中小学创客空间设计与课堂建设

赵梦阅 孙卫华

摘 要 从中小学创客空间设计的要素分析，基于项目学习的创客空间，创客课程内容设计，创客空间地点、时间、人员的设计等四个方面进行分析，从中小学创客课堂、软硬件设施、内容体系、基于项目学习的创客教育等四个方面进行建设，旨在促进学生更好地进行学习，促进学生全面发展。

关键词 中小学；创客空间；Scratch；3D打印

中图分类号：G434 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）23-0037-03

Abstract This paper analyzes from four aspects as follows： the analysis of the elements of the space design of the maker education in pri-mary and secondary schools， the maker education space based on project learning， the design of the content of maker courses， and the design of the time and personnel of the maker education space. The construction is carried out from four aspects： the education construc-tion of students in primary and secondary schools， the construction ofhardware and software facilities， the construction of content system， and the construction of students education based on project learning.The aim is to promote students to learn better and to promote stu-dents to develop in an all-round way.

Key words primary and secondary schools； maker education space； Scratch； 3D printing

1 前言

近年來，我国很多中小学在积极推进创客空间的设计开发与课堂建设，一些研究者和相关专家对于创客空间的思考并未停留在技术层面的表层理解，而是对创客空间本质功能的深层挖掘。

2 创客空间的本质

创客空间本质上不仅仅是单纯地存放创造工具与材料的物理空间，并不是将其作为游乐空间进行放松的，而是一个承载创造活动，支持创意产生与现实转化，鼓励互动与协作，蕴含育人目标，担负教育责任，开发学生创新思维的教育空间[1]。高质量的创客空间常常整合了物质、技术、智力、社会化资源，支持学生独立或协同完成创造过程，实现基于创造的学习，是创客教育实施的基本载体[1]。

3 中小学创客空间设计

中小学创客空间设计的要素分析 对于中小学创客空间设计，紧紧围绕促进学生不断创造这一目标和主题，对创客项目如何设计，教师引导学生如何运用创新思维解决问题，同伴之间如何进行协作，以及在创客空间中如何提供创造工具才能更好地教学等问题，进行精心设计与思考。具体包括以下四个方面。

1）明确教学需求：哪些学习活动在创客空间环境下可以使得学生学的效率更高？

2）创造工具的选择与提供方式：及时提供所需的材料，并且提供的辅助工具可以引导学生进行逻辑思考。

3）创客空间的用户分析：创客空间应该主要面向哪些群体？

4）创客空间的管理者如何更好地设计与管理创客空间，明确创客空间的开放时间，明确创客空间的地点设计？

基于项目学习的创客空间 随着创客运动的兴起，越来越多的中小学开始建设创客空间，基于项目的教学也广泛开展开来。创客项目是创客空间中学习的载体，通过项目创设真实情境，并考虑到学生的兴趣和学习需要，引导学生进行思考，理论联系实践，解决问题、寻找答案。创设的情境应该符合学生的特点，把项目设计得尽量具有真实性、趣味性。创客教育所传达的观念不再是传授知识，而是在“做中学”，将传统的以教师为中心转化为学生为中心、以活动为中心，不断设计创新实践型课程，培养学生的创新思维。

创客课程内容设计 研究人员于2017年4月对部分山东地区的小学进行了创客教育调研，得出的结论是：大部分学校都开始建设创客空间，并进行创客空间的设计，但是仍然处于起步阶段，对于如何将创客空间与其他学科整合到一起，还没有明确的方案，对于创客空间的设计还存在一定的问题。调查的小学中，如山师附小开展的Scratch，注重趣味编程；青岛某小学开展机器人兴趣小组，注重提高学生的动手操作能力[2]。

在中小学创客教育和STEAM教育中，师生创客可以利用3D打印机将自己的想法变成现实，把各学科中的一个知识点或问题以可视化的3D打印作品呈现出来，能较好地把学科教学与3D打印技术建立有机联系[3]。例如：在数学中可以利用3D打印机将几何模型展现出来，帮助学生理解三维空间结构；在化学中将原子模型实体化；在物理中将抽象的行星运动、电磁效应等打印出来；在自然科学课中将自然现象的发生原理打印出来。师生创客可以借助3D打印技术创建一个更加直观的教学场景，创建体验式的3D打印技术学习中心，让师生主动参与3D打印技术的应用中。

创客空间的地点、时间、人员设计 创客空间的特殊之处在于它既不同于传统的教室，也不同于网络课程在线学习的虚拟空间。创客空间需要置办支持艺术创作、手工制作、科学探索等操作的创造工具与材料，支持多样化的创造活动，满足学生的需要。在创客空间设计过程中，应提供分享箱或者创造成果展示空间（如橱柜陈列），供成员分享创意成果。

创客的用户也应该多元化，不仅是学生，也包括社区化成员、教师等。创客空间应该充分调动学生的积极性，形成创客文化，允许学生用自己的方式来参与创造，师生在和谐共处的原则下相互合作。

创客空间的设计不断推进中小学创客教育课堂建设的发展，而良好的创客教育课堂建设也可以为创客教育设计提供一个基础，使得创客空间设计逐渐趋于完善。两者相互影响、相互作用，为学生提供一个不断创新的氛围。

4 中小学创客教育课堂建设

中小学创客课堂建设 目前，创客教育理念不仅仅是培养学生的技术素养，更多的是从创客文化的初衷出发，将健全学生的人格和促进学生的全面发展作为终极目标。相对应的，对教育结果也应当开展多种形式的评价，如提交作品、展示视频、作品讲解等，实现全面发展。

