谈创客教育在高中信息技术教学中的实践

张志勇

[摘 要]创客教育的高速发展给高中信息技术教学带来了挑战，教师应在实际教学中实施创客教育，以有效提升学生的信息素养和创新能力。文章结合超声波传感器的系列应用案例，提出在高中信息技术教学中实施创客教育的一些策略，即优化主题内容、细化项目方案、强化自主合作和深化多维评价，让学生能够把所学内容应用于实践，引导学生自己去发明创造，提高学生的创新能力。

[关键词]创客教育;高中信息技术;超声波传感器

[中图分类号]    G633.67        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2022）05-0093-03

在高中信息技术教学中实施创客教育，把项目式学习、实践操作、生活体验等整合在一起，能有效培养学生的自主合作学习能力和自主创新能力，这与新课标提倡促进数字化学习与注重创新能力培养的理念不谋而合。

一、高中信息技术教学中实施创客教育的意义

在学习生活中有些人把自己有意义的想法兑现为实际行动，这样的人就是创客，而在培养创客的基础上融合教育文化，就形成了创客教育。创客教育主张学生自主创新，在学习生活中挖掘自己喜欢的课题来研究。高中信息技术以网络技术和多媒体技术为核心，结合项目式学习、自主合作学习，把理论与实践联系起来，倡导应用性学习。创客教育提倡理论知识联系实际生活，让学生学习时不会感到枯燥，调动学生的学习积极性，促进学生综合能力的提升。创客教育以提高学生的综合能力为目的，引导学生形成完整的知识结构，有效提高学生自主学习、合作学习、创新学习的能力，注重培养符合社会要求的新型人才。在高中信息技术教学中实施创客教育十分有意义。

二、高中信息技术教学中实施创客教育的现状

创客教育已经逐渐被很多高中信息技术教师所接受，他们知道在高中信息技术教学中实施创客教育可以调动学生的学习积极性，提升学生的综合能力，但是目前创客教育的普及程度还不够。其一，目前创客教育的内容还没有统一，教师只能自行搜集相关的课程素材，自行编写设计课程内容。其二，把创客教育与信息技术教学相融合，需要教师有更广泛的信息技术知识、熟练的动手技能和丰富的编程经验，这些对教师的要求很高。其三，实施创客教育后缺乏有效完整的评价机制，很难及时实现有效评价。其四，一些教师把实施创客教育当作任务要求，不是自发去做的，积极性不高。

三、高中信息技术教学中实施创客教育的策略

（一）优化主题内容

在高中信息技术教学中实施创客教育时，应结合学生的兴趣爱好来选择主题内容、优化主题内容，再挖掘主题内容中所蕴含的育人价值，围绕教学目标开展教学活动，贯彻落实新课程理念。下面笔者从三个方面介绍如何优化主题内容。

1.精于学习，寻找主题

在高中阶段特别是高一阶段，学生学习的科目较多，在这么多科目的学习过程中往往会遇到很多不同类型的问题，教师可以将这些问题挖掘出来，引导学生深入研究，最后形成创客教育的主题。学生通过创客教育主题内容的学习，可以很好地进行跨学科的整合学习。比如在学习数学、物理时要计算教室的面积，就可以利用超声波传感器来测量教室的长、宽再结合高中信息技术编程求出面积;在学习生物要测量心跳、脉搏和体温时，就可以利用高中信息技术编程结合脉搏传感器和温度传感器来测量;在学习地理的土壤知识时，就可以利用高中信息技术编程结合湿度传感器来测量土壤的湿度。通过学习这些与相关学科有关的主题内容，可以更好地把信息技术与其他学科融合在一起，促进学生融合多学科知识来处理問题。

2.源于生活，发现主题

陶行知认为，生活就是教育，教育来自生活。学生在日常生活中遇到的许多问题，通过加工和完善，就可以成为创客教育的主题。高中信息技术创客教育主题若来源于社会生活中的问题，可以使学生更好地贴近生活、学以致用、走向社会，还可以更好地进行德育渗透，提高学生的综合素质。比如，利用高中信息技术编程结合LED灯，模拟交通路口的红绿灯，引导学生要注意交通安全;利用高中信息技术编程结合超声波传感器，模拟倒车雷达实现成功倒车，培养学生的创新精神;利用高中信息技术编程结合人体红外感应传感器，模拟感应路灯，教育学生要节能环保;利用高中信息技术编程结合烟雾传感器，模拟消防报警系统，提醒学生要有防火意识。通过这些来源于生活的创客教育主题的学习，可以引导学生了解实际生活，实现素质教育。

