中学校园创客教育的实践研究

石杰一

【摘 要】“创客”泛指追求和享受创新，并将创意转变成现实的人。创客教育则指以培养学习者创新、创业所需知识、能力、视野以及意志品质方面的教育行为，以及活动、课程和环境的总和。在升学压力面前，创客教育在部分学校仅仅是一个理想和口号。笔者身处教育一线，致力于在落实学科的基础知识、基本技能的同时，引领学生进行小、微的改造和发明，培养学生的创新意识和应用意识，从而实现了创客教育在实际教学中的落地。

【关键词】创客;核心素养;创造;发明;做中学

一、创客的由来

创客（Mak-er）“创”指创造，“客”指从事某种活动的人，“创客”是指勇于创新，努力将自己的创意变为现实的人。这个词译自英文单词“Mak-er”，源于2001年美国麻省理工学院的比特和原子研究中心的课题（Fab Lab）。这个课题以创新为理念，以客户为中心，以个人设计、个人制造为核心内容，参与实验课题的学生即“创客”。后来，这一理念和行为引起了广泛的关注，逐步扩展到世界各地。

2014年国务院总理李克强在夏季达沃斯论坛上提出“大众创业，万众创新”的宏伟蓝图。“创客”的发展呈现了政府主导、媒体支持、企业推崇的态势，成为了我国经济发展的新引擎。2015年10月19日，国务院总理李克强参加了万众创新周启动仪式，拉开了全国创客创新活动的序幕。

二、创客的源动力

（一）客观源动力

发明创造需要契机，生活中的困难往往是发明创造的开始。1879 年，苏格兰科学家詹姆士·杜瓦制造出来了液态氧气，为了保存液氧，他设计了用两层中间为真空的薄玻璃制成容器的瓶子，就是詹姆士杜·瓦瓶。1917年第一次世界大战时一名叫做瑞特利的炊事兵背着一口铁锅到前沿阵地去，准备煮点热咖啡，给前线兵们。不料此时正好德军的大炮开始轰鸣，炮声隆隆，弹片横飞，战斗结束时，只有把锅顶在头上的瑞特利活了下来。他们都在遇到困难时找到了灵感，从而解决了问题，甚至化解了危机。

（二）主观源动力

刚刚的两个例子如果仅仅停留在詹姆士解决了自己的液氧保存问题，瑞特利保住了自己的生命，那么我们生活中就没有了暖瓶，战场上就没有了头盔。可见，在客观源动力具备的情况下，是否有创新意识、是否具备将创意产业化的主观能动力是“创客”能否进一步发展的重要因素。

主、客观源动力的结合，才能够成就“创客”。比如，一些多功能工具的发明，实际生活中往往需要使用多种不同的工具，而工具的携带成为了人们的困扰。当“如何将多种工具合而为一”成为了一些人头脑中思考的问题时，将多个工具进行结构性重组成为了工具制造业的一个发展方向，多用扳手、多用螺丝刀因此问世。

三、创客教育的价值与实施

（一）创客教育的价值

创客理念源于高等学府的科研发展的需要，最初的创客主体是高等院校的学生，正是这一特点，使得创客理念走进中学校园成为可能甚至是必然。一个人的创新理念、意识的形成不是到了某一年龄阶段生理发育的必然结果，相反它需要经过长时间教育引导培养的过程，因此从儿童时期到青少年时期家庭教育和學校教育对于创新意识的培养成效往往决定了学生进入高等学府、走入社会后是否具有创新、创业的视野。作为创客的源动力，创新意识的培养是关键也是节点，我们的传统教育往往更注重基础知识、基本技能如何转化为优异的成绩，而对知识和技能的应用与创新关注不够。笔者认为创客教育，带领学生通过项目式学习，经历发现实际问题、设计项目方案、完成项目实施及评价的过程，实现小的改造甚至实现发明创造。学生在此过程中经历知识与技能的应用和创新，获得了成就感，同时更深刻的体会到所学知识的实际价值。这样既提升了学生学习知识的动力，同时又培养了学生的创新意识。

（二）创客教育的实施

创客教育必须以实践为基础，学生要在做中学，以“创客”的身份经历从创意产生到转化为现实的过程，从而提升学生作为创客的创新、创业所需知识、能力、视野以及意志品质。下面笔者以“下水管道油污处理器”为例，阐述创客教育的实施过程。

