基于素養提升的創客教育區域化實施探究*

熊善軍 楊 磊

（1.鎮江市丹徒區教師發展中心，江蘇鎮江，212028；2.鎮江市支顯宗學校，江蘇鎮江，212028）

國務院《新一代人工智能發展規劃》對人工智能和創新提出了具體的規劃和要求，2018 年《江蘇省義務教育信息技術課程綱要》中以《新一代人工智能發展規劃》為依據提出信息技術學科教學目標是提升學生的創新與應用能力，提高學生的計算思維能力，發展學生核心素養。當前《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》（以下簡稱“雙減”）政策落地，要求教師提供更豐富的育人途徑促進學生全面發展，青少年信息科技創新活動也有了更廣闊的舞臺。丹徒區教師發展中心（以下簡稱區域），順應時代教育的要求，通過信息技術名師工作室、STEM 工作坊，開展各類創客活動，取得了一定的成效，但面對區域教育整體發展的新要求，與先進地區相比，呈現教學資源不夠聚合、師資隊伍建設相對匱乏、評價機制不夠完善等不足。為此，區域加強創客教育理論與實踐研究，聚各校創客教育智慧，協同探索有效的基于學科素養提升的創客教育區域化實施方案。

一、區域內各學校創客教育活動的現狀分析

創客教育是以實體空間、虛擬空間、文化空間三位一體的立體式學習空間為依托，以項目式學習的探究體驗過程為導向，致力于在開放創新、實踐共享的理念指導下，培養創新人才的新型教學模式，其最終目標是培養學生的創新能力、形成創客文化[1]。對當前區域學校開展創客教育活動現狀進行客觀分析與歸納，主要存在以下幾種情況。一是師資力量薄弱。根據江蘇省課程開設的建議和區域學校3～4 軌辦學規模，每周信息技術課為12～16節，剛好是1 名信息技術教師的教學課時量，信息技術學科教學乃至于創客教育活動研討與交流無法以學校為單位獨自開展。二是活動設備缺失。區域學校隨著智慧校園的創建，在互聯網+教育的背景下創客教室作為建設指標之一，創建學校都進行了創客教室的建設，因為自主選擇及設備更新等因素，各校的創客教學設施各不相同；而未創建的部分學校因信息技術課程開設需要，采購了品種繁多的開源硬件。對區域內各學校的創客硬件統計，品種達到數十種之多，而且數量層次不齊。三是創客活動難以持續。由于受到師資力量限制及設備缺失，部分學校還未開展創客教育，或者根據信息技術教材五年級編程模塊，配備了部分教學使用的開源硬件，開展硬件拼裝及程序編寫的教學活動；而有創客教室的學?；蚴菍⒃O備束之高閣，或是簡單的在社團活動、興趣小組中進行了解性學習，無教材、教學體系、涉及學生少，不能很好地輻射到全體學生，難以提高學生信息素養及創新能力。

二、區域內各學校創客教育聯動的優勢分析

通過上述分析，“單兵作戰、閉門造車”的創客教育模式具有明顯的缺陷和諸多的問題，師資單薄、設備缺失、無統一創客教育系統的教材等成為創客教育活動發展的瓶頸。以“創客教育聯盟”為關鍵字在百度搜索引擎上進行了檢索，約有1 340 000個相關結果，可見全國創客教育發展模式及方向，以“聯盟”為基礎的創客教育活動能迅速消除師資、設備問題，同時加速各學校之間的創客學習交流活動，區域內各學校創客教育活動聯動優勢明顯。

1.統籌各校硬件，發揮效益

從基礎做起，以教材為本。按照區域內創客教育活動實施起步晚的現狀，不能照搬其他地區創客教育活動內容，而是立足信息技術教材，以教材為基礎，在蘇教版信息技術教材五年級編程模塊中涉及Arduino 開源硬件是教學需要的必配硬件。通過教學活動可以讓學生認識理解開源硬件、熟悉搭建，為后續創新實踐建立基礎。根據學習創客機器人功能及符合學生生活實際考慮，以創客項目化的形式增加一些其他類的開源硬件。以項目化成果推進的方式，在學生已有的認知和經驗基礎上，開展項目化研究、成果顯性展示，提升學生創新思維、動手創造能力。表1 為區域學校以教材為基礎開展的部分實踐項目。

表1 區域學校創客實踐項目（部分）

2.聚集各校教師，集思廣益

筆者所在區域，在教師發展中心引領下，搭建了兩個平臺，信息學科名師工作室、區域信息學科教研組，吸納吸引有志于創客教育活動研究的兼職信息教師。采用線上線下的研修交流方式，對區域內創客教育活動如何開展進行深入分析，從各學校實際情況出發，統籌兼顧、博采眾長，將最好的、最適合的創客教育活動方式自下而上，再自上而下地推展開來。通過培訓，提升各校信息技術教師的創新思維，同時信息技術教師在互聯網+教育的環境下，將創客教育與學科教學相融合，培養有理想、有擔當、有本領的時代新人，為區域學校開展的“雙減”活動提供創客教育方案支撐。