3.基于游戏，挖掘主题

布鲁纳的认知理论认为，孩子学习的有用驱动力之一是爱好。学生在学习自己喜欢的内容时，会自觉主动。有些学生在课堂中经常偷玩游戏，他们对游戏很感兴趣、喜爱游戏，那么教师就可在教学中引入教育游戏，让学生在玩中学。引入教育游戏是为了让学生更好地对知识进行学习，而不是简单地玩。高中信息技术创客教育主题也可以融入教育游戏内容，以激发学生的学习兴趣，让学生在玩乐中不知不觉地学到知识，但是引入游戏的宗旨是为学习服务，促进课堂教学，教师要掌握好尺度。比如，利用高中信息技术游戏编程结合超声波传感器，引导学生做弹球体感游戏，让学生的双手动起来;利用高中信息技术Mind+软件结合Micro：bit主板，让学生玩打气球游戏，激发学生的学习兴趣。通过这些教育游戏内容的主题学习，学生学习积极性提高了，更能主动去学习了。

（二）细化项目方案

高中信息技术创客教育要细化项目方案。创客教育的项目方案有很多种类别，开源硬件是其中一种，其已经成为创客们常用的工具。对于开源硬件使用的主板，笔者早期主要使用Mach3并口板，但随着电脑主机并口的减少，现在也慢慢转向选择如今流行的三大开源硬件——Micro：bit、树莓派和Arduino。Micro：bit适合初学者使用，树莓派的编程优于电子，Arduino则是电子优于编程。在开源硬件里可供选择的传感器的种类很丰富，笔者以超声波传感器测距为例来说明。超声波传感器会发出速度为340 m/s的超声波，超声波碰到被测实体后会反射回来被超声波传感器接收到，由此运算得到总传播时间，用总传播时间除以2就可得到单程时间，用单程时间乘速度340 m/s即可得出测量的距离。下面笔者以超声波传感器为例展示三个项目案例，以此说明如何细化项目方案。

1.测量实物尺寸，解决学习问题

比如，先利用超声波传感器测量课本、课桌、教室的尺寸，再用直尺测量，对比两组数据，分析超声波传感器测量与直尺测量的区别，计算超声波传感器测量的精度。学生操作的具体步骤如下。（1） 连接好超声波传感器与开源硬件主板。（2）根据测距原理，在电脑上编写程序实现距离计算，其中核心程序语句为超声波传输时间计算c3= c1-c2，c1是接收到超声波的时间，c2是发射超声波的时间，c3单位为秒，计算超声波传播距离的核心程序语句为s = c3 / 2 × 340，距离s的单位为米。（3）把计算结果s的值输出即可。学生通过这个案例，初步了解了利用超声波传感器可以测量物体尺寸或物体之间的距离，并懂得学以致用，解决实际问题。

2.模拟倒车雷达，学会理论联系实际

比如，利用超声波传感器，结合LED灯和蜂鸣器来模拟倒车雷达。学生操作的具体步骤如下。（1）连接好超声波传感器、LED灯、蜂鸣器和开源硬件主板。（2）编写程序实现距离s的计算，程序语句同上。（3）设定一个固定值d，通过if语句，判断s与d的大小，如果s大于或等于d，则让蜂鸣器发出节奏较慢的声音，LED红灯不亮;如果s小于d，则让蜂鸣器发出节奏较快的报警声，并且让LED红灯闪烁报警。学生通过这个案例，模拟了倒车雷达，掌握了倒车雷达的设计原理，体会了生活中的实际案例，懂得理论應用于实践。

