学生科技发明平台构建初探

杨丽

摘 要 以创客课题为载体，对创客教育在初中信息技术中的应用进行例析，从三个方面探讨如何构建学生科技发明的平台：组织学生从生活中选择创客课题；创设科学研究的情境并成立创客小组；指导学生有效运用信息技术进行创客式学习并制作科技小发明。

关键词 创客教育；科技发明；创新能力；信息技术

中图分类号：G633.67 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）19-0065-02

笔者在初中信息技术学科开展创客教育模式的教学研究，将创客教育与培养学生科技小发明有机结合，探索从初中生科技发明创造向创客教育模式转变的方法，从而为初中生的科技发明搭建有效平台。

1 初中生创客课题的选择

创客教育以信息技术的融合为基础，传承了体验教育、项目学习法、创新教育、DIY理念的思想（祝智庭等，2015）；提倡“基于创造的学习”，强调学习者融入创造情境、投入创造过程（郑燕林等，2014）。虽然创客教育不会直接教授学生基础知识，但在当“创客”的过程中，学生有机会运用到信息技术、物理甚至艺术等多学科的知识[1]。

那么，学生围绕什么创客课题进行创造学习呢？这是创客教育遇到的最常见的问题。一个好的创客课题，应该能够在最大程度上调动学生的积极性，并和实践相结合，应该促使学生运用多个学科的知识来合作完成[2]。祝智庭老师指出好的创客课题应该具有以下八个要素[2]。

1）课题的切身性：调动学生积极性，并与实践相结合。

2）课题的复杂性：促使学生用多门学科的知识来合作完成。

3）充足的资源：充分利用各种资源为学生创造条件。

4）互动和合作：取长补短、互相学习、分享信息。

5）高强度：激发学生的自觉性和潜能。

6）合理的时间安排：给学生提供充裕的完成时间，充分利用课余时间。

7）分享教育：分享资源、分享知识、分享成果。

8）新颖性：激发学生创新精神、打破思维定式。

因此，教师应指导学生有意识地整合学科知识，将课堂与现实生活中的片面性、不顺感的事物联系起来，引导学生独立自主地发现问题，让学生从自己已有的知识水平和兴趣爱好等实际情况出发，从而选择那些通过努力可以获得成功的创客课题。如在信息技术课堂中，有学生提出现有电脑键盘不够合理，打字时易误打到相邻字母键上。教师便可以适时鼓励学生设法加以改进，通过组织创客小组来合作完成“可调角度键盘”创客课题。

又如在学习遮罩动画这一章节时，有学生提出生活中的望远镜遮光罩具有很大弊端，于是催生了另一个创客课题——自动遮罩望远镜。

2 初中生创客教育例析

课题1：可调角度键盘

1）背景。在初一年级“应用文档设计与制作”单元教学中，笔者适时讲授了键盘布局的由来及发展史，课后很多学生对键盘的分布兴趣很大，其中庄滢同学所在小组认为在键盘操作时，受“一字型”键盘字母排列的束缚，手与手臂长期保持75°左右的拘束姿势，舒适性很差，且易产生疲劳感。笔者以此为契机，及时引导学生围绕“键盘”来开展创客课题的研究。

2）创客实践过程。首先，学生自主发现问题，提出创客课题——可调角度键盘。接着，创客小组学生查阅资料，深入研究并提出项目构思：操作键盘时，左右手负责的字母是相对固定的，两手分别以F和J为定位点放置；是否可以将键盘一分为二，在不打破原始键盘按键布置的前提下，对键盘进行合理的分割？然后学生通过分析研究，以美观性和实用性为出发点，对键盘进行二次创新发明，提出是否可以借助铰接，使键盘可根据使用进行调节，既可以一分为二，也可合二为一。同时为保证键盘在旋开及闭合时的稳定性，增加了定位轨道连接片和定位销。

通过实践探索和小组多次讨论后，大家制订计划、修正方案、设计图纸。最后，在多门学科教师和学生家长的共同协助下，该创客小组最终发明出“可调角度键盘”，此作品亮相于“第八届国际发明展览会”且荣获铜牌。