3.開展創客活動，智慧碰撞

創客教育往往指向現實問題的解決，是一種問題導向式教育，讓學生發現現實問題，尋求創意的解決方法并通過努力使之變成現實[2]。理論需要實踐、研究需要論證，創客教育開展的形式、內容的研究最終需回歸到學生創客活動中去。學生在創客教育中有哪些收獲？動手實踐能力和創新能力有多大的提高？區域內各校聯動組織的創客展示交流活動平臺就為學生搭建展示的舞臺。在創客活動中，學生分享自己項目化的成果，和其他學校的學生進行創客經驗的交流，回答其他學生的疑惑問題。從創客活動中，學生之間的創客智慧又進行了一次碰撞，均有感悟和收獲。

三、區域內各學校創客教育聯動的策略研究

近年來，區域創客教育活動在教師發展中心及區域信息技術名師工作室的統一協調下，開展創客教育聯動活動，經過不斷的摸索與實踐，從硬件的選配到教師培訓再到創客教育活動的推進，多措并舉，扎實有效的推動創客學習，并逐漸形成一定特色。

1.做好培訓，抓住“引路人”

創客教育活動的主體是學生，關鍵是教師。教師的水平決定了學生創客思維的上限，作為創客教育活動的引導者，需要為學生創客活動開啟一扇門，而開門的鑰匙就是培訓。

（1）思想統一，達成共識

區域名師工作室，STEM 工作坊組織信息技術骨干教師，經過充分地研究教材，達成了區域共識。蘇教版小學信息技術教材以項目設計為基礎，通過學生硬件拼裝、軟件編程開展教學及學習活動。Arduino 開源硬件種類豐富，具有開放接口，程序搭建自由，單個或者是組合能形成不同的項目，將開源硬件帶入到學生學習中，既是對課程綱要及教材的要求體現，也可以看到開源硬件學習與實踐能體現學生的創新理念，豐富學生的實踐內容。這就為開展創客教育教師培訓指明了方向。在培訓開始之前，區域學科中心組成員先討論學習，依據區內教師實際制定培訓方案及培訓內容，并將培訓內容分解到每一次集中教研活動中去，確立開源硬件應用在信息學科教學中的重要地位。這些培訓包含了教材的教學設計、開源硬件的使用培訓、創客教育案例、開源硬件教學展示研討課等等。通過對全區教師進行應用培訓，提高了教師的軟硬件使用能力及課堂教學能力。

（2）歸類分層，逐步提升

Arduino 開源硬件的使用看似簡單，實則復雜，每一個端口使用杜邦線連接不同就會出現不同效果或者錯誤。也許因為一次錯誤的連線，會使得教師們花費大量的時間而功敗垂成，并導致教師們畏難怕做。通過調查分析，區域內教師對開源硬件的認知普遍是零起點，教師的業務需求和培訓期望包括：技能培訓、課程技巧培訓。技能培訓在不清楚設備的使用方法的時候，摸索如何使用要消耗老師很多時間，而老師們除了教學任務還有學校的其他事務，沒有時間花費在設備調試上，因此技能培訓主要是讓老師學會使用新設備，利用設備進行教學。課程技巧培訓：由Arduino 開源硬件實踐經驗的老師通過上研討課、對教材內容及課堂情況進行分析總結，將自己實際經驗與參培老師分享交流，讓老師們能感悟創客教育課程，結合自身的實際情況，設計符合自身實際情況的課堂教學。

（3）注重延伸，點面開花

重視教師良好思維品質的培養，幫助信息技術教師提升教學技能、專業能力、理論素養是信息技術教師專業成長與落實“雙減”行動中重要關切。通過區域研修活動對信息技術教師進行培訓，挖掘區域內信息學科教師潛力，給區域內創客先行者展示的機會，讓他們成為創客活動的中堅力量，并對自己的所得所思進行分享。這既是對培訓的延伸，又是先行者的收獲展示，更能帶動和激勵區域內信息學科教師行動起來。同時參訓教師將培訓收獲帶回學校，組織學校兼職信息技術教師參加培訓，由點到面，全面開花，組建起本校的創客活動教育團隊，集團隊智慧落實到信息技術課堂教學及學生創客活動中去。

2.立足課堂，用好“主陣地”