创客内容需要积极建构，大致分为两个方面：一方面可以根据某一学科内容提出问题，创设一个项目情境，在解决问题的过程中引入其他学科的知识，通过各个学科的渗透融合最终解决问题；另一方面将生活问题与学生兴趣相匹配，综合所学知识进行研究，解决问题。创客教育应当从传统的课堂教学到现代的不拘泥于教室的实践活动，从个人、小组活动到社会团体活动，实现多层次、多领域渗透。

创客教育中师资力量也十分重要，应利用各个领域的师资进行创建，整合资源实现宽领域教学。各级教育部门首先应当开展专项师资培训项目，使得中小学学生能够科学、技术、艺术三位一体地综合发展；其次应当积极开展创客教育项目和创建创客教育联盟，鼓励师生参加相关活动，推动创客教育发展。

创客教育也需要有一定的创客空间。一方面，学校可以建设校内创客空间；另一方面，目前我国有许多城市建设了部分具有公益性质的社会创客空间。创客教育正在由校内共建空间逐步向社会共享空间的全方位发展。对于中小学的创客空间，要求有足够大的场地、足够全的工具（各类金属、塑料、电子工具等教学器材）、足够长的开放时间。

中小学创客教育课堂软硬件建设 随着当今社会的发展，创客教育的理念被各级各类学校所接受，他们利用互动媒体、机器人、编码技术、可穿戴设备等智能技术鼓励学生创新，形成了一个良好的学习氛围。首先，中小学创客教育的理念注重学生对所学知识的创新与应用能力的培养，在中小学课程中技术工具的选择也要符合学生的发展特点和需求。必备的创客工具有电烙铁、热胶枪、万用表、3D打印机、激光雕刻机、小型数控机床等；必备的创客耗材包括各类开源硬件（主要是Arduino）及外接传感器和执行器、各类塑料积木和金属结构件[4]。

中小学创客教育的教师群体在逐渐增多，创客教育的课程设置也逐渐走向科学化。对于创客教育课程来说，需要一定的课程载体来进行更好的课堂建设，如中小学阶段主要的课程载体有Scratch创意编程、App Inventor移动开发、模块化创意搭建、3D创意设计、Mixly创意电子、DIY创意机器人等。在教学方式上，采取SCS创客教学法等，将发散思维运用到创客教育中。创客的资源也包括移动手机、APP、模拟操作软件、学习支持平台、资源分享平台、作品展示库、视频等网络资源；教师、专家、同伴、技术人员等人力资源；学校的实验室、展示馆、演讲室等物理环境。

中小学创客课程设计建设 目前，创客教育在中小学课程体系中的发展还不够成熟，并没有具体的课程标准，大多数学校采用的基本是根据各级各类学校自身的特点和需求开设的校本课程。北京景山学校与浙江温州中学是我国开设创客课程的先行者，它们开发了许多相关课程。创客开设的课程主要包括手工、绘画、雕塑等动手类创意课程以及电子类创意课程。电子类创意课程在当今时代受到极大关注，Scratch程序设计语言、Mixly、Arduino开源硬件、Galileo等逐渐在中小学课程中普遍开设，这些课程通过项目学习和专题探究的形式进行深入研究，提高学生的创新能力和实践能力，运用创新思维来思考问题和解决问题。

中小学创客与项目学习建设 创课教育主张学生通过参与项目式学习来提高创新能力，项目学习的场所也拓展到传统学习场所以外的空间，一个开放的空间——创客空间。基于项目的学习强调学科融合和实践能力。基于项目学习设计的活动可以是团体项目，也可以是个体研究项目。创课的内容围绕现实生活中的问题开展，学生根据自身兴趣自由结组，在教师团体的集体指导下开展项目研究。

如“Hi-3D创意”大主题下有一个“校园沙盘设计”单元，提出对校园进行测量、评估，对校园环境进行重新设计及布置。这个单元涉及数学的测量、图形的绘制等，语文学科的研究报告、设计意图等的撰写，美术学科的装饰，信息技术的编程等。学生在解决这些实际问题时，首先，情感、态度、价值观得以熏陶，体现主人翁意识；其次，培养综合思考的思维方式，发展问题解决能力和综合运用多学科知识的能力。

5 总结以及建议

综上所述，中小学创客空间设计应该考虑到几个方面的因素：创客空间的设计过程中应该将学生的需求放在首位，充分发挥学生的主观能动性；创客空间设计时应该充分考虑学生的创造意识水平、创造愿望、知识技术水平；创客空间设计过程中提供学生自主参与项目的个性化支持，及时了解学生在项目学习中遇到的问题，并设计相应的评价机制进行及时反馈；创客空间的设计应该切实引导学生愿意利用创客空间完成创造过程。

学校创客空间也需要专业化的教师进行专业化的教学，在引导学生创造过程中，教师是保障创客空间教育质量的一个关键因素。在进行创客空间设计时，可以通过讲座、兴趣小组、报告、研究讨论等形式形成一个教师团队，如可以以STEM为主题进行研究，形成一个教师团队。教师对于创客空间的本质应该有一个正确的认识，考虑如何将教育目标融入创客空间教育中，将学科内容与创客空间教育相融合，实现跨学科整合。

学校可以创建创客教育共同体，通过参与共同体交流分享创客空间建设的经验，实现创客教育资源的共建共享，推进创客教育的建设。

参考文献

[1]李卢一，郑燕林.中小学创客空间建设的路径分析：来自美国中小学实践的启示[J].中国电化教育，2016（6）：58-64.

[2]王碩，殷艺华.小学创客教育中项目教学的设计[J].现代教育，2017（7）：52-54.

[3]盛泽晧.小学创客空间线上教学平台的劝导式设计研究[D].江苏：江南大学，2017.

[4]傅骞.从创新实践到人格培养：创客教育目标发展综述[J].电化教育研究，2017，38（6）：41-46.