电子纺织品项目在创客教育中的应用探究

薛元虎

项目化学习强调以跨学科知识为载体，以学生活动为中心，以问题情境为桥梁，在真实的实践活动中培养学生的创客素养。笔者所在学校在创客教育中开展的电子纺织品项目化的学习，帮助学生构建可穿戴开源硬件知识体系，助力学生体验、经历真实的创客问题解决过程，引导和帮助学生形成具有审美情趣、劳动意识和社会责任担当的情感态度与价值观。电子纺织品项目利用可穿戴技术的控制板为载体，将传感、通信等技术应用在纺织品上，将科学、数学、美术等多门学科结合起来，探究数字媒体的制造过程和设计原理。教师作为项目过程的参与者，帮助学生理解可穿戴技术与现实生活之间的关系，引导学生从生活中发现学习的意义。

● 从电路设计到程序编写，促进技术显性化

显性化让学生能“看得见”技术运行的过程，使学生的创造思维不再受到技术的禁锢。目前，学校的信息技术课程大都侧重于让学生使用应用程序，而不知其内部工作原理。相比之下，电子纺织品项目给学生提供了一个学习技术原理的机会，让他们成为技术的生产者而非消费者。

1.电路设计显性化

制作电子纺织品让学生理解电路工作的基本原理。当学生将LED灯连接到纺织品上时，错误地把LED灯当作纽扣一样缝起来，导致电路无法连接。同样，学生知道了带正电荷的未绝缘的线和带负电荷的线如果不小心碰到，会造成短路。学生需要在电路设计图和电子纺织品之间不断检查，以便知道电子元件应该放在哪里、正极和负极是如何连接的。通过学习，他们掌握了电路的规划和电源线、信号线连接方法。

2.程序设计显性化

将手工制作带入电子和编程领域，使得计算机编程的内部运作更加透明。刚开始时，学生认为计算机非常复杂，但经过一段时间学习后，发现编程没有想象中那么困难。在编写程序过程中，学生知道了控制板在软件上对应的通信接口，理解了输入和输出端口，掌握了设置高低电平可以使灯开启或关闭，以及利用循环程序让LED灯渐弱渐亮。通过项目制作，学生掌握了程序控制开源硬件的一般方法。

3.工程思维显性化

工程思维是指在系统思想指导下对系统内在结构、功能、要素、关联性等进行分析和处理，以解决实际问题，并追求系统最大化或最小化。电子纺织品项目化学习让工程思维的要素转化为学生的实际操作，促进了学生对工程方法的掌握和工程思维的培养。例如，灯不亮可能是编程问题，也可能是电路问题造成的，学生们不得不在电脑屏幕和项目本身之间来回切换，直到诊断和解决问题。解决这些设计问题有助于培养学生更高阶的探究技能，在观察、测试和评估解决方案之间进行反馈。同时，鼓励学生不要局限于单一的正确答案，要从多种可能性中找出问题的本质，考虑多种可行的解决方案，对方案进行优化和迭代。

● 从重视功能到关注外观，促进美学设计的融合

杜威提倡教育的美学在重新认识现状和挑战传统社会结构方面具有变革性作用。学习不能脱离艺术和美学，艺术和美学反过来可以促进学习的提升，两者相辅相成。

1.美学促进了作品的创意表达

电子纺织品的制作包含了对美学设计的认可。在介绍卡纸、毛毡、粘土等传统制作媒介时，引导学生从人的感受上关注材质的纹理、形状、舒适度等要素，从视觉设计上关注颜色、形状、图案、纹理等要素。与计算机、导电线、LED灯、电子数码管等新媒介组合，迭代而成的新作品让学生的创意与表达更充分、更自由。在这一过程中，学生不但关注了作品的美学，而且深入学习了电路和编程知识，达到了审美、创意表达与技术学习相伴而行的学习效果，这充分体现了技术显性化与功能审美之间的协同关系。

2.美学激发了学生的创作热情

学习动机可以促进学习行为的发生，学生的热情是创意的不竭动力。协调好作品功能与美学之间的关系是非常重要的。在项目中，刚开始笔者把功能性作为项目设计的关键点，即LED灯能正常工作，学生在这个方面做得非常好。然而，学生并不想保留这些只具有最基本功能性的作品，认为其没有吸引力。相反，在设计中加入艺术元素，不仅能让学生对自己的作品有更多的自豪感，而且还能激励学生主动挑战要求更高的任务。因此，在后续的课程中，笔者开始强调美学，以实现理想外观和功能性的完美融合。

制作美观又实用的作品扩大了学习创意的张力空间。美学的融入让学生主动对项目投入更多的精力，内在的驱动力促使他们学习更复杂的工艺制作方法，以达到他们所期望的美学效果。

● 从固有观念到突破限制，重新审视自我成长

电子纺织品项目让学生有机会、有勇气审视自我，改变自己。以手工制作作为学习计算机的切入点，以有亲和力的媒介为载体，让学生意识到自身的偏见，重新寻找到自我发展的方向。

1.计算与工程的固有观念

在传统社会中，缝纫、刺绣、钩针和编织等纺织工艺被认为是一种女性化“软”的活动，而工程和计算机被认为是男性化“硬”的活动。许多学生对自己最能胜任的领域有先入为主的观念，他们的观念是基于传统上男性和女性特长的文化观念，用固化的观点来看待自身及其他事物，无异于自我封闭，阻碍了他们的自我成长。

2.突破学生自我的偏见

男生经常谈论自己擅长电子纺织品的编程和电路方面的工作，不管他们之前是否有这些方面的实践经验。同样，许多女生也将自己定位为更擅长手工制作，无论她们之前是否有缝纫或手工制作的经验。然而，在项目结束时，已经发生了转变：大多数男生以完成手工制作任务为荣，而大多数女生则以项目中的程序编码编写为荣。这样巧妙地将工程计算与手工缝纫，以功能美学的方式“混合”在一起，打破了自我的偏见，让学生重新审视那些理所当然的、被性别化的固有观念。

● 反思与展望

电子纺织品项目充分体现了学生作为技术的设计者和创造者的理念。创造电子纺织品的过程不仅揭示电路的设计构造以及灯光的编程方法，使技术变得更加透明，而且还凸显了美学在学习中的重要性。

电子纺织品项目继承了传统的用手工解决问题的方式，融入了计算、美学与工程等元素，不但让学生和教育者重新审视用双手完成的认知工作，而且還为传统家务和手工技能的活动指明方向——只要能够想象得到，就可以通过数字技术的创造性整合寻找到新的价值。