3）创客教育心得。创客教育所倡导的提出问题并利用自己的创造力解决问题的过程，对学生能力的培养至关重要。在创客教育中，中心已经从教师转换到学生。创客教育鼓励创新意识和团队精神，也提倡松散自由的学习空间。在这种环境下，每一个学生都有变成某一个领域专家的潜力。教师不再机械地教授知识，而是变成课堂的设计者和组织者[2]。这是笔者最初在课堂开展创客教育的第一批研究成果，此项课题在第23届江苏省青少年科技创新大赛中获二等奖。第一次创新实践的成功给学生带来很大的收获，也让有思想、有创新意识的学生充分发挥了他们的创造力。教学相长，学生取得的成绩也是笔者开展创客教育实践的动力和源泉。

课题2：自动遮罩望远镜

1）背景。在初二年级“制作遮罩动画”主题活动课中，笔者通过模拟望远镜遮罩浏览城市景观图，以便加深学生对遮罩的理解。随后，笔者又开展了遮罩在实际生活中应用的专题探究课，很多学生对遮罩产生浓厚兴趣，他们分组讨论之后列举出遮罩在实际生活中的各类应用，包括望远镜上的遮光罩。

2）创客实践过程。学生通过课堂知识与生活中的实际联系，提出现有技术生产的天文望远镜的遮光罩在使用过程中常常需要手动打开，不够智能，且在遇到强光时会出现灼伤眼睛、烧毁相机摄像头的情况。其中以丁可同学为代表的创客小组提出是否可以改良生活中望远镜的遮光罩，产生真实版的“自动遮罩望远镜”的创客课题设想。

根据问题，大家分小组查阅资料，学生补充学习传感器等物联网相关知识。然后提出创新设想：在望远镜上添加“自动开合装置”，一旦感应强光，望远镜上的遮光罩就自动关闭，无强光时自动打开遮光罩。通过物理学科和信息技术学科的知识整合，学生利用CAD平台设计出自动开合装置的望远镜电路图。最后，在教师和家长的配合下，大家购买电子元件进行电路连接，经多次调试终获成功。

3）创客教育心得。创客活动的实施让一些学生的奇思妙想得到认可并变成现实，激发了学生的自主性学习。最难得的是学生把想法付诸行动，克服了实物制作中的困难，两名学生还特别造访了中国创造学会副秘书长、南通大学王灿明教授，得到了王教授的精心指导。在课题研究完成之后，学生还请来当地的天文专家给予指导，专家称这种创意在国内尚属首创，且成本只需50元左右，改造难度也小。学生在创造过程中运用到了物联网、物理学和机械学的知识，充分发挥了小组合作精神，激发了创新热情，开发了自身潜能。

创客教育便是如此让学生在更加开放的环境中设计、分享、交流、制作，而家长对孩子的表现也感到满意，全力支持孩子参加到创客活动中来，将学校创客空间有效延伸到家庭创客空间！

此外，为充分展开创客教育，有效激发学生的创新能力，学校开展了科技节、创新发明大赛等活动平台，发现和培养了一批小创客。学生将灵感付诸行动，发明和创造出很多有意思的新颖产品，有的创客作品还获得了专利证书，在一定程度上促进了学生综合素质的发展，许多学生还因此优先被重点高中的基地班录取。

3 结语

创客教育使“教师让学生学”变成了“学生自己要学”。总之，把创客教育与信息技术有机融合，既可培养学生的创新思维，又能提高学生的创新能力。将进一步提高创客教育的理论水平和实践能力，让埋在学生心底的智慧种子结出丰硕的创新之果。

参考文献

[1]吴俊杰.创客运动与STEM教育：专访“创客教父”Mitch Altman[J].中小学信息教育，2013（12）：41-42.

[2]祝智庭，孙妍妍.创客教育：信息技术使能的创新教育实践场[J].中国电化教育，2015（1）.

[3]李凌，王颉.“创客”：柔软地改变教育[N].中国教育报，

2014-09-23（5）.