王克伟 山东省临沂市高都小学
创意智造课程是通过项目的形式,引导学生对现实生活中的具体问题开展深入的探究和实践,融合利用信息技术解决实际问题的方法和过程,培养学生的创新思维、设计思维、编程思维和工程思维等高阶思维能力。它是人工智能类课程的重要组成部分,也是创客教育中最重要的一门课程。笔者根据学生在创客基本知识、科学探究能力、动手实践能力等方面的不同的发展水平,开发了“玩·创·造·乐”创意智造课程体系,并进行了实践。
创意智造是面向生活、动手动脑、指向“创造”的课程。课程的核心以培养“未来创客”为目标,采用项目设计、玩中学、做中学的课程理念,让学生面向现实生活世界的真实问题。在解决问题的过程中,它以工程化的思维策略综合运用开源硬件、图形化编程、数字化工具、创新方法来设计和制作创客产品,从而达到培养学生的创新能力和实践能力的目的。
课程总体目标是融合信息技术,以项目驱动的方式设计创造实体作品,在解决问题和动手制作过程中,培养学生的高阶思维能力。具体目标设计如下。
(1)创客基本能力的培养
基础的创新方法和基本的信息技术设计操作能力是创意智造之基,并构建创新方法、开源电子、软件编程、数字化工具等内容为主的课程群,通过序列化的学习培养学生创造的基本能力。
(2)工匠精神的传承
“工匠精神”是一名创客必备的精神内涵。在创意智造课程中,鼓励学生动手实践,并将其逐步内化成自己的一种品质。
(3)创新素质的形成
创新素质是综合创新品质、创新思维和创新能力的一种素质。依托信息技术融合创新,在实践中逐步让学生形成创新素质,适应在未来的社会生存,这是培养未来创客的本质需求。
(4)全人发展的落实
“全人发展”是苏霍姆林斯基倡导的一种教育观。创意智造不仅要修炼创客的专业能力、学习创新解决问题的策略,还涉及到团队协作、人际沟通等学生的全方位能力和素质的发展。
创意智造是培养学生“通过设计制造解决问题”的创新能力和实践能力,笔者结合创客活动“从创造中学习”学习理念的特点,对课程中“玩”“创”“造”“乐”四种学习活动之间的关系进行了详细分析:在内层的循环中,从“创”到“造”是理论到实践的过程,从“造”到“创”是实践深入理论的过程,这恰恰是工程师解决问题的思维策略,也是创客作品优化迭代,直到解决问题的过程;在外层的循环中,从“玩”到“乐”是玩中学、做中学、玩中乐的一种知识和方法探求的心理过程,从“乐”到“玩”是一种心理的激励,在课程学习中快乐的体验促进学生的学习,这是创客心理特质优化迭代的过程(如图1)。
图1
图2
图3
基于上述分析,在创意智造课程内容设计上,笔者以跨学科、重实践、面向真实世界的问题解决为导向,将课程内容分为创客能力基础知识、数字化设计加工技术、开源软硬件,以及综合项目创新四部分,分别体现了玩、创、造、乐相融合的教学活动(如图2)。
基于项目的综合项目创新实践让学生置身于现实世界的情境中,围绕师生提出的真实问题展开活动,学生在学习过程中面对的是一个个富有挑战性、复杂性、新颖性的项目,在项目制作中,学生的创客能力和实践能力得到培养和提升。
由于综合项目创新实践是创意智造校本课程的核心,建议将其设计为“六阶段结构框架”,设置成18课时,并将每个阶段分解成具体的课时安排,充分利用课外活动和学生的零散时间以创新合作小组的形式进行创新设计制作。学生在“创·造”中不断优化迭代创新产品,体验“创·造”的快乐。框架图具体如图3所示。
项目调研阶段主要是从生活中进行选题和调研,采取头脑风暴的形式确定研究课题;根据调研的结果,进行三稿的方案设计,建议学生优先选择人工智能和编程解决问题,要求每一次方案的设计都要有新的思路和具体的改进;设计完稿后,采用Arduino智能控件、传感器和执行器进行创意编程,对编程过程中遇到的难题采取生生、师生共同解决的形式;编程完成后,进入加工制作和改进完善阶段,这也是优先采用数字化加工工具进行外壳的封装,并对各功能器件进行定位,在“创”“造”中不断改进完善产品;分享延伸阶段主要是撰写研究报告、产品可拓展的领域分析等。
创客校本课程的评价以过程性、全面性、多元化、激励性为主要评价原则,对学生创客学习过程的评价以问题发现和方案规划能力、工具应用和问题解决能力以及沟通协作能力为主要评价内容,将过程性评价和结果性评价相结合,充分体现创意智造课程培养目标。针对“玩·创·造·乐”四种教学活动,分别设计不同的评价标准和具体要求。对学生每阶段的学习活动成果进行记录和评价,并结合最后的作品进行总体评价。
创意智造课程为学生带来很多改变,学生的兴趣爱好得到了满足,个性得到了张扬,学生走出了校园,走上社会,走进自然,实践能力得到了发展,合作能力、创新能力、交际能力、自主意识、参与意识以及自信心等得到了不同程度的提高,并增强了学生的社会责任感。