信息技術課堂是提升學生信息素養的主陣地。學生創客能力不是一蹴而就的，需要積累，通過課堂學習不斷積累開源硬件的使用經驗，在已有經驗的基礎上進行創客活動。區域內信息課堂未使用開源硬件時，課堂教學就受到諸多限制，有關開源硬件章節無法實施，學生也就無法接觸了解開源硬件。對教材的處理僅僅停留在軟件編程上，區域學校通過配置開源硬件，軟硬件結合將創客活動延伸到課堂。蘇教版五年級信息教材14 課用到了聲音傳感器，15 課用到了光敏傳感器，16 課用到了滑桿傳感器，17 課用到了搖桿傳感器，18 課用到了超聲波傳感器。通過培訓，教師已經掌握硬件的使用方法，結合編程單元教材，在信息技術課堂中開展教學活動，教材的執行情況得到提高。學生也從教材項目實例中了解了各傳感器的使用方法，為后期自主創客活動打下了基礎。創客活動的推進要依靠教師，只有教師熟練掌握了，才有能力去指導學生。開源硬件的課堂教學有效開展能使得教師的專業能力提升，在推進開源硬件應用過程中，教師確定了兩個優先：使用開源硬件教學的教研展示課優先、信息優質課評比等第評判優先，通過這樣的激勵策略鼓勵教師使用開源硬件。

3.開展活動，搭好“大舞臺”

信息技術教學的最終目的是提升學生的信息素養。教師可以給學生一個展示的舞臺，這個舞臺就是創客展示活動。區域內各學校在教師發展中心的組織下參加區域學校“創客嘉年華”活動。創客展示活動教師采取了這樣的方式：作品展示，活動開始前，自由展示交流各自作品，小選手通過PPT 向大家進行作品創意介紹、硬件的搭建方法、程序腳本的編制、作品效果的演示，這是創意的展示及學生綜合素養的體現；思維碰撞，匯報結束后，其他小選手對展示小選手進行提問，有表揚及改進方法的交流、有質疑創意實用性的爭辯，這是創意的一次升華。創客活動中教師看到選手由膽怯變得自信，看到選手舌戰群儒，相信每個參賽選手對此次活動終生難忘，也徹底激發了他們的創客欲望，變“要我學”為“我要學”，也相信這些小選手回校后將是創客活動的星星之火。

4.依托項目，開展創客聯動實踐

（1）項目設置

各校根據學校實際，從小學四年級開始組建信息學科興趣小組（社團活動），開展編程類、機器人（人工智能）、3D 打印類等方向項目學習。課程可以開設軟件課程和硬件課程兩種類型。軟件課程以學生為中心，構建符合學生認知水平的矩陣式知識體系，培養學生的計算思維、邏輯思維及創造性思維；硬件課程以人機交互、自然語言理解、知識圖譜、生物特征識別等技術為中心，通過項目式教學，讓學生在實踐中加深知識理解、拓展學習邊界。學習內容分基礎和提高兩類。基礎內容以學校開展的編程、機器人、創客等興趣小組形式進行；提高部分以區青少年活動中心周末開展的非學科類培訓（含編程、創客活動）進行。學校根據師資和硬件條件開展創客項目，見表2。

表2 區域創客實踐項目設置

（2）創客現場挑戰項目實例

秋天到了，果園里的蘋果在陽光的照射下終于成熟了。請利用手邊的設備，如聲音傳感器、超聲波傳感器、光線傳感器、滑桿、搖桿、arduino 開源板、杜邦線等（可自由添加其他傳感器，如RGB 燈、蜂鳴器等），軟硬件結合進行創客實踐，完成果實成熟、收獲果實、保衛果實、慶祝等任務，具體見表3。參賽團隊根據主題自主挑選材料，完成挑戰，時間2 小時。

表3 現場挑戰項目

四、區域內各學校創客教育聯動思考與展望

綜合實踐活動課是我國當前課程改革中提出的一種新的課程形態，多元化的綜合實踐活動的開展是貫徹“雙減”的重要舉措之一。創客教育強調學生運用所學知識，通過實踐體驗，增強探索精神和創新意識，對于學校開展綜合實踐活動課程具有重要的促進意義[3]。區域已經在創客教育活動上邁出了堅實的一步，但如何持之以恒、做得更好，可以從以下方面下功夫。一是創客教育活動課程化。創客課程建設是對課堂教學的具體要求，也是順利實施的重要保障。因為沒有完整的創客教育課程體系，所以要進行創客教育就必須將零散的創客活動整合起來，每一次的教研活動上課老師的優秀創客活動、每一個優秀的學生創客作品、乃至于每個學校創客社團的優秀活動內容等都可以拿來分享，分門別類形成一套區域內有特色的創客活動材料，在不斷的實踐活動中提煉，逐步形成符合區域實際共用的創客課程。二是創客競賽活動的優化。保留每次創客競賽活動優秀做法，例如學生創意的講解、創客展示后辯論等，在這些前提下，進一步豐富，把創客競賽活動做得更有趣，比如提供同等材料，宣布創作主題，讓他們盡情創造，然后守擂攻擂開展交流，把競賽變成學生樂于參加的盛會，從而推動區域內學校創客活動優質、均衡發展。