3.体验体感游戏，激发学习兴趣

学生喜欢玩游戏，如果能在学习中加入一些游戏，则可以让学生对学习更加感兴趣。笔者引入学生平时喜欢玩的弹球游戏，结合超声波传感器来测量距离，让学生单手远离超声波传感器来回运动控制挡板的运动，从而完成体感弹球游戏。学生操作的具体步骤如下。（1）先完成活动一，即用键盘控制挡板移动玩弹球游戏，主要以完形填空的形式填写代码，核心程序语句是识别键盘的向左或向右按键，它们分别控制挡板对象所在位置横坐标的减小或增大，从而控制游戏中挡板的向左或向右移动。活动一主要让学生初步掌握键盘控制挡板玩弹球游戏的程序设计。（2） 连接好超声波传感器与开源硬件主板。（3）完成活动二，即改写活动一的键盘控制挡板玩弹球游戏的代码，先加入超声波传感器测量到的距离s值，然后改写原来用键盘向左或向右移动挡板的代码，把挡板所在位置的横坐标数值用超声波传感器测量的s值来替换，即把手与超声波传感器的距离转化为挡板与左边界的距离，从而实现学生单手左右移动来控制挡板左右移动，真正体验弹球体感游戏。通过这个案例，学生完成了从键盘控制挡板玩弹球游戏到单手移动控制挡板玩弹球游戏的转变，体验了弹球体感游戏的乐趣，不仅提升了编程能力，还锻炼了实践操作能力。

（三）强化自主合作

高中信息技术创客教育要强化自主合作。一方面，要培养学生自主学习能力，让学生独立解决问题，发挥学生的主观能动性;另一方面，在高中信息技术教学实施创客教育，课程内容更加新颖、更有难度，如果仅靠学生一个人自主学习是很难达到课程要求的，这时就需要小组合作、小组互助。合作学习的目标是通过组内学习，分散学习任务，提高学生的学习效率，提升学生的合作交流能力，并对学生的人格成长提供帮助。在高中信息技术教学中实施创客教育，更需要强化自主学习与合作学习，提高学生的信息素养。对此，教师要在创客教育中落实自主探究、合作互助的具体措施，充分体现学生的主体性，促进学生有效交流合作。

（四）深化多维评价

高中信息技术创客教育要深化多维评价，从评价内容、评价主体、评价方法等维度和层面来对学生进行评价，制订符合学生创客教育学习发展的评价标准。其一，评价内容包括创客教育中的过程评价和结果评价，结果评价内容包含创客教育最后生成的作业评价和考试评价，过程评价内容包含学生在创客教育中的各种表现评价。比如，在学生来到信息技术创客教育机房准备上课前，结合创客教育课前评价项目，让学生检查电脑桌上各种创客教育使用的实验器材是否已整理清楚，检查课桌椅是否摆好，检查电脑是否正常关闭，检查座位是否干净等，这是对学生进行日常品德教育，以此规范学生的行为举止，促进学生形成优秀的课堂活动表现。其二，评价主体包括教师、校内其他人员、学生个体、学生群体和学生家长等。通过多种不同类型的评价主体对创客教育中的学生进行评价，教师可以得到更全面、更客观的评价结果，这样的评价结果更有说服力。其三，评价方法包括电脑自动生成的定量评价和人工手动生成的定性评价。在高中信息技术创客教育中，针对学生的课堂知识点检查，一般多采用电脑自动生成的定量评价，便于教师解析学生的数据;针对学生的课堂表现，多采用人工手动填写电子评语。多维评价体系要以信息技术核心素养为基础，促进学生创新能力的培养，要专注于目标结果评估和过程性评价，纳入多种不同评价主体，评价手段和工具也要便于师生校内外使用，还要结合传统笔试和电脑测试的评价，让学优生帮助学困生，促进学生共同提高。

高中信息技术的发展离不开创客教育，作为高中信息技术教师，我们要迎接挑战、更新理念，在创客教育中不仅要注重优化主题内容、细化项目方案，还要强化自主合作、深化多维评价，不断深入探究高中信息技术教学中实施创客教育的策略，有效提升学生的信息素养和创新能力。

[   参   考   文   献   ]

[1]  郑茜.创客背景下中学信息技术教学的创新探索与实践[J].现代教育技术，2016（2）：121-126.

[2]  杨景榕.“创客教育”理念下的高中信息技术教学设计[J].当代教研论丛，2018（3）：98-99.

[3]  秦琴琴.基于创客教育理念的高中信息技术教学实践探索[J].数字教育，2019（2）：64-66.

[4]  许露.创客教育理念在高中信息技术课堂中的应用探索[J].科学大众（科学教育），2017（8）：34.

[5]  邢宇航.高中信息技术课程教学中学生数字化学习与创新素养培养研究[D].桂林：广西师范大学，2018.

（责任编辑 黄春香）