“互联网+”背景下中小学创客教育模式应用研究

贾金元+武小龙

摘要：创客教育作为一种新型的教育形态，已成为学术界研究的热点。以培养创客精神为导向的创客教育为我国中小学教育的创新提供了新的契机。本文探讨了“互联网+”背景下的创客和创客教育，分析了国内外目前中小学创客教育发展的现状，提出了在国内中小学创客课程活动开展的流程和创客教育模式的应用模型，并对目前的创客教育模式提出了建议及思考。

关键词：互联网+；中小学；创客教育

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2016）22-0068-03

“互联网+”是一种创新驱动发展的方式，在“互联网+”时代，技术与教育全面融合，成为人类表达自身智慧的重要内容。[1]如何利用互联网平台和计算机技术（云计算、物联网、大数据、3D打印等），促进创新型人才的培养，支持创新型国家建设，已成为提高国家全球竞争力的关键。因此，开展“互联网+”背景下的中小学创客教育的模式研究受到教育者的重视与认同。

笔者认为，创客教育是一种基于技术创新基础上的教育方式，目的在于将学习者培养成具有创客精神和创新实践能力的人。创客教育融合了项目教学法、做中学等教学思想，这些教学模式都以学生为中心，丰富了创新教育的内涵。基于创客教育的理念，笔者构建了创客教育的实践框架（如图1）。

“互联网+”模式下创客教育模式的应用模型

1.创客课程开展的流程

中小学创客教育活动的开展，可以从目标设计、过程设计、活动开展、评价反馈四个环节入手，形成活动主题鲜明、过程设计科学合理的教学活动。同时，在开展过程中要充分利用3D打印机、开源硬件、各种信息资源、认知工具等，并根据活动任务与活动流程的实际需求开展活动，形成良好的反馈评价系统。目前，很多中小学都已经开展了一系列成功的课程案例，如北京景山学校的吴俊杰老师开发的“人工智能”和“Scratch编程”课程。[2]

通过实践与总结，笔者也开发了“机器人竞赛与搭建”“3D创新与设计”等课程，下页图2为创客教育课程开展的模型。

2.“互联网+”模式下创客教育模式的应用模型

基于“互联网+”模式下的创客教育，要建立课程资源共享平台。在教学过程中，教师要积极地引导学生在探究中掌握科学的信息检索方法，并掌握学生富有好奇心和创造力的天性，科学地将创客理念融入教学，下页图3为中小学创客教育模式模型。

创客教育模式发展的若干路径

创客教育的发展依赖于现代科技和教育制度的保障，依赖于创客教育模式的应用及推广，也依赖于人的信息化素养和ICT应用能力的提升。结合现阶段技术水平及其应用能力，笔者提出以下创客教育发展的若干途径。

1.以学龄特征和学生的认知发展水平为导向，建设创客教育课程体系

在中小学开展创客教育应以STEAM课程为基础，结合机器人教学、3D打印教学，采取基于项目的合作学习与探究，立足解决现实问题和真实问题，鼓励学生将自己的创意和想法变成作品，让他们在这个过程中感受成就和快乐，形成独立思考和创新的精神。根据年级的不同，学习内容也相应地分为多个课程，从最初的激光切割、三维打印、编程到自主探究、参加相关比赛，学生不仅能够学习技能，掌握技术，还能够开拓知识面。例如，2016年，笔者有幸带领学生参加了FTC机器人挑战赛，此次比赛的主题为FIRST救援团，这不仅要求学生能够制造出机器人小车，还要清理场地上的障碍物并攀登悬崖解救登山者，该项目的难度较高，涉及到计算机编程、物理、电路知识等，还要求学生通过学习和讨论，根据任务安装程序软件，设计比赛方案，构建3D建模图，最后通过工程笔记记录机器人从设计到搭建的全过程。在搭建的过程中，对底盘、机械臂、舵机的设计，学生不仅要了解MATRIX器材的具体型号、搭建技巧和方法，还要懂得马达、传感器等电子元件的性能等。另外，赛前还要对评委的提问进行现场解答。这对学生的随机应变能力和团队精神都有较高的要求。因此，在日常的学习过程中，教师对学生展开的相应知识辅导和建立课程体系就显得尤为重要。

