等特長，根據孩子情況個性化地應用、整合和開發一些家庭創客活動資源，如活動手冊/課程、活動包、器材套件和工具等，開展個性化、多樣式的家庭創客活動。

以新時代大國工匠為榜樣，爭做“科創先鋒”

2015年以來，上海市寶山區先后命名了120，000多個“家庭創客工坊”，其中涌現了一批又一批有創新潛質、熱愛科技和善于造物的未來創新人才。

案例1：家庭創娃3D打印坊。小楊同學小學四年級時，第一次看到了3D打印機，她對父親說：“好神奇啊！要是我也有一臺，不就可以做出我想要做的各種東西了嗎？”于是在家長指導下，小楊在家中客廳一角（約5平米）創建了自己的3D打印工坊，由一張小方桌、一張長桌、一個移動工作柜和一個書架等組成;小方桌放一臺3D打印機，長桌左側設計區放一臺電腦，右側操作區用于裝配3D打印作品，長桌正面墻上是多孔板工具架，放一些常用工具;移動工作柜是備用耗材庫，書架放一些資料書刊及陳列一些作品。這個小天地從此成了小楊的專屬科創空間，不僅把自己的想法創意變成現實，還可以解決生活中的實際問題。

有一次小楊的豎笛頭找不到了，她想：“這個東西我能不能打印一個呢？”帶著這個想法她找數據，量尺寸，研究共鳴腔結構，經過八次打印試驗后終于做出了可以吹出音的豎笛頭。還有一次，私家車內一個儲物盒的開關鎖扣壞了，抱著試試看的心態，開始了鎖扣的打印制作，經過幾次設計調整后，終于做出了可用的鎖扣環，“這個零件如果去4S店修的話可要好幾百塊呢”。隨著設計的作品越來越多，小楊還在3Done社區里建了空間，每天只要完成作業，就打開3Done軟件設計，然后上3Done社區發布作品，這成了她每天最開心的事。她還在上海市創客新星大賽中多次榮獲一二三等獎。疫情居家期間，小楊有了更多自主安排的時間開展3D打印科技創新活動。

案例2：家庭創客發明坊。小仇同學從小喜歡科技制作活動，擅長把生活中發現的好玩的東西變成一個個有創意的小發明，小學時期在客廳陽臺開辟了一個模型坊，初中后利用書房建設了一個9m2的發明坊，將一張書桌改成工作臺，配置了各種制作工具和材料，及各種專業書籍和資料等。媽媽說：“專用空間有利研制持續時間較長的作品”。小學二年級寒假回東北老家，被家里冒著霧氣的加濕器吸引。“為什么加濕器能噴出蒸汽”“我能否設計制作一個類似的加濕器”。開學之后，在老師指導和家人支持下，他用家中廢舊的牛奶盒設計制作了一個加濕器，這個小發明不但選材環保，而且還能夠根據室內的濕度自動調節開關。這個“室內自動加濕器的設計與制作”項目獲得了第32屆上海市青少年科技創新大賽一等獎。

初中預備班時，他迷上了為河道或海灘清理垃圾的課題，“應用于河道淤泥環境下的打撈雜物水陸兩用機器人”應運而生，經過2年多持續六代迭代開發，參加中國（上海）國際技術進出口交易會第四屆上海市青少年科技發明成果展，并申報為實用新型專利。他的媽媽說：“抓住興趣領域，一代又一代的迭代研發，其過程就是孩子可持續成長的經歷，也是經驗積累和素質提升的過程”。“家庭創客活動讓孩子對科技的興趣越加濃郁，為解決研究問題自已會去學習有關物理、化學和數學等知識”。

目前，抗疫居家學習期間，孩子們繼續圍繞自己喜歡的小課題不斷深化研究，逐步形成優勢研究領域，為終身從事科技創新事業打下厚實基礎。

當前，世界處于百年未遇大變局之中，新冠肺炎疫情加速了中美綜合國力的競爭，其核心是拔尖創新人才的競爭，關鍵是拔尖創新人才的早期發現和培養。抗疫居家在線學習，為中小學生開展家務勞動、文體活動和科技創新活動創設了一個嶄新的自主學習場景，也為中小學校和廣大城鄉家庭早期發現和培養未來創新人才開辟了一條新的路徑和模式。

作者單位：上海市寶山區青少年活動中心