创客教育在线课程混合式教学模式改革

李里程 李勇帆

2020年新年伊始，新冠肺炎疫情席卷全球，在各国开展疫情狙击战的同时，我国教育部在2月率先印发了相关指导意见，做出了延迟开学的决定并要求积极开展线上授课和线上学习等在线教学活动，以实现“停课不停教，停课不停学”。

笔者从事教学创客教育类课程“机器人教育”五年之久，该课程是一门学科知识多、教学演示多、实验操作多、硬件设备多、师生互动多的综合实验类技术课程。教育部《教育信息化“十三五”规划》中明确提出：促进高校开展在线开放课程线上线下混合式教学改革。鼓励教师应用网络学习空间开展教学活动，鼓励学生应用网络学习空间进行学习活动。积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用。

但是，线上教学不是照搬线下课堂这么简单，尤其是强调动手实践能力的创客教育课程。在线课程教学质量的核心是在教与学时空分离的环境下，如何像课堂实体环境那样实现教对学的促进作用。因此，笔者针对创客教育的本质与特性，设计合理的在线教学模式，并结合超星学习通网络教学平台，尝试探索创客教育在线课程混合式教学模式改革。

创客教育在线课程混合式教学模式设计

在国内外高校以及中小学领域，创客教育的具体实施主要依托于传统实验室场所与设施开展机器人教育、实训、制作、竞赛等实践操作。在传统教学中，笔者承教的“机器人教育”课程的教学方法、教学目标、教学活动主要包括以下内容，如图1所示。

混合式教学模式是线下实体课堂教学与线上虚拟网络教学两种教学模式的有机结合。通过综合运用不同的技术方法、教学形式、学习方式，该模式具备教学空间虚实融合、教学模式改革创新、教学评价精准实效等特点。

创客教育提倡“做中学”，以信息技术的融合为基础，结合机器人这一最佳的跨學科载体，通过创新设计、动手实践、创意分享等环节，着重培养学习者的信息素养、创新意识、探究能力、实践能力、协作能力等。其强调以“学习者为核心”的思想与在线教育“以学生为中心”的理念不谋而合。

针对混合式教学模式的特点与创客教育的人才培养理念，笔者以教师与学生两种不同身份出发，设计“机器人教育”在线课程混合式教学模式框架，如图2所示。

课前阶段，是创客教育在线课程混合式教学模式实践的基础阶段。在此阶段，教师需要针对在线课程重构数字教学资源，多类型的课程资源能够拓展教学内容的广度与深度，满足不同学习程度、学习能力的学生对课程的个性化需求;资源的制作也需要体现学科特色、紧扣学习内容、突显学习重点。本课程的教学资源包括：教案与课件转化而成的知识点成体系的教学视频资源，学生自主学习用到的资料文档资源，检测学习效果的测验资源（作业、题库）等。

课中阶段，是以学生为中心的创客教育教学实验任务分步实施的重要阶段。在此阶段，教师为主导，学生为主体，教师通过引导者的身份，基于课前阶段在线传播的知识点与技能点的教学内容，配套设计由基础到复杂的实验任务。本课程的实验任务包括：机器人控制器使用、传感器原理与应用、伺服电机原理与应用、机器人三维虚拟仿真搭建等。

课后阶段，是基于学校院部创客实验室课外时间开放，师生利用场所与设备，开展课后创客项目拓展实践的核心阶段。基于项目的学习（Project-Based Learning，简称PBL）模式，是国内外创客教育主要采用的两种重要教育模式之一。PBL模式以建构主义、多元智能等理论为基础，主要的实施流程包括：项目设计、制定计划、活动探究、作品制作、成果交流、效果评价等环节。在此阶段，教师将以问题为中心，以问题的提出、分析、解决为主线融入综合项目的设计与实施，推动学生完成问题的归纳、总结、处理。本课程的创客项目包括：遥控机器人制作、移动机器人制作、教育机器人软件设计与开发、基于开源硬件的物联网系统开发等。

创客教育在线课程混合式教学模式实践

本课程利用超星平台开展混合式教学实践始于今年疫情期间，本校信息科学与工程学院2017级六年制小学教育本科专业（教育技术学方向）的82名学生参与了本次课程的教学试点。因为教学进度的原因，笔者选用4月中旬结束的第5章“机器人赛事论述”课程的混合式教学过程为例，阐述初步的应用试点情况。