2.以做中学为教学主要方式，培养自主与合作学习能力

杜威的“做中学”的基本教育原则是：课程的架构以学生活动为中心，以直接经验的获得为核心，创设情境化的教学环境，引导学生通过观察、实验、探究、游戏的方式展开学习。创客教育中的学习活动是一个相对复杂的过程，最为突出的就是跨学科的知识融合。学生在解决问题的过程中，涉及到的知识大多是需要查阅大量文献资料、寻求各种帮助，并通过自学和协作才能完成的。例如，在3D课程教学中，教师可以充分利用做中学教学方式，利用3D打印进行建模，设计并打印机器人及各类零部件，把学生的想象转换为现实作品，在构建可视化的三维模型绘制中，学生就自然完成了创造者的蜕变。

3.组建校企等多方战略合作联盟，充分调动学生参与的热情及参与度

第四次工业革命催生了一大批技术先进、产品丰富、服务到位的高科技企业。企业参与到学校创客教育活动中是保证创客教育活力和可持续发展的必要条件。同时，组建校企战略合作，充分利用慕课、翻转课堂等教学模式，能够有效地打破传统课堂，以及学校和区域之间固有的堡垒。因此，教师要以创新创业引导式教育为合作目标，与企业共同为学生提供一体化的、创新创业引导式的教育，并将有创新创意兴趣的学生以兴趣式观摩学习的方式链接到创业孵化平台，激发学生的创客思维。以笔者带领学生开发的自动扫地车为例，项目具有扫地和自动避障功能，用于家庭地砖地面和地板地面的清洁，车体内的红外传感器可以判断前方是否有障碍物，当传感器接收到障碍物信号时把信号传给单片机，由单片机控制车轮的转速和转向，使小车自动躲避障碍物，重要的是还要联合企业，进行推广和生产，从而激发学生的创造兴趣。

4.培育学校创客师资团队，推动创新人才培养模式和教育体制的改革

创客教育强调“以学生为中心”，但教师的指导作用不容忽视，创客指导教师最好是计算机或者电子工程专业毕业的，熟悉电路和程序。例如，笔者开发的创客资源库，就汇集了网站开发、程序设计等多种资源，Arduino普及了用c++开发嵌入式软件，c++面向对象的特性等。另外，创客教育对教师的专业素养要求很高，教师不仅要转变教学观念，对不同学科要有一定的了解，而且要在教学中能够承担更加多样的角色。

目前，创客教育方兴未艾，尚未形成燎原之势。中小学的创客教育基本上由感兴趣的一线教师兼任，创建高水平学校教师团队成为突破中小学创客教育发展瓶颈的关键。因此，教师可以在开始时选择Scratch、App Inventor、DFRobot等多种可视化软件供学生选修，这些课程不仅可以训练学生的计算思维能力，也可以锻炼学生的创客思维。同时，作为创客教育的首选，开源硬件是重要的推荐工具，Arduino是为实现创意、设想，可自主设计的智能控制器，虽然是以硬件为载体，玩的却是创意和分享。在创客教育中，学生变为知识的创作者，学校转变成知识传授的中心实践场所，而教师则是创客教育的主要推动者。

结束语

我国中小学教育面临着完成产业转型，提高国际竞争力的巨大挑战。[3]“互联网+教育”时代，技术正催生教育理念、教育模式、学习行为、认知方式、学习模式等方面的变革。作为一项新兴事物，从国家课程、地方政策到校本课程，中小学创客教育还没有形成既定的教育形式，缺乏完整、成熟的课程和应用实践。已开始创客课程的学校，在教法、学法及采用的硬件设备类型等方面虽然不尽相同，但学校应力争为创客教育提供平台支持，把创客教育渗透到各个学科，实现创客教育与学科教育的自然融合，维护学生个性，启发学生独立思考，用批判性思维开展创客项目研究，只有这样，才能促进学校创客教育的可持续发展。

参考文献：

[1]王娟，吴永和.“互联网+”时代STEAM 教育应用的反思[J].远程教育杂志，2016（2）.

[2]柳栋，吴俊杰，谢作如，等.STEM、STEAM与可能的实践路线[J].中小学信息技术教育，2013（6）.

[3]杨亚平.美国、德国与日本中小学STEM教育比较研究[J].外国中小学教育，2015（8）.

本文系甘肃省教育科学“十三五”规划2016年度重点课题“创客教育背景下高中信息技术教学的创新探索与研究”（课题批准号：GS〔2016〕GHBZ096）阶段性成果。