1.收集研究问题

收集研究问题是创客教育实施的基础，需要教师和学生给予充分的重视。教师在收集研究问题前要进行集体指导，鉴于中学生的知识基础相对薄弱，教师要建议学生问题的选择最好贴近生活实际，从小、微问题处着眼，做“草根”研究。通过播放视频结合教师讲解，带着学生了解已有的成功案例。例如乌干达一个叫琼的女孩，为了防止蚊虫叮咬而传播疟疾，在香皂制作过程中加入了香茅、薰衣草等防蚊虫的精油，发明了防蚊虫的香皂。中央2套节目《农机也疯狂》各种实用的农机具的发明——栽大葱的机器、取出西瓜种子的机器等等。通过这样的集体指导，学生们明白了我们要找的是什么样的研究问题，并且开始用发现的眼光去观察自己的生活，从而找到生活中切实存在的，我们有可能解决的问题。

2.确定研究问题

大部分的创客都需要团队合作，大家收集了许多研究问题，选择谁的问题进行研究？由教师指定最简单，但也最粗暴，学生会质疑教师的选择，对确定的研究问题产生排斥。所以这个看似简单的环节，却决定着后续的研究能不能高效顺利的开展。拿出时间来进行讨论，研究每个问题解决的可行性，即防止在选题过程中师生之间、生生之间产生矛盾，又对研究问题进行了进一步的研究，提升了研究问题的可行性。经过上述过程，笔者所带研究团队确定了“下水管道油污处理器”作为研究问题。团队负责同学总结如下：

当今下水道堵塞事故频发，解决这个问题具有很高的研究价值。家庭下水管道堵塞的主要原因是我们平时家里刷锅刷碗倒入下水管道中的油！油不溶于水，会一直黏着在下水管道内壁上，日积月累越来越厚，也就造成了我们所说的下水管道堵塞。

3.设计研究方案

确定了研究问题，分析了问题产生的原因，同学们想到可以从两个角度来解决这一问题。第一个角度从源头解决，在下水道排水口除增加一个油污分解模块，让含有油污的水排流经油污分解模块，通过类似去污粉成分的去污块，将油污分解，确保在排放过程中，不堵塞下水道;第二个角度，从收集装置解决，将污水收集到处理装置，对油水进行分离，分离后将水排放，将油回收处理。考虑到现有的技术水平和仪器设备，学生最终确定从收集装置来解决油污处理问题。

学生通过多次讨论，设计出了装置示意图，列出了所需材料清单，确定了已有材料和需要采购的材料。并分工合作，完成了所有准备工作。

4.实施研究

把一个构想变成现实有着数不尽的难关需要攻克：箱体材料选择、吸收油污装置的选择、固体垃圾与液体分离方法、除味装置选取以及箱体大小放置位置等等。攻克这些难关，经过无数次实验的失败，终于生产效果比较理想的油污处理净化装置，如下图。

其中：1.壳体;101.出水口;2.上盖;201.进水口;3.油污过滤单元;301.粗孔滤网;302.密集滤网;303.高密滤网;304.石块吸附层;305.活性炭吸附层;4.固体过滤单元;401.倾斜式过滤网。

5.总结研究成果

研究成果的梳理过程是学生创新意识的最终升华步骤，学生在这个过程中会回顾整个研究过程，重温研究过程中遇到的困难和解决的方法，从而明确研究问题的核心所在，也就是研究的创新点。成果需要外显的载体，或是研究报告或是申请专利。教师在此过程中要引领学生回顾并总结研究项目的创新点和突破研究难点的方法，出示研究报告和专利申请材料的范例，由学生撰写并由教师帮助指导和修改。

综上，创客教育实践的过程，是由教师负责构建一个特定的环境，学生自发组建团队，共同经历解决开放式研究问题的过程。从始至终学生是研发的中心，学生在完成项目研究的过程中发展出来了相应的技巧和能力，进而形成了应对未来的挑战能力和创新能力，整个教育过程直指“立德树人”的终极目标。

【参考文献】

[1]钟启泉.“做中学”的特质与挑战[J].基础教育课程，2014年第7期：13.

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