本章节的教学内容分为三大板块，第一部分的内容是基于某品牌机器人器材的国内外相关机器人赛事讲授;第二部分的内容是机器人竞赛背后折射出的不良教育现象案例讲解;第三部分是翻转课堂教学，紧接第二部分的内容，学生自主讨论与自我论述，并提交论述文档。本课程的教学过程分为课前、课中、课后三个环节，线上线下教学独立或交叉开展，如表1所示。

课前环节，线下教师需要完成线上教学资源的准备，并于线上通知学生开展学习。

笔者针对线上教学特色与平台功能，将课程第一部分的教学内容采用碎片化、多维度、循序渐进的方式拆分为多个学习任务点的视频和文档资料。目的是帮助学生对整个课程的学习内容和学习节奏有清晰的认识，更有目标地进行在线自主学习。

课中环节，线上学生自主学习教学资源，教师根据情况同步进行提问、抢答等互动教学活动;线下教师通过翻转课堂教学、实验任务教学，帮助学生夯实巩固课程知识。

本次教学情况特殊，笔者将课程第二部分的教学内容线上直播后，立即布置了班级讨论任务，将基于学校空间的翻转课堂演变为线下线上学生分组远程开展的形式。

课后环节，线上线下学生针对课程讨论和课程作业，进行协作式学习和实践。教师参与讨论和指导，并根据学习数据与任务结果，对学生进行多元评价。

往届本课程第三部分翻转课堂的教学过程：学生课堂讨论、学生小组推荐、学生代表论述、全员提交论文，容易出现部分学生参与活动浑水摸鱼，课后搜集资料兴趣不大，论文质量参差不齐等现象。为此，本次混合式教学过程中，笔者根据教学条件与现状、平台数据反馈的学情及时调整教学模式和教学手段，不断拉近与学生的距离，调动学生自主学习的积极性，取得了优良的教学效果，具体表现如下。

（1）学生学习主动性大幅提升。通过超星平台的数据反馈页面，可以看到两个班级的学生在4月中旬频繁访问课程网站开展学习，并于课程第三部分教学实践活动的实施期间达到最高峰值。

（2）学生学习积极性稳步增长。通过特色教学内容的引用，激发了学生思考潜能，提升了在线教学的互动性，让线上课堂充满了探讨与交流，提高了学生的學习素养。

（3）学生学习创造性持续创新。通过创客式实践任务的布置，给予每位学生出彩的机会，让他们成为学习的主角。基于小组讨论、资料搜集、案例调研等方式完成的视频论述，思考有角度、内容有深度、形式有创新。

创客教育在线课程混合式教学实践思考

本次混合式教学探索的过程中也发现以下问题，希望能在后续的教学实践和超星平台的更新迭代中完善与解决。

1. 教师教学层面

课前阶段，作为教师需要认真思考如何为线上虚拟学习环境创造与架设接近实体课堂的学习情境，提升在线课程的学科教学情境。课中阶段，作为教师应该思考如何引导学生在课程讨论、任务、项目资源创建的过程中，保障资源内容的准确性、关键性、丰富性，切实做到师生资源的共建共享与合理利用。课后阶段，作为教师需要结合平台的功能特性与教学过程的多变性，科学合理地重新设计与制定过程性、总结性评价的量规准则，完善在线课程混合式教学模式考核的综合评价指标体系。

2.平台技术层面

创客教育课程的有序开展，无法脱离线下实验室的硬件支撑。希望学习通网络教学平台增添“实验室”模块，提供简易的实验室工作流程功能：信息公告、开放预约、资产管理、实验管理、实验评价等。

笔者主持建设的院部两个机器人、创客实验室都加入了多种摄像头硬件，用于实验室运维监测、实验教学公开展示、实验过程学生参考等视频开放功能，并提供了视频流对外接口。也希望在学习通APP直播功能的基础上，实现对接第三方视频流的功能。

基于超星学习通网络教学平台开展“机器人教育”在线课程混合式教学实践表明，“线上线下”平台、“课前-课中-课后”环节的混合式教学组织形式，增强了学生学习的积极性、主动性、创造性，提高了学习效率与能力;增强了教师对教学活动组织的协调管理，提高了教学质量与效果。希望能为相关学校使用该平台开展创客教育创新人才的培育，完善同类课程的在线建设和教学模式改革提供借鉴。

注：本文为湖南省哲学社会科学基金项目“智能机器人在中小学STEAM与创客教育中的应用研究”（编号：17YBQ032），湖南省普通高等学校教学改革研究项目“STEAM理念下基于大学生创新素养培养的机器人与创客教育教学改革研究”（编号：[2018]436号-861） 的研究成果

作者单位：湖南第一师范学院